基于课程思政理念下的《工业机器人》课程实施探索

曹少泳，刘娜，黄石青

（北京理工大学珠海学院，广东 珠海）

一 引言

制造业是立国之本，强国之基。机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，其研发、制造、应用是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志。

工业机器人是先进制造业的重要技术装备，是衡量国家科技创新的重要指标，涉及的学科包括机械工程、自动化、计算机、传感器、人工智能、电子技术等，新一代智能制造是“数字化+网络化+智能化”的深度融合，并贯穿于产品设计、制造、服务全生命周期的各个环节，在教学过程中，让学生对工业机器人整个生命周期有一个详细的了解，如工业机器人的设计、制造、销售、应用、售后、回收等，便于学生对自己未来从事工业机器人相关的职业有初步的思考。

二 课程基本情况

《工业机器人》是典型的新工科课程，具有很强的新颖性、综合性和实践性，面向的对象为工业自动化学院以机器人工程专业为主的大三学生，本课程自2010年开课以来，不仅承担了校级教改、省级教改、教育部产学合作协同育人项目，而且还是“课程思政”改革试点项目和校级一流课程建设项目，形成了良好的持续改进机制，如图1所示。

图1 工业机器人课程建设情况

课程团队成员由5位老师组成，其中高级职称2人，中级2人，初级1人；5人中双师型教师2人，博士2人。团队致力于在专业教学中结合课程思政的教学创新策略与方法的研究，对现有课程内容案例及教学方法进行反思，结合学科历史与现状以及课程的知识点，从中挖掘思政元素，创新教学模式，构建“政产学研赛”五位一体的新工科课程体系，落实三位一体课程目标，深刻影响学生的发展。

三 课程思政的设计思路

图2 工业机器人育人目标

图3 《工业机器人》课程实施框架

根据习近平总书记在全国教育大会上强调“坚持中国特色社会主义教育发展道路培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人”的讲话精神在学校深化教育教学改革并开展一流本科专业建设、课程思政建设、一流课程建设的新形势下[1]，《工业机器人》课程以践行和培养社会主义核心价值观、深化“四个自信”、以政治引领于专业教育中培养社会主义的建设者和接班人为宏观思政目标，以理论知识和实践能力的培养为基础着力点，注重学术道德教育、创新思维教育与课程理论知识教学并重培养，并以此为原则进行思政教育教学设计和实践，以期借助本课程平台推进新工科人才的价值观塑造，实现育人和育才相统一。

《工业机器人》主要内容包括工业机器人的基础知识、工业机器人基本组成、工业机器人的控制以及检测系统等方面的专业知识[2]。根据习近平总书记有关高等教育的系列讲话精神，本课程引入“课程思政”理念进行工业机器人的课程教学建设，把新时代中国特色社会主义思想、爱国主义和社会主义核心价值观等教育与专业课程教育做到协同，从而达到对学生思政教育、价值引领的目的，使学生成为新时代现代制造业中紧缺的高素质应用型复合型人才[2-4]，课程具体的知识、能力和价值培养目标具体如下：

在课程思政的实施过程中，主要关注课程本身的思政建设与其在整个专业教育中的角色：

一方面，做好课堂教学，挖掘蕴含在各个知识点背后的思政资源，采用自主思考、实践体验、翻转课堂、案例分析以及项目驱动等教学方法和手段，把思政教育有机结合到课程教学过程中，让学生通过自己的学习、思考和实践，在学习理论知识和专业技能过程中获得德育教育，在潜移默化中使学生获得正确的思想观念、价值观点和道德规范。具体实施时首先根据本课程的教学内容选取适当知识点作为思政教育主要着力点，并根据知识点的特点采用合适的方式进行课程思政教学设计。

政治引领，凸显德育培养。在课程思政的设计过程中，做好课堂教学，挖掘、加工并利用蕴含在各个知识点背后的思政资源，在传授科学知识的同时，把思政教育有机结合到课程教学中，在潜移默化中使学生获得正确的思想观念、价值观点和道德规范，实现与社会主义核心价值观的共鸣。

科教协同，强化科研转化。一是将教师与课程内容密切相关的科研成果应用于教学；二是充分利用学院的国家级工程训练中心分中心和教师负责的各个实验室，提高学生实验实践能力。

产教融合，落实知行合一。校企协作挖掘行业需求，发挥行业优势，优化教学资源，激发学生志趣。同时校企支持创新创业活动，组织指导学生参加“粤嵌”“信盈达”“合泰杯”等行业平台竞赛，提升学生综合素质和竞争力。

学科竞赛，赋能教学成效。一方面教师在课堂上引导学生参加相关的学科竞赛，另一方面总结、拓展竞赛中与课程相关的知识点，通过学科竞赛赋能教学。近两年课程组教师指导学生参加“挑战杯”“中国高校智能机器人创意大赛”、2020世界机器人大赛总决赛（2020WRCF）。2021全国大学生机器人ROBOCON比赛等学科竞赛，共获得奖项20余项。指导学生申报广东省科技创新战略专项资金“攀登计划”项目3项、全国大学生创新创业项目3项。

四 主要解决的问题

引入“课程思政”理念进行工业机器人认识的课程教学建设，把习近平新时代中国特色社会主义思想、爱国主义和社会主义核心价值观等教育与专业课程教育做到协同，从而达到对学生思政教育、价值引领的目的，使学生成为新时代智能制造业中紧缺的复合型、应用型高素质人才。

知识传授，提升内在动力：传统教学内容与模式不利于激发学生夯实专业能力，追求卓越的志趣。“五位一体”的课程体系可以充分利用学科和科研资源，激发学生追求知识的兴趣，驱动学生自主学习，助力个人发展。

能力培养，培育工程能力：“五位一体”的课程体系可以充分调动学生的主动性，通过国家、省、校、院四级竞赛体系多渠道培养，使学生运用知识的能力，实验实践能力与组织协调能力得到全面训练，同时拓展学生创新潜质，增强长远竞争力。

价值塑造，落实五位一体：“五位一体”的课程体系立足课堂，深挖课程中的思政元素，通过合理的教学内容设计，传递社会主义核心价值观，向国家输送具有家国情怀的机器人工程专业人才。

五 实施方案

挖掘思政教育元素，将新时代的思想、价值观、职业素养、职业精神恰到好处地引入到工业机器人课程教学中去，正确引导学生掌握专业知识和基本技能的同时，有着正确的价值观和优秀的职业品质，从而达到潜移默化的育人效果。

确定专业目标。教学可以将现实生活某一领域机器人从无到有带来的社会变化引入课堂，从我国现代工业体系、制造业改革、科学技术发展、智能制造与机器人技术等相关知识带入专业知识学习，分析国家政策有关文件《新一代人工智能发展规划》《机器人产业发展规划（2016-2020年）》等精神引领学生产生专业国情感。从进口机器人ABB、库卡与国产机器人融合的生产技术、机械结构、机械精度及工匠精神方面，传授工业机器人相关基础认识及引导学生确定专业学习目标。

重视安全意识。运用事物的辩证唯物主义分析工业机器人硬件安全操作项目的理论与实践关系。展演企业产线中，安全操作典例，从中培养学生安全操作意识，引导学生在实践操作中注重理论指导实践，提高自身的安全操作意识及能力。

培养职业素养。在项目课程教学中，教学穿插一些“大国工匠”的先进事迹、工业机器人在各个领域中的应用视频，如：现代汽车生产过程中，整个由工业机器人为生产主体，主导自动化生产过程；时尚文化娱乐中，巧妙运用6轴工业机器人代替主演者，把节目演绎得淋漓尽致；在典型案例中，3D动画的仿真微妙精准地展现工艺流程等。在工业机器人应用过程中激发学生的编程兴趣，提高自信心，认真钻研实践[5]。

提升专业兴趣。充分利用我院工程训练中心的机器人专业实验室、智能制造生产线，以及机器人相关的比赛实验室（全国大学生机器人比赛、工程实践与创新能力大赛等）。通过工业机器人的教学，学生需要查找有关国家政策文件、制作趣味作品等去丰富并更新实验室的资料与设备，同时组织训练展现风采的能力及技巧，培养学生的职业素养及人文素养。

锻炼创新思维。引入国防科技的发展史、制造业的变革及社会岗位人才需求的变化，展示出创新元素的关键性，提倡学生注重对创新思维的培养。

六 全方位、全过程德育评价

引入“目标·过程·互动·认同”（TPII）模式，学生根据老师的上课内容的知识点挖掘相关的课程思政元素，通过翻转课堂、课程报告、短视频等方式进行呈现。具体建议如下：

（1）工业机器人基础：考核学生掌握工业机器人基础理论知识的同时，考核学生对有关国家政策文件的解读能力及领悟能力；通过专业理论知识的掌握程度、资料的查找情况、专业的学习规划设计来综合评价学生对该课程内容的学习效果。

（2）工业机器人硬件安全操作、示教、编程及仿真：重点考核学生的操作动手能力，对硬件设备、软件仿真操作的熟悉程度，同时需要考核学生实际操作过程中的安全意识、工作效率意识、工作态度、团队合作意识，甚至责任感、自信心等；从学生的职业素养和人文素养综合评价[6-8]。

（3）专业思维拓展：注重考核学生创新设计，设计出新的小任务的能力，也要考核学生的成果展示、讲解能力，以及创新意识、思维拓展。

七 结语

本课程实施以热爱祖国、热爱科学、自主学习、以人为本和团队合作意识等为主题，进行德育渗透教学设计和实践。采用自主思考、实践体验、翻转课堂、案例分析以及项目驱动等教学方法和手段，把德育教育有机融入到课程教学过程中，让学生通过自己的学习、思考和实践，在学习理论知识和专业技能过程中获得德育教育，在潜移默化中使学生获得正确的思想观念、价值观点和道德规范。