机械类研究生机器视觉课程思政建设探索

杨羽　张春国　夏晓华

［摘 要］在我国从制造大国向制造强国转型之际，社会紧缺高素质多维度专业技术人才，掌握机器视觉理论技术已成为机械类研究生的核心竞争能力之一。开展机械类研究生机器视觉课程思政建设，培养既具备大国工匠精神又具有民族情怀的新时代复合型人才，具有重要意义。从提升教师能力、修订教学目标、丰富教学资源、改革教学模式等方面引入思政元素，在传授知识的同时隐性植入素质教育，以求实现德育与智育的双丰收。

［关键词］课程思政；机器视觉；机械类研究生

［中图分类号］ G643 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 2095-3437（2023）11-0112-04

引言

面向“中国制造2025”，机械类研究生的培养要以高层次、急需紧缺专业技术人才和创新型人才为重点，实施专业技术人才知识更新工程和先進制造卓越工程师培养计划，打造高素质专业技术人才队伍[1]。

人工智能是科技创新的关键领域，是科技强国战略实施的核心领域，已成为赋能社会与经济发展、提升国家实力和国际影响力的战略支撑[2]。

机器视觉作为人工智能的重要分支，很大程度上代表了人工智能的发展水平，相关行业对从事机器视觉、人工智能的人才需求量持续增加。机器视觉是国内外高校本科生和研究生的重要专业课，具有广泛应用背景，对研究生的学习、研究和工作具有重要的影响[3]前言Ⅲ。

因此，在我国从制造大国向制造强国转型之际，掌握机器视觉理论技术已成为机械类研究生的核心竞争能力之一，也能为建设制造强国提供有力的人才支持。

习近平总书记强调，高校思想政治工作关系高校培养什么样的人、如何培养人以及为谁培养人这个根本问题。要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，努力开创我国高等教育事业发展新局面[4]。

机器视觉课程培养的是高端智能制造领域的人才，未来可以从事无人驾驶飞机、无人驾驶汽车、移动机器人、精确制导及自动巡航装置、工业自动化等方面的高精尖行业。因此，必须围绕机械专业及机器视觉课程的特色，挖掘专业知识里所蕴藏的精神价值，在传授专业知识的同时，潜移默化地融入爱国精神、社会责任感、传统文化等思政元素，将学生培养成既具备大国工匠精神又具有民族情怀的新时代复合型人才，为“中国制造2025”打造高素质人才队伍。

一、机器视觉发展趋势

机器视觉是一门交叉学科，涉及多个领域，目前已经应用到很多场景，比如工业自动化生产线、视觉导航、光学字符识别、机器检验、零售业、医学成像、人机交互、虚拟现实等[3]5-6。

中国机器视觉产业联盟的一项调查结果显示，近几年机器视觉行业增长较快的下游应用包括新能源、电子、物流、医药、印刷包装、纺织、半导体、汽车及机器人等。其中，电子、新能源、机器人被视为机器视觉行业未来三年增长最快的下游应用行业[5]序。这些行业的迅速发展，给我国工业智能化带来广阔的发展空间，也对复合型高层次人才提出了新的需求。因此，将机械类研究生培养成高素质、多层次的科技人才是高校义不容辞的责任，机器视觉课程则是一个很好的切入点。

二、机器视觉课程思政意义

（一）增强文化自信

提高国家文化软实力，不仅关系我国在世界文化格局中的定位，而且关系我国国际地位和国际影响力。要讲好中国故事、传播好中国声音，向世界展现真实、立体、全面的中国[6]。

将专业知识相关的中国故事、传统文化引入教学过程中，介绍中国在机器视觉领域取得的成就，特别是如今中国机器视觉行业一片繁荣，技术与市场快速发展。将知识点与思政内容巧妙地融合，会在潜移默化中激发学生的爱国热情，增强下一代人的文化自信，也可以更好地传播中华文化，塑造国家形象。

（二）坚定理想信念

一个人理想信念坚定，骨头就硬；没有理想信念，或理想信念不坚定，精神上就会“缺钙”，就会得“软骨病”[7]。研究生是国家的重点培养群体，研究生教育阶段处在人生的关键时期，思想容易受到外界的影响。理想信念是每个人的精神动力，树立崇高的理想是研究生教育过程中的长期目标。机器视觉技术应用于民用、军用的各个行业，毕业的研究生大多会从事高新技术行业，培养正确价值观、法律法规意识尤为重要，国家安全教育要从学生做起。在上课的过程中融入思政教育，引导学生树立正确的世界观、价值观、人生观，引导研究生坚定崇高的信念，追求远大的理想，遵守法律法规，激发研究生的学习兴趣，使专业知识与理想信念协同发展。

（三）增强社会责任感

习近平总书记在中国共产主义青年团成立100周年大会上强调，青春孕育无限希望，青年创造美好明天。新时代的中国青年，生逢其时、重任在肩，施展才干的舞台无比广阔，实现梦想的前景无比光明。实现中国梦是一场历史接力赛，当代青年要在实现民族复兴的赛道上奋勇争先[8]。

研究生作为引领时代的精英，更要有振兴中华的社会责任感，致力于为中华民族而奋斗，而不能只关注自身。在专业知识的讲授过程中，润物细无声地渗透时事热点、榜样事例，比如机器视觉领域为国奉献的科学家及其先进事迹，让学生明白国家与民族的发展与每个人紧密相连，培养学生“位卑未敢忘忧国”的情怀，号召学生勇于承担建设祖国的重任。

三、机器视觉课程思政建设的措施

（一）提升教师能力

1. 提高教师思政素养

教师是课程思政的推行者，要做好课程思政建设，就要提高教师的思政素养。“身正为范，德高为师”，教师的言行都会对学生产生潜移默化的影响，所以教师一定要严格要求自己，以身作则，为人师表。任课老师虽然在专业知识方面理论深厚，但是思政理论方面可能会有所欠缺，所以教师要加强马克思主义、唯物辩证法、中国特色社会主义理论体系、党的理论、法律意识等方面的知识。要给学生一杯水，教师先要有一桶水，这样的思政教育才有说服力，才能在润物细无声中塑造学生正确的世界观、人生观、价值观，弘扬优良的学风，树立民族复兴的远大抱负，使学生具有独立思考的能力。

2.提高教师专业能力

开展课程思政的过程就是从专业知识中挖掘思政元素，然后在讲授专业知识的同时融入思政元素，所以教师必须要对专业知识有足够深刻的理解，才能更准确地抓取到合适的思政育人切入点，而不是将思政元素生搬硬套。这就要求教师专业能力也要过硬，只有这样，才能对学生起到言传身教的作用，从而帮助学生培养积极认真的学习态度。因此，教师要提高自己挖掘思政元素的能力，透过专业知识凝练育人元素，教育学生树立正确的价值观、形成为国奉献的使命感，实现专业知识与思政教育的双丰收。

（二）修订教学目标

1. 提炼思政元素

思政教育贯穿课程中的每个环节，为了更好地在“润物细无声”中引领学生价值观，需要梳理机器视觉课程每一个章节的专业知识点，挖掘提炼与专业知识相契合的思政元素，从而实现“隐性思政”。

2.设定教学目标

专业知识目标：专业知识技能仍然是课程的主体目标，本课程要求学生掌握机器视觉的基础理论、方法、关键技术与实用算法。

思政教育目标：在掌握专业知识的基础上，设立思政教育目标，主要分为四大类：爱国主义情怀、大国工匠精神、法律法规意识、创新能力培养。（1）爱国主义情怀：了解国家目前面临的问题与挑战，培养社会责任感，树立远大志向，融入传统文化，增加民族自信。（2）大国工匠精神：能严谨地推演理论、科学地分析现象，培养精益求精、脚踏实地、爱岗敬业的精神。（3）法律法规意识：培养法律素养、安全意识，并在学生时期强化保密意识，为筑牢国家保密防线打基础。（4）创新能力培养：鼓励学生参与科技竞赛锻炼自己，培养创新意识、创新思维、独立思考问题和解决问题的能力。

3.修订教学大纲

教学大纲是教师上课的指挥棒，只有做好教学大纲这个顶层设计，才能有效开展课程思政建设。将专业知识教学目标与思政育人目标相融合，修订教学大纲，形成思政教育、能力培养、知识传授三位一体的教学大纲。

（三）丰富教学资源

传统的教学资源基本都是基于课程教材。在新媒体时代环境下，信息的种类和获取渠道增多，思政教学资源也有更多的选择。在课程教材的基础上，可适当扩充新知识，丰富教学资源。

近年来机器视觉领域飞速发展，中国也成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一。因此，课程资料也应与时俱进，补充机器视觉领域最新的理论算法、研究热点、技术应用，特别是我国在机器视觉领域所取得的成就，让学生在学习知识的同时建立学术自信。

随着智能制造浪潮的兴起，机器视觉领域的科技公司如雨后春笋般涌现，如商汤科技、旷视科技、依图科技等。国内机器视觉市场一片欣欣向荣，这让学生懂得“科学技术是第一生产力”，深刻理解科技发展对国家、社会、民生的重要影响，培养学生的创业精神。

此外，还可以介绍机器视觉领域的专家学者，为学生树立学习榜样。比如计算机视觉和图形学世界级专家沈向洋院士辞去微软公司全球执行副总裁的职务，受聘清华大学。让学生明白祖国的發展需要一代又一代的科学家接续奋斗，激励学生奋发图强、努力学习，激发学生的爱国主义情怀，立志以后也成为其中一员。

同时，让学生意识到我国目前仍然存在着一些“卡脖子”问题，比如高端光刻机、芯片、激光雷达、工业机器人核心算法、超精密抛光工艺、重型燃气轮机等。告诉学生要想在科技战场上取得胜利，就必须走独立的科研道路，并且坚信只要坚持党的领导，努力奋斗，问题终将被克服，两弹一星、载人航天、探月工程、北斗导航、5G应用等举世瞩目的成果就是很好的证明。

在智能制造的背景下，机器视觉将助力传统制造行业转型升级，比如汽车制造、医药制造、电子及半导体等领域。机器视觉在军事领域也愈发重要，比如识别可疑舰船、飞机轨道定位、军事装备缺陷检测、间谍识别、火炮瞄准、水雷排除等，机器视觉的发展会快速提升我军作战水平，对保卫国家安全、士兵安全有重要意义[9]。在新冠肺炎疫情期间，机器视觉的需求和应用场景进一步扩大，如口罩自动化生产线、自动化物流分拣、AI红外体温监控系统、机器人药品运送、警用无人机巡视等。让学生明白“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”，只要学好本领，以后就有广阔的用武之地，鼓励学生关注应用，强调理论联系实际。

（四）改革教学模式

1.课堂教学

无论是专业知识的照本宣科，还是思政教学的生搬硬套，都会导致课堂沉闷，学生参与度不高。因此，为了保障教学质量，提高学生思政素养，就必须调动学生的积极性，可采用“思政问题导向式”的教学模式，选取与本节课知识点相切合的思政问题，以提问的方式吸引学生的注意力，引发学生自主思考。比如，疫情期间需要智能消毒机器人在人流密集的地方喷洒消毒液，如何基于机器视觉实现避障功能？机器视觉在智慧城市的建设中发挥了哪些作用？引起学生对热点问题的兴趣，促使学生更深刻地理解理论知识与实践应用的关系。在课堂中，也可以借助网络平台实时提问，让学生当场作答，了解学生的听课状态和知识点的掌握程度。

2.课后反馈

教师根据上课时学生的作答情况，有针对性地布置课后作业，巩固重点和难点。课后学生可以通过网络平台与教师进行沟通交流，教师回答学生的疑问，同时可以了解学生思想动态，在交流过程中给予及时的积极引导。学生也可以在网络平台针对难点问题、感兴趣的问题进行投票，学生反馈结果可以作为教师改进后续教学的依据。此外，教师也可以借助网络平台，发布一些时政热点问题、科技竞赛、榜样人物事迹、预习复习任务，课上课下有机结合，实现全方位的教育渗透。

3.探索研究任务

除了按照教材的章节进行教学，也可以布置探索研究任务，将学生分组，几个人一起合作，查阅资料、讨论问题、分工合作、总结汇报。让学生体验“发现问题、提出问题、分析问题、解决问题”的完整科研流程，锻炼学生收集资料能力、问题思辨能力、团结协作能力和演讲表达能力。虽然只是一个小小的课题任务，但是学生在一个完整的实操演练过程中锻炼的能力，将对以后学习、工作、人生中遇到的困难、挑战都大有裨益。

4.评价体系

传统的课程评价是通过最后的考试成绩进行评价，融入思政教育后，对学生的评价体系也相应多元化。除了传统的评价方式，也应综合考虑平时表现，比如课堂纪律、作业认真程度、诚实守信、出勤率等品德素养指标，以及学生的协作能力、解决问题能力、回答问题的积极程度等。通过多元化的评价体系，引导学生多维度全面发展。

四、结语

在智能制造的发展背景下，机器视觉成为机械类研究生的一门重要课程，各个行业对综合性技术人员需求量越来越大。德育与智育同等重要，为了中国特色社会主义事业有合格的接班人，必须培养高素质高水平的人才。因此，开展机械类研究生机器视觉课程思政建设有重要意义。本文介绍了机器视觉发展趋势，分析了机器视觉课程思政意义，讨论了机器视觉课程思政建设的具体措施。提高教师思政素养与专业能力，提炼思政教育元素，修订教学目标，借助新媒体丰富教学资源，改革教学模式与评价体系，从多方面同时入手，为“中国制造2025”打造高素质人才队伍。

［ 参 考 文 献 ］

[1] 汪朝晖，范勤，蒋国璋，等.面向“中国制造2025”的机械类专业学位研究生培养新模式[J].教育教学论坛，2020（1）：61-63.

[2] 吕雪艳.科技强国视域下人工智能相关专业本科生学风建设的路径探索[J].高教论坛，2022（5）：76-78.

[3] 宋丽梅，朱新军.机器视觉与机器学习：算法原理、框架应用与代码实现[M].北京：机械工业出版社，2022.

[4] 张烁.习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面[N].人民日报，2016-12-09（1）．

[5] 丁少华，李雄军，周天强.机器视觉技术与应用实战[M].北京：人民邮电出版社，2022：序.

[6] 闻言.新时代党的宣传思想工作的根本遵循：学习习近平《论党的宣传思想工作》[N].人民日报，2021-01-04（6）．

[7] “四个全面”擘宏图：关于中国特色社会主义事业战略布局[N].人民日报，2021-08-17（5）．

[8] 慶祝中国共产主义青年团成立100周年大会在京隆重举行[N].人民日报，2022-05-11（1）.

[9] 陈静，宫黎明.机器视觉在军事领域的应用现状及发展趋势[J].遥测遥控，2022， 43（6）： 124-135.

［责任编辑：雷 艳］