高校智能制造专业课程思政探索*——以“工业机器人技术基础及其应用”课程为例

陈林涛，刘兆祥，薛俊祥，蓝 莹，陈 睿

（广西师范大学， 广西 桂林 541004）

当前“课程思政”已成为高等教育领域的热门词汇，作为新时代高校实现“三全育人”必然选择，课程思政也是实现人才培养高质量发展，落实立德树人根本任务的重要抓手。在“中国制造2025”背景下，智能制造产业发展与人才培养的合理对接已成为国家智能制造和产业转型升级的关键［1］。因此，对高等院校培养智能制造专业人才的综合素质提出更高要求，道德教育备受重视。《高等学校课程思政建设指导纲要》指出“把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设，发挥好每门课程的育人作用，提高高校人才培养质量”［2］。工业机器人作为人工智能时代下制造业的新兴产业，正逐渐成为自动化生产市场的重要力量。新工科背景下，工业机器人课程在高校智能制造专业建设中也逐渐占据举足轻重的地位，其课程教学特点鲜明，教学过程中不仅要注重学生的基础理论知识学习，更应专注于培养学生在课程实训、专业实习过程中的职业素养、爱岗敬业与科学严谨的精神、创新及团结协作能力的培养，为未来学生走向工作岗位保持匠心做好铺垫。

因此，本文分析了高校智能制造专业课程思政建设的必要性，并以智能制造专业核心课程“工业机器人技术基础及其应用”为例，探究“工业机器人技术基础及其应用”课程思政路径整体框架，以智能制造企业发展对人才提出的新要求为依据开展了思政元素挖掘，以“工业机器人轨迹规划与应用编程”章节开展思政元素融入课程教学案例分析，最后开展课程思政教学评价与实施成效分析。

1 高校智能制造专业课程开展课程思政的必要性

首先，高校智能制造专业课程开展思政建设是高校教育发展的基本要求。习近平总书记在2016 年全国高校思想政治工作会议中指出“各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”［3］。2018 年，习近平总书记在全国教育大会上进一步明确了以“九个坚持”指导教育改革发展的实践［4］。因此，高校智能制造专业课程开展思政建设是高校教育发展的基本要求。

其次，高校智能制造专业课程开展思政建设是改善思政教育实效的现实需要。从理论角度来看，学校、社会和家庭形成了一个较为完善的思政教育体系。但现阶段的大学生在生活上具有较强的独立性，导致学校与家庭之间产生时空隔阂，使家庭教育无法充分发挥思政教育效果。在这种背景下，高校的思政教育就显得尤为重要［5］。据沈壮海等发布的《中国大学生思想政治教育发展报告（2016）》显示，“50.5% 的大学生认为，思想政治理论课开展效果‘一般’；14.0%的大学生认为，‘比较差’或‘非常差’”，学生对于思想政治理论课教学效果认可度不高［6］。加之，部分专业课程教师对自身的德育角色认识不足，将育人责任当作兼职，未能意识到立德树人的首要性，以至于专业课难以与思想政治理论课形成协同效应，严重影响了思想政治教育效果。因此，从高校学生实际出发，对专业课程开展思政建设，助力学生职业核心能力培养，是改善智能制造专业思想政治教育的现实需求。

最后，高校智能制造专业课程开展思政建设是满足人才市场需求的内在要求。当前，新一轮科技革命和产业变革正在全球范围内深入发展［7］，为服务国家战略与产业转型升级催生了对服务中国制造业的高层次智能制造人才需求。思想政治素质是企业衡量专业人才综合素质的重要指标，思想政治教育已成为智能制造专业教育的重要内容，智能制造专业课程开展思政建设已成必然趋势。鉴于此，对高校智能制造专业课程开展思政建设具有重要意义。

2 高校智能制造专业课程开展课程思政的总思路

“工业机器人技术基础及其应用”课程是以机械工程、智能制造等相关本科专业学生为对象的工业机器人必修课程，是工业机器人课程体系中的重要一环。其目标旨在让学生掌握现代工业机器人技术的基本原理及在智能制造自动化生产中的应用，了解工业机器人技术发展趋势，熟悉工业机器人在智能制造产业开展生产的基本流程，最终为培养具有高水平智能制造专业素养和社会责任感的工业机器人技术技能型人才提供支持［8］。

本文以“工业机器人技术基础及其应用”课程为例，从师资队伍建设、资源开发、教学改革三方面入手，论述工业机器人专业课程思政发展的基本路径。“工业机器人技术基础及其应用”课程思政基本架构设计逻辑应依据国家思政教育发展文件，融通工业机器人专业技术人才培养方案与“工业机器人技术基础及其应用”具体课程标准，在组建课程思政开发的师资团队的基础上，以培养基本思政素养、智能制造行业素养以及工业机器人专业技能等方面的专业技能型人才为目标导向，进行“工业机器人技术基础及其应用”课程思政路径探索，如图1 所示。

图1 “工业机器人技术基础及其应用”课程思政建设总体框架图

第一，课程思政师资队伍的建设。高校专业课教师作为学校课程思政教学主体，在高校内是与学生接触最多，对其言行影响最大的队伍，他们除了肩负着教书育人的重大使命，同时也承担着思政教育的重要职责［9］。高等院校智能制造专业的师资队伍建设中，“工业机器人技术基础及其应用”课程的专任教师作为在工业机器人理实一体化课堂授课先锋代表，也是实现理工类课程的教学思政元素融合的一线主力军，在教学过程中应端正自身的基本职业作风，秉持着工学教育应该具备的工匠之魂，抓住课程思政教育教学和工业机器人专业人才培养目标的契合点，严以修身，以身作则，系统性地开展专业和思政教育工作。“工业机器人技术基础及其应用”是一门典型高校理工类课程，与文科类课程相比，其知识结构相对复杂枯燥，且授课教师多数是以理工类专业出身，开展课程思政教育存在一定难度。为此，工业机器人教师专业群可成立课程思政教育教学研究中心，设置工业机器人专业的研究课题，结合以思政课为中心的显性教育与专业课为主力军的隐性教育，共同开展学生在校期间的思想政治教育，充分运用和挖掘不同学科的思政元素，使思政内容贯穿专业教学全过程，发挥整体教师团队的思政育人功能，保障“工业机器人技术基础及其应用”课程思政工作有效、高效开展［10］。

第二，课程思政教学资源的开发。课程思政教学资源库的建设是提高“工业机器人技术基础及其应用”课程教学质量的核心基础，其建设思路应依据课程特点，以师生互动课堂教学为主线，统筹规划主题模块，确保资源的实用性，将符合学生专业发展特点的工业机器人教学资源融入课程教学。资源库的实际使用应包括制作生动形象、符合工业机器人企业应用实况的微课讲解、情境动画、实操视频等课程资源，依托学习平台、项目资源等开展课程思政教学，满足学生的个性化需求。在教材开发方面，坚持将思政素材和课程内容相结合，并将教材展现形式进行思政化处理。通过深入解析“工业机器人技术基础及其应用”中的思政内容，讲述中国智慧在工业机器人行业应用的真实故事，体现中国方案工业机器人产品应用的优越性，清晰论述其中所具备的精神内涵，帮助学生在构建课程知识和技能体系的过程中树立正确的人生观和价值观［11］。以人工智能赋能教育背景下的工业机器人学科深度融合为契机，丰富教材内容，主动融合智能制造、大数据探索、机器人仿真等新兴交叉学科，以培养有信仰、敢担当、爱科研的技术技能型人才为目标。

第三，课程思政的教学改革。“工业机器人技术基础及其应用”思政教学改革应从专业培养角度出发，建立起“工业机器人专业人才培养方案→“工业机器人技术基础及其应用”课程教学标准→“工业机器人技术基础及其应用”课程教学案例→课程思政知识单元”的改革机制，逐步深化课程思政教学的层层融合，实现“理念→案例→元素”课程思政教学的逐级浸润。作为理论知识与技能操作相结合的课程，“工业机器人技术基础及其应用”教师在融入思政实践教学时应从两方面入手：首先，开展理论知识教学时，教师可通过团队课堂辅导的形式，引导小组团队开展关于工业机器人理论知识的认知讨论，催化团队动力并碰撞出知识的火花。通过学生对知识点的探索和表达，帮助学生发觉自身不足并接纳他人意见，促进交流合作的过程中生成思维建设性力量，培养敬畏科学、善于沟通、具备团队协作精神的学生。其次，在技能操作教学中，专任教师团队应与当地的智能制造企业劳动模范人物联系，开展学习交流活动。通过技能实操研讨会等形式，充分利用企业人才资源作为课程思政的重要教学资源。例如，邀请省市工业机器人技术能手、智能制造企业劳动模范等领域代表人物走进校园，在课堂上向师生讲述自己成长历程，弘扬大国工匠精神。此外，课余还可组织学生到工业机器人对口企业参观，培养操作规范和安全生产意识等［12］。

3 高校智能制造专业课程开展课程思政的教学探索

为进一步探究高等院校工业机器人专业课程思政教学体系建设方案，挖掘其课程教学的思政育人价值，本文结合高校课程思政实施策略与工业机器人专业学科特点，将“工业机器人技术基础及其应用”课程思政教学探索分为课程思政元素的挖掘与设计、课程思政教学实施过程示例两大模块进行研究。

3.1 课程思政元素挖掘

“工业机器人技术基础及其应用”课程涵盖工业机器人绪论、机械系统设计、运动学、控制系统、感觉系统、工轨迹规划与应用编程等内容［13］。作为核心理论基础课程，课程思政元素的挖掘与设计是实现工业机器人课程体系“思政资源库”搭建的重要基础和根本前提。如表1 为“工业机器人技术基础及其应用”课程思政元素表，教师需要根据课程大纲中的德育基本目标，梳理课程结构、创建知识模块、挖掘思政元素、融入教学案例等，根据学科知识点内涵和专业育人规律，进行科学合理的“工业机器人技术基础及其应用”课程思政教育载体系统性再造，确保知识理解、技能实操、素质培养要求的统一，这是课程思政教学资源建设的关键环节。

表1 课程思政元素分析表

3.2 课程思政教学实施过程

在高等院校工业机器人专业课程思政的教学实施中，融入思政元素不能生搬硬套，而应达到思政教育“润物细无声”的实施效果［14］。如图2 所示，以课程章节中的工业机器人现场编程为例，在整个教原理、学编程、分任务、做示范、评优秀教学流程中，从资源库的理论知识学习到小组合作技能实操课程再到企业项目实践的整个教学设计中，都要以学生为课程思政教学主体，企业老师与课堂老师为主导的教学理念，潜移默化地培养学生工匠精神。

图2 “工业机器人技术基础及其应用”课程思政教学设计流程图

3.2.1 课前导入：企业案例作为教学情境

通过视频展示工业机器人应用企业中由于错误的机器人编程逻辑而导致的生产安全事故的视频作为教学情境，表明开展工业机器人轨迹规划与应用编程的迫切性与重要性。随后展示精英骨干编程人员认真专注、注重细节的视频，强调程序编写精炼、提高生产效率的必要性。提出精益求精、求真务实以及规范意识的课程思政目标，开启本任务教学。

3.2.2 课中学习：专业知识与课程思政融合

针对工业机器人轨迹规划与应用编程的专业知识与课程思政融合部分，开展理实一体化教学。首先，通过视频动画学习工业机器人指令和原理，了解基础理论在企业实际应用中的重要性，感受民族企业文化，走近大国工匠的世界。在视频讲解结束后，同学们基于企业典型案例以小组合作的形式，共同商讨机器人编程码垛的路径，培养团结协作和交流沟通的能力。其次，移步实训室观看企业大师的实际编程操作，并在其指导下完成工业机器人码垛的实际编程操作，培养求真务实、科学严谨的做事态度。最后，由企业大师和课堂老师共同评价学生编程成果，培养其精益求精、追求卓越的意识。

3.2.3 课后巩固：大师工坊项目实践参与

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，课后巩固部分引导学生到大师工坊参与真实的机器人实践项目，并通过项目实践过程中突破重重难关的过程，唤起学生利用专业知识在未来立足社会的责任感。鼓励其成为工业机器人行业的中流砥柱，体会生活在智能制造时代的幸福感，坚定信心与爱国情怀，拓展国际视野［15］。

3.3 融合思政元素的学生课程考核评定

改革后，“工业机器人技术基础及其应用”课程考核形式是基于“行动导向”教学模式下的学生综合能力测评，考核形式分为60% 的过程评价与40% 的期末考核，将课程思政要素与技能知识考核实现多维度融合，评价主体包括任课教师、学生、合作企业等，评价体系贯穿“行动导向”教学的全过程，根据学生在课堂学习与企业实践中展示出的辩证思维、沟通能力、团队协作等进行多维度考核，使课程思政元素的教与学在不断的“评价—反馈—改进”中趋于完善，具体内容如表2 所示。

4 高校智能制造专业课程开展课程思政的教学评价与实施成效分析

4.1 课程思政评价理论模型构建

本文基于前期的教学积累与研究，以《高等学校课程思政建设指导纲要》的核心要义和智能制造专业人才培养方案要求为目标，以“工业机器人技术基础及其应用”课程标准为指引，最终归纳为思政顶层设计理念内涵，经课程专家讨论访谈，构建“工业机器人技术基础及其应用”思政教学评价理论模型( 见图3)。该课程思政教学评价理论模型包含9 个维度，即思政顶层设计理念、教师思政教学能力、师生课堂关系构建、社会资源整合应用、教学资源整合内化、智能教学平台搭建、思政教学场景赋能、思政教学具体实施和思政教学方法引入。本模型蕴含“工业机器人技术基础及其应用”全教学过程的思政评价要素，有效评估了教学过程中不同层面对于课程思政实施的贡献影响度，重点突出了课堂实施下教师主导和学生主体的关系，强调了课程思政教学过程中情境引入的重要性。此外，该模型突出了智能网联时代下教育技术在课堂思政建设中的作用，适当考虑社会资源因素并综合考虑课程思政实施的复杂多维性，有效契合课程思政发展的时效性和科学性。

图3 “工业机器人技术基础及其应用”课程思政教学评价理论模型

4.2 课程思政评价量表设计与开发

在量表设计的初始化阶段，通过邀请高等院校工科专业课程思政研究专家、“工业机器人技术基础及其应用”课程一线教师、智能制造专业教学科研工作者、企业管理核心骨干组建42 人的评估团队，根据“工业机器人技术基础及其应用”思政教学评价理论模型的涉及维度设计了初始量表。

随后，采用李克特六级计分法，编制思政教学评价指标量表。该量表指标分数范围取0 到5分，依次表示从“完全不认同”到“完全认同”的程度。选取部分高校415 名智能制造专业的大三学生接受量表试测和调研采访，根据内容效度比检验方法初步保留部分评价指标。在完成思政评价量表初始化开发后，通过进一步的信效度验证，分析量表的指标是否符合思政教学多维度目标实现的要求，进一步修正评价量表中晦涩难懂的内容。在最终的思政评价量表确立阶段，通过问卷调研进行“工业机器人技术基础及其应用”思政教学量表验证结果与分析，具体流程包括探索性因子分析、相关性分析以及验证性因子分析及量表的形成，最终利用Amos24.0 软件进行验证性因子分析，检验假设模型的拟合度指标，包括卡方自由度的比值(χ2/df)、规准适配相关指标(NFI)、非规准适配相关指标(NNFI)、比较适配相关指标(CFI)、适配度指数(GFI) 等。由表3可知，各项指标均符合参考范围值，说明设计的“工业机器人技术基础及其应用”思政评价量表有较高的结构效度。经效度验证，“工业机器人技术基础及其应用”思政评价量表最终确立，分析结果包括不同评价维度的相关性、特征值以及方差百分比，具体如表4 所示。

表4 思政评价量表

4.3 课程思政实施成效分析

本课程教学改革研究选取本校 2020 级智能制造专业学生作为实验班，与2018 级已毕业的智能制造专业学生（未进行课程思政教学改革）进行“工业机器人技术基础及其应用”课程实施相关参数对比分析，主要包括课程指标完成度对比分析（图4a）和课程测试成绩对比分析（图4b）两种。课程指标完成度在已有问卷维度的基础上以教师教学满意度、知识技能掌握程度、课程内容丰富度以及教学方法适用性作为指标进行对比分析，课程测试成绩则通过“工业机器人技术基础及其应用”每一章节测试的班级平均成绩进行对比分析。

图4 “工业机器人技术基础及其应用”课程思政实施成效统计图

综合分析，课程思政融入“工业机器人技术基础及其应用”课程教学已取得一定的成效，丰富了原有的教学形式，让工业机器人理实一体化课堂教学充满生机，充分激发学生学习的积极性和自主性，提升智能制造专业学生的实践意识及思政素养。后期在探索构建智能制造专业的“课堂思政+课程教学”人才培养体系过程中，仍需进一步把控教学质量，实时关注课堂反馈，贯彻思政育人的理念，不断改进完善“工业机器人技术基础及其应用”课程思政内容及模式［16-17］。

5 结语

长期以来，“工业机器人技术基础及其应用”课程根据智能制造专业特点和人才培养目标，坚持通过课堂理论知识学习、课程实训基地上机实操与企业项目实践等环节将思政元素融入课堂教学建设的全流程，致力于将铸魂育人的种子深植于学生的行为道德、思想品德和职业素养中。通过以教学项目任务分解的形式开展课程思政元素设计与教学实施，在思政育人目标分析、教学方法使用、课程思政案例提取、思政实施流程推进等方面进行深入探究，持续挖掘“工业机器人技术基础及其应用”课程的育人价值和能力，完成价值观教育和知识技能教育的有机统一。