混合式教学模式下机器人技术课程思政教学改革探索_安燕霞.pdf

文章编号：1673-887X(2023)06-0105-03混合式教学模式下机器人技术课程思政教学改革探索安燕霞，张志红，刘攀，张孝元，李凯丽（晋中信息学院，山西太谷030800）摘要文章以机器人技术课程为例，在混合式教学模式下进行应用型本科院校课程思政教学改革。顶层规划是首要要求和保障，凝练课程和思政双主线作为实施方向，深入挖掘课程思政元素，在混合式教学模式下探讨融入思政的设计方法，以实例具体阐明教学实施过程。结果表明，教学改革具有较好的教学效果。关键词课程思政；机器人技术；混合式教学中图分类号G642.3文献标志码Adoi:10.3969/j.issn.1673-887X.2023.06.036Exploration on the Reform of Ideological and Political Teaching in the Courseof Robot Technology under the Mixed Teaching ModeAn Yanxia,Zhang Zhihong,Liu Pan,Zhang Xiaoyuan,Li Kaili(Jinzhong College of Information,Taigu 030800,Shanxi,China)AbstractAbstract：Taking the robotics course as an example,this paper carried out the ideological and political teaching reform in applied undergraduate colleges under the blended teaching mode.The top-level planning is the primary requirement and guarantee.The implementation direction is the dual thread of concise curriculum and ideological and political affairs.The ideological and political elements of the curriculum are deeply explored,and the teaching design and evaluation methods integrating ideological and political affairs are discussed under the blended teaching mode.The result of course implementation shows that the teaching reform has betterteaching effect.Key words：curriculum ideological and political,robot technology,blended teaching1机器人课程特点机器人技术课程是机器人工程专业一门导论性质课程，目的是引导机器人专业学生了解机器人技术课程的基础知识和分析方法，跟踪学科发展前沿，培养具有机器人应用能力的复合型技术人才。机器人技术是教育部推出的“新工科”建设目标之一，也是“中国制造2025”规划中重点发展的领域之一。此外，应用型本科院校的学生基础差，在课程中引入思政教育能够激发学生的学习兴趣，促进三位一体教学目标的实现。2混合式教学模式下课程思政教学改革思路课程思政教学改革首要是制定科学课程建设顶层规划，建立思政教学团队，确定机器人技术“课程思政”实施方案等内容。机器人技术“课程思政”实施过程中要夯实课程目标，把教师的引导作用和学生的主体地位相统一。课程教学改革立足机器人技术课程，协同混合式教学，以弥补传统教学知识衍生、知识广度、深度不足的缺点。课程中有机嵌入课程思政元素，通过问题驱动、情境教学、互动讨论等形式，帮助学生进行知识构建；同时，针对机器人技术课程抽象、内容琐碎、乏味等问题，课程引导学生绘制思维导图，疏通知识点的结构和联系；借助网络资源，采用视频、动画、图片、仿真等多种形式使知识理解起来更为直观、更容易接受。2.1课程思政要素挖掘机器人技术课程思政要素挖掘要凝练课程和思政主线（见图1），深入挖掘专业隐含的思政元素,化有形为无形,实现润物细无声的效果。知识主线思政主线知识目标能力目标素质目标国家时域行业时域个人时域图1思政要素挖掘思路Fig.1 Ideological and political elements of mining ideas2.1.1凝练课程知识、思政双主线收稿日期2023-03-14基金项目山西省“1331工程”资助，晋中信息学院2020年校级教改课题 基于 SPOC 模式的机器人工程专业混合式教学研究，山西省2021年教改课题J2021952。作者简介安燕霞（1981-），女，山西人，高级工程师，硕士，研究方向：智能控制、机器人工程。教学研究第6期（总第402期）105（1）课程知识主线：知识目标。了解机器人技术前沿动态，掌握概念、理论和方法；能力目标。能够简单分析和设计简单机器人结构；素质目标。具有综合应用能力、创新设计能力和开阔的设计思维。（2）课程思政主线：国家视域。培养学生社会主义核心价值观、爱国精神、家国情怀、责任担当；行业视域。培养学生大国工匠精神、职业态度、科学探索、创新精神；个人视域。树立正确的价值观、人生观。2.1.2课程思政元素挖掘挖掘课思政要素需要建立思政案例库，并根据时代发展不断更新和完善。机器人技术课程根据专业特点和课程思政目标主要在以下方面进行挖掘。（1）挖掘和利用专业史中的思政资源。机器人在古代、现代，以及军用、工业、农业、医疗等行业中都有丰富的思政资源，有机融入课堂教学，将各年代、各行业对机器人精益求精的执着追求、对行业敬业的精神融入课堂教学中，培养学生使命担当、科技报国的奉献精神。（2）挖掘和利用国家战略性工程、大国重器、重大工程项目中的思政资源。机器人驱动系统、控制系统、机械结构等内容在工程领域有大量的应用案例，挑选体现国家战略工程、大国重器等项目应用案例，不仅可以加强学生对机器人结构系统直观的认识，还能在知识的传授中隐性提升对工匠精神、职业态度的敬畏和使命感。（3）利用和挖掘与社会热点相关教学内容中的思政资源。机器人驱动方式的知识点介绍中，对比不同驱动方式的优缺点，针对社会热点关于富含节能环保、可持续发展等理念，并与本地特色产业相结结合，教育学生与祖国同命运、与时代进步。（4）利用和挖掘教学环节相关知识点中的思政资源。深入挖掘课程具体知识点的思政资源，做到专业知识与思政资源自然过渡。如在讲述选择机器人传感器应考虑的因素时，引入整体与个体关系、国家与个人关系，从大局观考虑，而无高低贵贱之分，要合理选择使用，融入爱国意识；介绍机器人各类型传感器的特点、应用及“卡脖子”的现状，引出“大国工匠”李刚的故事；运动学基础推理中采用动能和势能的转换，动能类比人生的动力，速度越大，动能越大，转换的势能越大，人生站位就会越高，人生时间是永恒的，要勇于拼搏提高自己的动能才能提高自己的势能。2.2线上、线下结合混合式教学模式设计SPOC的混合式教学模式优势是小班教学，更有针对性。以学生为主体，合理规划线上线下学时，在有限的时间内容拓展课程的深度和广度，并利用线上教学的优势，使学生的学习更有针对性、提高学习的兴趣和效率。2.2.1线上教学组织线上教学活动的实施主要是进行课前预习，笔记、课中的互动、课后效果检查以及特殊情况的线上教学进行安排。（1）课前预习，作为学生上课前的准备环节。培养学生自学能力、独立地阅读和思考能力，并为线下提前发现知识缺陷，查缺补漏。（2）出勤由学习通签到，记录学生到课情况；学习笔记手写且要标注重点内容，重点加强学生对知识点的巩固，要求格式规范，内容详实，有总结。（3）课后知识巩固重点关注学生学习笔记和测验成绩，这两个方面是学生学习态度和学习效果的主要体现，也是作为学生平时学习成绩的参考指标。测试以客观题和主观题形式出现限制在半个小时，加强学生对课上知识点的理解程度。2.2.2线下教学组织线下课程的教学要注重增强互动，了解学生的学习情况，实现知识的传授、德育精神的浸润。线下教学重点放在对知识重点、难点进行讲解以及知识点逻辑关系、预习发现的问题上。在线下教学中教师要引导学生的正确思维方式、良好的学习习惯，调动学生学习的积极性和主动性，解决学生自我学习控制力不强的问题。2.2.3课后拓展积极鼓励学生参与在线平台竞赛、实践活动、文化节等活动，课程团队教师积极参与学科竞赛指导工作，引导学生发扬挑战创新的热情，内化为专业学习的动力。2.3混合式教学模式下融入课程思政教学案例（1）学情分析：授课对象为刚进入大三的机器人专业19级学生，但对机器人专业的知识体系缺乏认知。应用型大学的学生数学基础弱，对课程有畏难情绪，缺少学习的主动性，对课程的积极性不高。（2）知识目标：掌握机器人运动学的基本概念，掌握物体在空间中的位姿描述基本方法。（3）素质目标：培养学生将实际问题转化为理论模型的设计思维。（4）能力目标：具有能够独立能进行简单机器人的位姿分析。（5）思政目标：弘扬和培养社会主义价值观中的精益求精工匠精神、激发学生家国情怀和使命担当，引导学生树立正确的价值观、人生观。（6）课前，以选用代表性的课程思政案例或工程实例引入课程知识的学习，提出思考问题。如进行机器人位姿内容介绍前，提出火箭发动机焊点焊接时间误差要求为0.1 s，焊点宽度0.16 mm，机器人是否能达到？如何才能达到，带着课程疑问，让学生预习和探索机器人设计思路和知识点内容。（7）课中，以课程疑问让学生进行讨论，引入位姿相关概念，通过课堂演绎推理、归纳的方法指导学生体会事物的互相转换，体会由特殊到一般的归纳方法，引导学生正确看待事情。（8）课后，选择代表性习题融入思政案例，让学生加深课上知识的巩固，线上提交学习笔记和测试内容，作为学生学习态度和学习效果的评判。教学研究安燕霞，张志红，刘攀，等：混合式教学模式下机器人技术课程思政教学改革探索第6期（总第402期）106以该案例设计进行教学后，通过调查问卷，学生反应兴趣导入式式案例教学，课程逻辑性增强，对课程的兴趣增强了，对课程的畏难情绪没有了。3案例特色和成效以线上学习通为平台，线下课堂为载体，课程思政为抓手，体现应用型大学办学理念，在知识传授中立德树人。改革成效如下。（1）运行结果表明，课程思政后学生的学业成绩稳步提升，课程考核结果显示，学生成绩优秀率超过了30%，全部及格，学习通课程任务点完成率100%，学生的创新实践能力逐步增强。在二十届全国大学生机器人大赛ROBOCON 2021马术赛中，学生能将团队合作精神融入其中，并且各自负责模块及报告详细清晰，荣获全国二等奖。2015105090100809970796069059成绩分数段人数课程思政前期成绩课程思政后期末成绩图2课程思政前后期末成绩对比Fig.2 Comparison of achievements before and after ideologicaland political education（2）挖掘课程的思政元素，并融合学科前沿新技术，实现教学内容创新。将热点案例引入课堂教学，通过学习通实现师生实时信息交互和反馈。寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，通过渗透式的无缝衔接，实现立德树人的润物无声。（3）结合SPOC平台特点，融入思政元素，构建机器人线上线下混合式评价体系，实现评价体系创新。确定教学评价的定性指标和定量指标，不单一把学习成绩作为唯一评价手段。根据学生对机器人课程混合式教学模式形成的专业能力、专业认知水平、思政素养、课堂表现、考试成绩等全方位、多层次评价学生。4结语机器人技术课程采用将课程思政融于混合式教学模式中后，学生提高了对课堂的学习的兴趣，对职业素养的理解更加深刻，同时也增加了课堂师生之间良好的互动性，教学效果十分显著，反映了科学细化的思政改革有助于课程学习的导向作用。参考文献1习近平.把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国教育事业发展新局面N.人民日报,2016-12-09(01).2中华人民共和国教育部.教育部关于印发 高等学校课程思政建设指导纲要 的通知 教高 2020 3号EB/OL.2020-05-28.https:/ MOOC 资源共享下的SPOC教学模式应用研究J.教育理论与实践,2018(15):51-52.6张宗波,王珉,吴宝贵,等.“线上+线下融合式”工程图学课程建设与教学实践J.图学学报,2016,37(5):718-725.7杨东超,王玉坤,李学志.机械制图课程教学探讨J.工程图学学报,2007,28(2):183-186.生对基础重点知识的掌握情况，占总成绩的30%。4结论本文以Matlab程序设计课程为例，结合“新工科”建设发展方向，围绕新工科人才培养目标，针对当前该课程教学现状和存在的问题，从理论教学、实践教学和课程考核等方面提出课程教学改革的具体措施。以培养理论知识与实践技能并重的复合型人才为目标，将课程知识与科研课题、学科竞赛及其他编程课程相融合，培育学生的探索性、创新性，推动专业教育与产业需求相对接。参考文献1毕学慧,刘华明,李怀敏.新工科背景下Matlab在计算机专业数学教学中的应用J.宁德师范学院学报(自然科学版),2021,33(3):329-336.2李崇华.基于MATLAB仿真软件的电力电子技术课程教学改革与探索J.中国现代教育装备,2022(7):130-132+136.3李锋,周立明,魏媛.基于Matlab的材料力学教学改革探索J.科技视界,2021(28):5-7.4杨洋,王秀芹.基于工程教育的协同转动课堂探索以“MATLAB仿真”课程为例J.工业和信息化教育,2022(2):24-27.5王斌,李丽丽.基于“新工科”理念机械制图课程教学改革J.农业技术与装备,2020(10):112-113+115.（上接第104页）教学研究第6期（总第402期）农业技术与装备107