“工业机器人技术”课程思政的教学改革与实践_查长礼.pdf

“工业机器人技术”课程思政的教学改革与实践查长礼，查申龙，杨羊（安庆师范大学 电子工程与智能制造学院，安徽 安庆 246133）摘要：本文充分挖掘了“工业机器人技术”课程所蕴含的思政元素，提出了将思政元素引入该课程教学的必要性。同时，设计了教学内容与思政元素融合的实施路径，优化了教学考核细则，开展了思政元素切入点、切入方式与方法等教学改革与实践研究，使学生掌握专业知识的同时，潜移默化地帮助学生树立了正确的人生观和价值观，为其他专业课程与课程思政同向同行提供了有益的探索与实践。关键词：工业机器人；课程思政；教学改革；价值观中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1007-4260（2023）01-0117-05Teaching Reform and Practice of Curriculum Ideology inIndustrial Robot TechnologyZHAChangli,ZHAShenlong,YANG Yang(School of Electronic Engineering and Intelligent Manufacturing,Anqing Normal University,Anqing 246133,China)Abstract:This paper fully excavates the ideological elements contained in the course of industrial robot technology,andputs forward the necessity of introducing the ideological elements into the teaching of industrial robot technology.The imple-mentation path of the integration of teaching content and ideological elements is designed,and the detailed rules of teaching as-sessment is optimized.Teaching reform and practical research on the entry point,entry mode and entry method of Ideologicalelements is also carried out.While enabling students to master professional knowledge,it also imperceptibly helps them to es-tablish a correct outlook on life and values,which provides beneficial exploration and practice for other professional courses,curriculum ideology and professional courses.Key words:industrial robot;curriculum ideology;teaching reform;values全面推进新时代高校课程思政建设是落实立德树人根本任务的重要举措1。思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他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2。教育部印发的 高等学校课程思政建设指导纲要 也明确指出“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”3。将思政元素融入到每门课程中，要求全体教师坚持教书和育人相统一的原则，坚持新时代中国特色社会主义办学方向，将专业课程与思想政治有机结合起来，以构建全员、全过程、全方位的协同育人新格局4。本文以我校机电类专业“工业机器人技术”课程为例，充分挖掘思政元素，设计课程教学和优化考核细则，并积极探索思想政治教育与专业课程协同育人的路径与实践。收稿日期：2022-02-25基金项目：安庆师范大学质量工程重点教研项目（2019aqnujyxm11），安徽省高等学校省级质量工程重点教研项目（2020jyxm1074）和揭榜挂帅“智能化节能型万能蒸烤箱的研发”项目作者简介：査长礼（1980），男，安徽安庆人，工学博士，安庆师范大学电子工程与智能制造学院副教授，研究方向为数控技术与工业机器人技术。E-mail：2023年2月第29卷第1期安庆师范大学学报（自然科学版）Journal ofAnqing Normal University（Natural Science Edition）Feb.2023Vol.29 No.1DOI：10.13757/34-1328/n.2023.01.020安庆师范大学学报（自然科学版）2023年1课程教学与德育目标1.1教学目标“工业机器人技术”课程为电子工程与智能制造学院的机电类专业选修课程，总学时为46，其中实践课12学时，每学年开设46个自然班级。该课程采用“理论教学+实验实训+技能竞赛”的方式来培养学生在工业机器人技术方面的分析与解决问题能力，以期促进学生工程化和创新思维能力的提升。课程理论教学的主要目标是让学生了解机器人运动学、动力学的基本概念，学会分析机器人的位姿和运动，了解机器人基本结构和轨迹规划，掌握工业机器人的控制系统和编程（TN1）；掌握工业机器人系统集成与典型应用，掌握机器人的机构设计、运动分析、控制和使用的技术要点和基本理论，以及培养学生综合运用所学基础理论和专业知识进行创新设计的能力等（TN2）。课程实践教学目标主要有巩固和加深所学工业机器人理论知识，培养学生运用所学理论知识来发现、分析和解决实际问题的能力（EN1）；掌握工业机器人的机械机构设计和编程，利用ABB工业机器人离线编程软件RobotStudio进行相应的分析预测和性能分析（EN2）；培养学生理论联系实际、实事求是、严肃认真的科学作风（EN3）。1.2德育目标专业课程是学科知识的整合，是学科和专业发展的支撑5，除了知识本身的价值，还需要体现时代性和主流价值观引领作用，因此，专业课程教师应具有正确的政治立场和坚定的政治意识，在履行好教书育人本质工作的同时，承担起培养新时代中国特色社会主义建设者的时代重任6。将思想政治教育与课程自身的思想政治教育有机融合7，通过由近及远、由表及里、引人入胜地引导学生理解国家取得的历史性成就，将专业课程与德育教育进行巧妙融合，以期达到两者相互促进和协调发展的目的。工业机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”，是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平的重要标志8。“工业机器人技术”课程蕴含着丰富的思政元素，其德育目标主要包括：对比分析国内外工业机器人发展现状，分析中国制造中“卡脖子”技术难题，激发学生自立自强，坚定走“技能成才技能报国之路”（SN1）；结合国内科技领军企业，如大疆无人机、华为等创业史，引导学生树立科技自信（SN2）；以大国重器、工匠精神及高铁技术等为切入点，增强学生文化自信和民族自信（SN3）。2课程思政教学改革设计2.1理论教学设计“工业机器人技术”课程理论教学仅有34课时，在有限课时内，如何将思政元素融入教学环节中，科学合理的教学设计是关键。基于此，在教学设计时统筹考虑教学内容、教学模式、教学策略及教学评价等因素，以学生为对象、课程为载体、知识点为元素、评价为导向，开展系统合理的教学设计。课程理论教学设计如表1所示。表1“工业机器人技术”课程理论教学设计理论教学内容1.工业机器人概述2.工业机器人的机械系统3.工业机器人的运动学和动力学思政元素TE1.解读工业机器人被誉为“制造业皇冠顶端的明珠”；TE2.分析工业机器人国内外发展现状；TE3.分析工业机器人相关国家政策；TE4.我国工业机器人存在的差距，以及“卡脖子”问题。TE5.解读工业机器人的关键部件和技术瓶颈；TE6.拓展到我国数控装备制造关键技术现状；TE7.分析科技自立自强的必要性。TE8.分析基础理论和基础研究的重要性；TE9.国家出台加强基础科学研究的重要意义；TE10.列举基础科学研究对各领域的影响。理论教学和德育目标TN1SN1TN1SN1TN1SN1 118第1期续表1理论教学内容4.工业机器人的控制系统5.工业机器人编程6.工业机器人系统集成与典型应用7.工业机器人的管理与维护思政元素TE11.解读控制系统在工业机器人技术中占据的比重；TE12.我国数控系统的现状及国内外对比；TE13.我国工业机器人相关领域取得的成果；TE14.以华为为例，坚定科技创新科技自信。TE15.软件案例分析。TE16.分析我国机器人市场基本情况及前景；TE17.我国在服务机器人方面的优势；TE18.以国内代表性企业为例，嵌入人工智能技术综合解读科技自信、文化自信及民族自信。TE19.以港珠澳大桥沉管隧道技术为案例；TE20.以高档数控装备维护为案例。理论教学和德育目标TN1SN1和SN2TN1SN1和SN2TN2SN2和SN3TN2SN2和SN32.2实践教学设计实践教学是巩固和提升课堂理论学习效果的重要方式，是提高学生发现、分析和解决问题能力的重要举措，更是依托团队协作、企业10S管理、担当敬业和工匠精神等思政元素开展课程思政的重要途径。该课程实践教学为12课时，采用渐进式的“认知-实操-提高”实践教学设计，课程实践教学设计如表2所示。表2“工业机器人技术”课程实践教学设计实践教学内容工业机器人结构与ABB机器人示教认知编程坐标系设置运动轨迹及手动执行案例-码垛搬运控制系统开发思政元素PE1.融入工匠精神之典型人物。PE2.引入工业机器人核心部件传感器的国内外技术对比分析，解读存在的差距和优势。PE3.我国工业机器人控制器与国外技术对比，既要正视差距，又要看到优势。PE4.以大国重器为切入点，拓展到疫情防控科技手段的应用及成果等热点，聚焦科技创新、自立、自信和自强。实践教学和思政目标EN1和EN2SN1EN1和EN2SN1和SN2EN1和EN2SN1和SN2EN2和EN3SN1、SN2和SN33课程思政教学改革的实施路径“工业机器人技术”的课程思政教学改革分为理论教学和实践教学两个部分，理论教学以课堂讲授为主，而实践教学则依托现有工业机器人实训平台开展“认知-实操-提高”的工程化教学任务。通常来说，开展单独的课内教学很难达到理想的教学效果，为使课程思政教学改革取得良好效果，需结合课内讲授、课外任务及线下线上融合等多元化教学方式，并积极鼓励和引导学生参与全教学环节，以期变教师主动的“教”为学生自主的“学”，从而形成“参与-感悟-感动-共鸣”德育效应。该课程的思政教学活动实施路径如表3所示。表3“工业机器人技术”课程思政教学的实施路径思政元素TE1、TE2、TE5、TE8、TE11、TE15、TE16、TE19TE3、TE4、TE6、TE7、TE9、TE10、TE12、TE13、TE14、TE17、TE18、TE20PE1、PE2、PE3、PE4教学方式课内讲授课外任务线上线下融合实施举措以案例、视频、行业调研报告、政策文件及具体数据等方式进行思政元素课内解读。以提出问题、布置任务、资料搜集、小组讨论、心得体会及PPT分享等方式，达到以学生为中心的内生德育效应。设立实践教学项目小组，根据思政元素要点，线下搜集和撰写资料，线上展示成果谈感悟，教师点评促成长。查长礼，查申龙，杨羊：“工业机器人技术”课程思政的教学改革与实践 119安庆师范大学学报（自然科学版）2023年实施课程思政的出发点就是要把思想政治教育工作贯穿于教育教学全过程，实现全员育人、全程育人和全方位育人，其必然要求形成一个比较健全的体系9-10。课堂是实施课程思政教学改革的重要平台，课外是拓展教学时间和空间的有效手段，线上线下融合是创新教学的必要环节，通过三者有机结合，有效构建“多元化、立体化、全闭环”的教学体系。“工业机器人技术”课程思政教学改革实施路径的整体设计如图1所示。课外资料搜集小组讨论PPT分享融合专业知识思政元素教师讲授课内学生参与体会感悟核心价值观感动共鸣资料搜集成果展示教师点评线上线下SN1SN2SN3思政目标图1“工业机器人技术”课程思政教学改革实施路径的整体设计3.1课内讲授发挥育人主渠道作用的课堂平台是推进课程思政教育实效性的重要载体11。根据表3的课内讲授内容和教学方式，教师在宏观层面进行引导，将专业知识与思政元素有机融合。在学习该课程的专业知识之前，先导入思政元素“解读为什么工业机器人被誉为 制造业皇冠顶端的明珠（TE1）”，阐述工业机器人所涉及的学科、技术及领域，揭示工业机器人是衡量一个国家创新能力和产业竞争力的重要标志，以及成为全球新一轮科技和产业革命的重要切入点，从而提高学生对该课程的主观认知和树立正确价值观。对于每个章节第一次课，教师通过备课环节巧妙地将教学目标、教学内容和核心知识点与思政元素（TE2、TE5、TE8、TE11、TE15、TE16和TE19）进行映射，以期达到自然衔接和润物细无声的思政效应，从而最终实现德育培养目标。3.2课外及线上线下课外和线上线下是实施课程思政教学改革的补充和空间延伸，也是弥补计划课时不足和激发学生主动参与教学的重要举措。结合表1和表2的课程思政元素，并参考表3的实施路径，授课教师在课内以提出问题和布置任务等形式，将有效调动和激发学生参与课程思政教学的积极性。以实践教学分组为实施单元，采用“渐进式、系统化”的方式来开展课外和线上线下教学活动。首先，通过对思政元素的资料收集、小组讨论和材料撰写，既能领悟思政元素所蕴含的价值观，也能培养团队协作精神，提升文献查阅能力和文案撰写能力；其次，通过线上成果展示来搭建互动交流平台，让学生谈体会话心得，使思政育人理念渗透学生心灵深处；最后，采取线上线下相结合的方式展示团队成果，并面向全院师生开展投票活动以遴选23支优秀代表团队，让其在课堂上分享感悟和收获，同时邀请专业思政教师现场点评，以期系统化促进“参与-感悟-感动-共鸣”德育效应，从而达到课程思政赋能学生成长。4课程考核改革精细化和系统化制定课程考核评价指标是实施“工业机器人技术”课程思政教学改革的重要保障。在客观量化考核评价指标基础上，将学生的认知、情感及价值观等思政元素与主观效度检验相结合，开 120第1期展结果评价、过程评价和动态评价等综合方式的课程考核改革。该课程考核环节包括平时成绩、实践成绩和期末成绩，总评成绩满分100分，其中，平时成绩占20%，实践成绩占30%，期末成绩占50%。平时成绩除出勤、课堂提问、课外作业、实践操作、实践结果与报告之外，还包括学生对于各思政元素的完成度和完成质量，课程各考核环节所占分值比例及考核细则如表4所示。表4“工业机器人技术”课程考核细则考核依据理论教学平时成绩实践成绩理论教学期末成绩分值20%30%50%课外任务出勤课堂表现（1）包括实践教学平时成绩、线上线下思政任务及期末考核成绩等，满分100分。（2）考核学生对实践原理、设计与编程、实操等内容的掌握，出勤、实践报告等情况，按20分制单独评分，取各次成绩均值。（3）线上线下融合思政任务（PE1、PE2、PE3、PE4）单独评分，每次成绩取均值并乘以30%，总分不超过30分。（4）实践教学期末考核成绩采取现场选定实践考核项目方式，根据实际操作过程、规范及结果等直接评分，总分50分。501040考核/评价细则（1）每次作业按20分制单独评分，取各次成绩的均值。（2）课外思政任务（TE3、TE4、TE6、TE7、TE9、TE10、TE12、TE13、TE14、TE17、TE18、TE20）单独评分，每次成绩取均值并乘以30%，总分不超过30分。对于出勤情况、课堂表现等，按10分制评分。（1）根据学生回答问题的质量给予评分，满分20分。（2）对学生课堂思政展示的质量给予评分，每次成绩取均值并乘以20%，总分不超过20分。根据各章节重点知识点和课内讲授思政元素要点，以分析题、计算题、综合题及思政论述题等形式进行考核，满分100分。教学和德育目标TN1和TN2SN1、SN2和SN3TN1和TN2SN1、SN2和SN3TN1和TN2SN1、SN2和SN3EN1、EN2和EN3SN1、SN2和SN3TN1和TN2SN1、SN2和SN3通过改革和优化单一的考核评价体系，及时反映学生成长成才情况，反馈课程知识传授与价值引领的结合程度，以科学评价来提升“工业机器人技术”课程思政教学效果。5结束语“工业机器人技术”课程蕴含着丰富的思政育人元素，通过将专业知识与思政元素有机衔接，以课内讲授、课外任务以及线上线下等多元化方式来实施课程思政教学改革，并结合结果评价、过程评价和动态评价等环节构建课程综合考核评价体系，为机电类专业相关课程思政教学改革提供了有益参考。参考文献：1 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