王英杰 , 王榮揚
(湖州職業技術學院 機電與汽車工程學院, 浙江 湖州 313000)
2020年年初,突發的新冠肺炎疫情迅速席卷全球。為了做好防控工作,教育部先后下發《關于2020年春季延期開學的通知》(2020年1月27日)和《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》(教高廳〔2020〕2號,2020年2月5日),要求政府、高校、社會共同參與并保障高校疫情期間的在線教學。各高校充分利用線上教學資源和各類在線課程平臺,積極開展線上授課和線上學習等在線教學活動,保證了疫情防控期間的教學進度和教學質量,實現了“停課不停教、停課不停學”。
工業機器人現場編程是湖州職業技術學院(簡稱湖州職院)工業機器人技術專業的核心課程。該課程具有較強的實踐性,要求學生通過本課程的學習,掌握機器人操作技能,勝任崗位能力要求。在后疫情時代,該課程以“成果導向”育人理念為主線,實行課程思政教學改革,仔細挖掘思政元素,實現了立德樹人和教書育人的統一。
工業機器人應用水平是一個國家工業自動化水平高低的重要標志之一[1]6-7。自新冠疫情暴發以來,機器人得到了更廣泛的應用,發揮了很大作用。隨著疫情防控形勢向好,各地復產復工逐步提速,很多企業面臨著“用工荒”。此時,一些自動化、智能化程度高的企業便使用機器人代替人工,這既減少了接觸感染,也提高了工作效率。疫情期間,工業機器人在我國新舊動能的轉換中扮演著不可或缺的角色[2]。目前,與美國、德國、日本相比,我國的工業機器人技術仍有一定的差距。一些核心部件仍需從國外進口。因此,海外疫情的持續,直接影響著國內機器人行業的生產[3]38-50。在課堂上,通過結合智能制造、中國制造2025國家戰略布局[4]2 273-2 284,解讀機器人產業的發展,能加強學生對中國夢和科技強國夢的認可,能讓學生對自己的職業充滿自豪感,用中國力量和中國精神構筑自己的職業理想和生活夢想[5]3-5。
青年學生是國家的希望和未來。高職院校必須堅持社會主義辦學方向,尤其要注重思想政治教育,凸顯以課程思政為引領的高職人才培養特色;同時,遵循“全員育人、全程育人、全方位育人”的方針,以滿足社會對高技能人才的需求。
本研究通過對湖州市多家先進制造企業高技能人才需求的調研,結合《華盛頓協議》規定的12項畢業生素質要求,歸納出高技能人才的六大核心素養:專業能力、學習能力、信息素養、工匠精神、專業精神和職業精神[6]87-88,將高校課程思政元素與機器人專業知識技能相結合,并融入六大核心能力,為提升機器人專業學生的綜合素質打好基礎。
為保證線上線下教學的質量和效果,首先通過網絡直播方式,進行平臺使用的線上培訓;然后利用學習通組建班級,構建“三段六學”教學模式(參見圖1)。

圖1 “三段六學”教學模式構成圖示
由圖1可知,“三段六學”教學模式中的“三段”是指將課程教學分為課前、課中和課后三個學習階段,“六學”是指線上學、引領學、交流學、實踐學、反思學和拓展學六種不同場景的學習方法。該模式以六學為教學主線,采用課前以學促知“固基礎”、課中以知踐行“強技能”、課后以行固基“筑匠人”,將整個教學過程分為“三個階段”。課前,教師發布任務,引導學生線上學。課中,教師引領學。首先,引入實際應用背景,創設情境,激發學生興趣,引領學生診斷問題;然后,學生之間互動交流,針對存在的問題提出改進方法;接著,教師示范引領,推進任務,學生在實踐中深入學習;最后,根據實踐結果交流心得,反思改進。課后,教師發布拓展任務,學生進行拓展學,達到學以致用、強化技能的教學目標。
為保障課程的正常開展,結合工業機器人現場編程課程特點,選用“騰訊課堂+學習通+中國大學慕課”三個平臺,引導學生進行課前預習,自學相關知識點。在課前,教師應該:首先,收集疫情期間與所講知識點相關的材料,挖掘其中蘊含的愛國主義、工匠精神、國家自信等思政元素;其次,將課程的知識點和技能點整合進來,對課程內容進行重新設計,并設定學習目標;最后,將素材中蘊含的思政元素與對應的知識點深度融合,錄制并提前發布融入課程思政素材的機器人相關知識點操作視頻。學生依據自身情況,在規定的時間節點前完成相關教學資源的線上預習和反饋,教師利用在線平臺的數據統計分析功能,對學生的學習狀態進行及時跟蹤。同時,以“有獎征集”的方式,鼓勵學生積極收集其他與所授知識點相關的課程思政素材,并通過線上征集通道反饋給教師。教師依據學生的反饋和征集到的課程思政素材,及時調整課中階段的授課內容。
在課中,教師可采用“騰訊課堂+面授”的方式進行課堂教學。首先,教師在課前對學生的學習情況和反饋的問題進行總結,并針對所授知識點提出問題(如,如何在機器人編程操作過程中體現工匠精神及使命擔當?),使學生帶著疑問進入課堂學習。然后,教師利用虛擬仿真軟件,結合課程思政素材,講解在機器人操作學習過程中為何需要追求大國工匠精神,如何掌握操作要點和控制精度。只有對機器人技術進行深入的研究學習,才能掌握核心技術,實現工業強國之路。學生依據教師的講解要點,采用虛擬仿真軟件,分組進行模擬操作。通過“一聯一”活動,架起各組學生之間學習的橋梁,分享成果,查漏補缺,共同提高,確保所學知識點及操作方式符合規范要求,減少實際操作中的失誤和事故。在學生掌握所學知識點后,教師發布實訓項目,學生分組討論,提交項目解決方案。對各組提出的方案,通過教師評、組內評、組間評的形式,找出存在的不足,并提出合理化建議。各組學生在修正方案后,分別到實訓區進行項目實操。若遇到問題,可發布至“求助驛站”。教師應引導學生解決問題,贏取積分。項目完成后,各組向教師提交項目完成過程中遇到的問題、解決方法和工匠精神體會等材料。教師分別對各組項目的完成情況、解決問題情況及思政理念領悟情況進行評價總結,以激發學生主動學習的積極性。
學生將課堂模擬、操作過程和心得體會以實訓報告的形式通過線上提交。教師依據課堂情況及實訓報告進行點評與反饋,將課前預習、課中學習、課后反思按一定比例計入總成績,對每位學生進行形成性考核。學生依據多元化評價及經驗分享,了解自身存在的問題,進行課后反思、查漏補缺。最后通過拓展任務,學以致用,鞏固成果,強化技能。
“課程思政”的根本目的是專業教育和思政教育同向同行,有效實施全方位育人。“三段六學”教學模式以“德智體美勞”五育并舉育人理念為主線,結合工業機器人現場編程課程特點和“1+X”制度重構實訓內容。其整體教學設計思路如圖所示(參見圖2)。

圖2 課程思政整體教學設計思路圖示
由圖2可知,按照工業機器人職業技能標準要求,針對工業機器人作業范圍廣、可能引發安全隱患以及實訓設備價格昂貴等因素,鑒于工業機器人虛擬仿真平臺功能齊全、便于學生模擬操作訓練及容錯性高、方便學生調試等優點,擬采用虛實融合的教學方式。教學過程須堅持育訓結合、內外結合、長短結合,以促進書證融通。可以通過對學生整個學習過程的跟蹤與評估,構建學生過程性評價。應該用“以匠心做思政,用思政育匠人”的課程總目標要求學生,使學生不僅能適應工業機器人操作崗位的需求,而且能獲得終身職業發展的能力,未來發展成為行業的“大國工匠”。
工業機器人現場編程課程以涂膠、搬運、碼垛等典型工作站項目為依托,講授工業機器人操作編程中的基本指令、坐標系設定、I/O接口設定、程序編輯與管理、外部軸設定等專業知識,培養學生操作、編程、調試等能力。為了深入挖掘該課程蘊含的思政元素,可以在有關工業機器人產生和發展史的內容中融入道路自信,在實踐操作中融入工匠精神,在“理實一體化”教學中引導學生堅持理論指導與實踐運用的辯證統一(參見表1)。

表1 課程內容與課程思政深度融合教學設計表
選擇工業機器人1801和1802兩個班級作為教學對象。兩個班級的學生在性別、年齡、基礎知識等方面不存在顯著差異。2019學年第2學期和2019-2020學年第1學期的工業機器人現場編程課程,由同一教師授課。對機器人1801班41名學生實行傳統教學模式,對機器人1802班39名學生實行課程思政“三段六學”教學模式。在傳統教學模式基礎上,將收集到的與抗擊疫情相關的思政素材有機融入課前、課中、課后等各教學環節。截至目前,采用“三段六學”教學模式開展教學已有2個學期。通過學習通問卷調查的方式,對教學方法和學習效果進行問卷調查。共收回有效問卷80份。調查結果如表所示(參見表2)。

表2 教學效果調查表
從表2可以看出,學生對“三段六學”教學模式是認可的,其教學效果是令人滿意的,該教學模式保證了線上教學與線下教學質量的同步提高。
總之,課程思政是高校落實立德樹人根本任務的重要途徑。課程思政改革提升了教師團隊的教學研究能力,做到了因事而化、因時而進、因勢而新。前期的整體設計和兩個學期的教學實踐證明,其效果十分明顯。“三段六學”教學模式適合工業機器人現場編程課程思政教學改革,同時,對其他理工科專業的課程思政改革也有一定的參考價值。