愛國主義教育融入工業機器人課堂教學的實踐*

李 靜 盧瑞琳 許力文

（廣西機電工業學校 廣西南寧 530023）

2017年10月18日，在十九大報告中指出，要加強思想道德建設。人民有信仰，國家有力量，民族有希望。要提高人民思想覺悟、道德水準、文明素養，提高全社會文明程度。廣泛開展理想信念教育，深化中國特色社會主義和中國夢宣傳教育，弘揚民族精神和時代精神，加強愛國主義、集體主義、社會主義教育，引導人們樹立正確的歷史觀、民族觀、國家觀、文化觀[1]。2019年11月，中共中央、國務院印發了《新時代愛國主義教育實施綱要》，并發出通知，要求各地區各部門結合實際認真貫徹落實。

中職教育擔負著為國家輸送出高素質的應用型人才的重任。當前，國際社會意識形態領域風云變幻，各種社會思潮觀念激烈交鋒，如何做好“培養什么人、怎樣培養人、為誰培養人”的教育根本問題呢？在全國高校思想政治工作會議上強調指出：“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應。”為課程教育指明了方向，教育部關于印發《高等學校課程思政建設指導綱要》的通知（教高〔2020〕3號）為教育教學改革提供了工作指導。

一、工業機器人編程與操作課程簡介

隨著“中國制造2025”的持續推進，在汽車、電子電器、工程機械等行業大量采用了工業機器人自動化生產線，以保證產品質量，提高生產效率，這就需要大量的具備工業機器人基本操作、在線示教、離線編程技能，對機器人焊接、搬運、碼垛等工藝具有足夠的了解，能夠控制機器人完成上述任務的技能型人才。中職工業機器人技術應用專業，以培養具有良好職業素質為基礎，專注于工業機器人技術應用專業的文化基礎知識、專業理論和操作技能，建立了完整的課程體系，工業機器人編程與操作課程就是專業的課程之一。

1.工業機器人編程與操作課程的性質和任務

工業機器人編程與操作是工業機器人專業方向的一門核心課程，是一門實踐性較強的綜合性課程，在工業機器人專業課程體系中占有重要地位。本課程主要學習工業機器人的I/O通信、程序數據、程序的編寫與調試等知識和技能。知識和技能不是孤立的，而是與工業機器人的一些典型工作任務（如焊接、搬運、碼垛等）進行了整合，學生在完成工作任務的過程中進行學習。通過工業機器人典型工作任務的學習，幫助學生熟練掌握工業機器人的操作方法，鍛煉學生的團隊協作能力和創新意識，提高學生分析問題和解決實際問題的能力，提高學生的綜合素質，增強適應職業變化的能力。先修課程：機械制圖與CAD、電工技術基礎與技能、單片機應用技術、電氣控制與PLC技術、工業機器人技術基礎。后續課程：工業機器人集成運用技術、工業機器人技術綜合實訓。

2.工業機器人編程與操作課程的教學目標

中職學校通過開展本門課程的模塊任務，使學生掌握工業機器人的編程和操作方法，了解工業機器人常用工藝，對機器人有一個全面、深入地認識，培養學生綜合運用所學基礎理論和專業知識進行創新設計的能力，并相應掌握一些實用的工業機器人控制及規劃和編程方法。學習完本課程后，學生應當能具備從事工業機器人企業生產第一線的生產與管理等相關工作的基礎知識和能力儲備，包括知識、能力和素養。知識方面有了解工業機器人常用的I/O板類、能正確理解工業機器人程序數據的存儲類型和種類、能正確理解機器人程序的架構、掌握工業機器人程序的創建和調試的方法和掌握機器人數組的創建方法及應用。能力方面有能熟練創建機器人I/O板及I/O信號、能夠正確創建和應用機器人的程序數據、能較熟練創建和管理機器人程序、能夠編寫工業機器人焊接運動程序、能夠編寫工業機器人搬運運動程序、能夠編寫工業機器人碼垛運動程序和能夠根據工作任務合理地進行規劃和統籌。素養方面有培養學生理論聯系實際，分析問題以及解決問題的能力、培養學生團結合作能力、樹立崗位安全意識和責任擔當和具有對新知識、新技能的學習能力和創新能力。

二、課堂教學中融入愛國主義教育的實踐

愛國主義的內涵：愛國主義是指個人或集體對祖國的一種積極和支持的態度，揭示了個人對祖國的依存關系，是人們對自己家園以及民族和文化的歸屬感、認同感、尊嚴感與榮譽感的統一。集中表現為民族自尊心和民族自信心，為保衛祖國和爭取祖國的獨立富強而獻身的奮斗精神。不僅體現在政治、法律、道德、藝術、宗教等各種意識形態和整個上層建筑之中，而且滲透到社會生活各個方面，成為影響民族和國家命運的重要因素。中職學生學習的主要場所是課堂，當專業知識、專業技術的教學與愛國主義教育結合在一起，就可以發揮學科課堂教學的主陣地作用，通過潤物無聲式的日常教學，將愛國主義在中職學生心中扎根發芽。

中職工業機器人編程與操作課程的教學方法以項目引領任務驅動為主，課程的中后期，學生開始進行綜合項目的學習。以工業機器人“碼垛”的編程和操作項目為例，融入愛國主義教育的教法設計，是以我國的長城為項目的切入點，將筑長城作為教學的主線貫穿于教學全過程，教學中主要分為三步。

1.巧妙引入，將工業機器人的碼垛操作與筑長城緊密聯系

愛國主義教育的內容主要包括國家和民族歷史教育、民族優秀傳統文化教育和國情教育。教師首先展示雄偉壯觀的長城的圖片，介紹長城的建造目的是防止外敵入侵，并用孟嬌女哭長城的故事，說明古代中國人民修筑長城的艱辛，然后播放工業機器人砌磚的視頻，讓同學們感受工業機器人砌磚的靈活和快捷，接著設問：是否可以用工業機器人替我們修筑長城呢？同學們把長城的圖片放大，發現長城可以由磚砌成，于是全班同學總結出一個肯定的答案：按照砌磚的形式進行操作，工業機器人可以筑長城。最后，師生共同確定學習任務為：工業機器人筑長城。教師通過課題引入，不僅使同學們明確了任務要求，更讓學生們了解了祖國自古流傳下來的守衛國家安全的傳統文化，知道了科技進步和加強國防建設的重要性，同學們的愛國熱情被調動起來，學習興趣更高了。

2.夯實專業，學好碼垛編程與操作的知識和技能

碼垛是把貨物按照一定的擺放順序與層次整齊地碼放在托盤上。工業機器人筑長城的工作任務，是利用實訓室內的工業機器人，將工件（代替磚塊，型號規格：600*400*250）按照砌磚的交錯擺放的形式進行碼垛操作。這個任務的重點是工業機器人筑長城操作，難點是編寫工業機器人筑長城的程序。新課教學中，教師首先補充數組指令和for指令兩個新的知識點，幫助學生認識和調用這兩個指令；然后指導學生運用所學知識在Robotstudio仿真軟件實訓臺，對程序進行編寫和反復調試，直至仿真軟件能夠正確且完整地呈現砌磚的碼垛操作；能夠完成仿真的同學，才被允許使用ABB工業機器人做實物碼垛操作。操作必須按照安全和規范的要求進行，首先接通電源，然后創建DI/DO信號，第三創建及記錄各位置點，第四編寫程序，第五調試程序，第六自動運行程序，工業機器人能夠自動運行程序做筑長城的操作即表示工作任務的完成。

3.任務拓展，齊唱愛國歌曲強化愛國思想

教學中，總有部分小組完成任務的速度比較快，有機會進行拓展任務的學習。由于老師融入了立志為加固國防砌長城的教學思想，學生們的愛國熱情被調動起來，他們主動將拓展任務設定為：工業機器人在電子琴上彈奏歌曲《我和我的祖國》的第一和第二小節。小組成員積極行動起來，合作找來了電子琴，根據歌曲旋律，為工業機器人示教編程，在全班同學完成基本任務前，完成了拓展任務。進入驗收環節，各小組展示自己的學習成果，完成拓展任務的小組除了展示基本任務外，還展示了工業機器人彈奏《我和我的祖國》歌曲的第一和第二小節。由于機械手與人類手指的區別，工業機器人彈奏出來的聲音比較小，但是一點也不影響同學們聽到樂曲的聲音。《我和我的祖國》是一首耳熟能詳的愛國歌曲，當機械手彈奏的樂曲聲響起時，全班同學屏息聆聽，優美的旋律在安靜的實訓室里回蕩，此時，距離下課還有2～3分鐘的時間，教師順勢問大家：我們跟著一起唱可好？全班同學積極響應，最后在師生齊唱歌曲聲中結束了本次課的教學。

三、由課堂教學中融入愛國主義教育的實踐引發的思考

1.課堂教學中融入愛國主義教育對教師的要求

教學中融入愛國主義教育，對中職教師提出了更高的要求，包括教師本身具備愛國主義精神、教師專業知識專業技能過硬和教師具備一定的文化素養。首先，要求教師本身具備愛國主義精神。面對競爭激烈的國際環境，教師唯有對祖國悠久歷史、深厚文化的理解和接受，秉承愛國主義的優良傳統，滿懷熱愛祖國熱忱投身于教育工作，才能高質量地完成本職工作，才能感染和影響學生。其次，要求中職教師專業知識、專業技能過硬。中職教師需要做到熟悉完成任務所需的offs、for、while、數組指令等各類指令，熟練使用Robotstudio仿真軟件和熟練操作ABB工業機器人。中職教師需要做到不斷提升自己的專業素養。比如，教師搜集工業機器人的功能后，發現可以砌磚和彈琴，于是考慮將砌磚引入教學。此外，中職教師應具備一定的文化素養，包括祖國悠久的發展歷史、燦爛的民族文化。本次教學中，教師需要對我們國家長城的用途、建造歷史了然于心。教師還需要儲備一定的音樂素養，如《我和我的祖國》樂曲的簡譜，幫助學生在電子琴上找到相應的琴鍵，完成彈奏拓展任務，能夠帶領同學們同唱《我和我的祖國》歌曲。

2.課堂教學中融入愛國主義教育的教法設計

教學中融入愛國主義教育，教師應進行恰當的教法設計。工業機器人碼垛實訓項目的教法設計，具體的組織形式是，將班級成員分成小組，一般為4人/組，組內設置組長負責制；學習設備的分配為仿真訓練每人一臺電腦、實操部分每4人一個工業機器人操作站。通常情況下，以“工業機器人整齊堆放水泥包”為任務展開教學，教法設計分為課前、課中和課后。課前，學生了解生產中堆放水泥的要求和實施辦法；課中，圍繞由傳輸帶、工業機器人和托盤組成的硬件設備，傳輸帶將水泥包輸送到指定位置，工業機器人感知水泥包到位，機械手將水泥包按照技術要求整齊堆放在托盤上，完成基本任務的同學可以進行復雜材料堆放任務的拓展學習；課后，學生整理完成工作頁的各項作業任務，寫出本次項目學習的總結。

在課堂教學中滲透愛國主義教育后，教法設計更改為：課前，學生了解“中國萬里長城”的作用、建造起源，以及不同歷史時期的建造方法；課中，注重抓住長城的建造目的“防止外敵入侵”的國防作用，引導學生從認識國家快速發展過程中面臨的安全要求出發，加強國家建設的重要性為落腳點，激發學生為建設祖國努力學好技術的民族精神和愛國熱情。專業教學中，主要幫助學生理解數組和指令的概念，掌握應用所學知識編寫程序的方法，實現工業機器人砌磚式碼垛的功能要求。拓展任務選擇彈奏愛國歌曲，編程的難度不大，主要是彈琴的琴鍵位置不斷變化，示教編程需要一些時間，所以只彈奏2個小節。展示環節，工業機器人彈奏出來的聲音比較小，需要提醒全班同學安靜地聽，備課環節準備好《我和我的祖國》歌曲的視頻，待工業機器人彈奏完成的時候播放視頻，迎合學生完成任務時的喜悅和輕松的心情，帶領全班齊唱《我和我的祖國》歌曲，進一步激發學生的愛國熱情，將愛國教育推向高潮。隨著下課鈴聲響起，教師宣布“下課”，結束本次課教學。在碼垛編程與操作內容中，融入愛國主義教育的教法設計，首先，教師對工業機器人碼垛編程和操作技術嫻熟，做到了立足教材；其次，教師關注工業機器人應用技術發展的情況，了解工業機器人已經應用于建筑工程領域的技術發展現狀，尤其具備的砌磚功能，引入長城元素，才能將原來的堆放水泥，變為筑長城。

“愛國主義是具體的，不是抽象的；是生動的，不是空泛的。”本次課的教法設計，以工業機器人碼垛的編程與操作為基礎，以世界文化遺產、中國古代第一軍事工程——長城為素材，專業教學中有效融入了愛國主義教育，激發學生的愛國熱情，調動學生學習的主動性和積極性，順利突破了教學難點、有效突出教學重點，成功實現了知識傳授、價值塑造和能力培養的多元統一[3]。