機器人學導論（雙語）課程思政教學探索與研究*

施昕昕 李宏勝

南京工程學院自動化學院 南京 211167

0 引言

2020 年5 月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》，明確提出：把思想政治教育貫穿人才培養體系，全面推進高校課程思政建設，發揮好每門課程的育人作用，提高高校人才培養質量。全面推進課程思政建設是落實立德樹人根本任務的戰略舉措，要寓價值觀引導于知識傳授和能力培養之中，努力將學生培養成為德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人[1]。

機器人學導論（雙語）是南京工程學院機器人工程專業的專業基礎課，是該專業學生接觸的第一門與專業相關的課程。課程對激發學生的專業學習興趣、熱愛所學專業、了解后續相關課程、拓寬學生的國際視野起到了非常重要的作用。高等學校人才培養是育人和育才相統一的過程，需要深入挖掘課程內容和教學方式中蘊含的思想政治教育資源，科學設計課程思政教學體系，將教學目標與思政內容進行融合設計，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當[2]。

1 機器人學導論（雙語）課程思政的意義與特點

1.1 課程性質與特點

機器人學導論（雙語）是一門雙語課程，里面包含大量的專業詞匯，對剛接觸專業知識的學生來說存在一定的難度。當今社會蓬勃發展，學生很有必要掌握本專業的一些相關英文專業詞匯，進行國際交流，拓寬國際視野。本課程還承擔著專業導論的功能，因此，在講解課程時需要優化教學方法，充分調動學生的學習積極性，使其真正熱愛所學專業，并學有所成[3]。機器人技術在不斷發展，機器人行業也是當今重點發展的熱門領域，需要在教學過程中及時加入相關的新技術、新產品，拓寬學生的知識面，使其對行業的發展現狀有清楚的了解。

該課程的總體教學目標是使學生對機器人的基本概念、原理到應用有一個簡要、概括性的了解，提升學生學習后續專業相關課程的興趣，對后續專業課程起到引導作用，同時拓展學生的專業視野。本課程以基本概念講解為主，涉及相關知識內容較廣，但不追求深度；課程采用雙語教學，目的是讓學生在了解專業知識的同時，加強其專業名詞和術語的詞匯量，強化其流利閱讀、理解專業文獻的能力和翻譯專業相關的英文文檔資料的能力。本課程在講授時盡可能采用通俗易懂的表達方式，并結合大量圖片實例和視頻資料，加深理解，提升學習興趣。課程的最后安排學生匯報環節，將所學知識結合實例進行講解展示，一方面可以鞏固課堂內容并進行應用，另一方面也可以鍛煉學生搜集整理資料并進行表達的能力。

1.2 機器人學導論（雙語）課程思政的意義

我國“十四五”規劃和2035 年遠景目標綱要提出，要培養具有社會責任感和使命感的、滿足全面建設社會主義現代化國家新征程要求的應用創新型高層次新工科專業人才[4]。機器人學導論（雙語）是機器人工程專業學生學習的第一門專業課程，對學生而言，是一次對專業特點和專業知識的了解和分析過程，具有非常重要的意義。

緊密結合新工科的特點，全面落實“價值塑造、能力培養、知識傳授”的思政育人理念，在課程教學過程中結合專業知識教學，將獨立思考、創新能力以及工程意識、工匠精神融入其中，并結合國家經濟發展和中國制造，引導學生了解工業機器人在制造業自動化生產線及相關工程中的應用，了解機器人行業的關鍵技術問題、市場與挑戰，強化科技強國、社會責任、愛國情懷等意識，培養滿足國家需求的高層次新工科專業人才。

2 教學目標與思政內容的融合設計

2.1 教學目標

機器人學導論（雙語）課程的總體教學目標是使學生對機器人的基本概念、原理到應用有一個簡要、概括性了解，提升學生學習后續專業相關課程的興趣，為后續專業課程起到引導作用，同時拓展學生專業視野。了解工業機器人的基本概念、坐標變換、速度靜力學、運動學算法及軌跡規劃、機器人建模以及關節控制技術、傳感器及機器視覺等。了解國內外工業機器人的應用背景與現狀、我國機器人市場狀況；了解工業機器人的機電結構組成，了解國內外常見工業機器人的分類；熟悉工業機器人的基本概念，包括自由度、關節、參考坐標系、工作空間、關節連桿等，能進行簡單的機器人坐標變換計算；了解機器人正逆向運動學算法以及關節與末端速度、力的關系；了解軌跡規劃的概念、簡單的多項式軌跡規劃方法；了解工業機器人驅動的類型、特點、基本原理等；了解動力學建模的概念和思路；了解機器人關節控制技術概念；了解環境感知的概念，簡介各種常用傳感器；了解圖像獲取、圖像處理的基本概念和工業機器人編程的概念及行業應用。強化機器人相關領域的專業英文詞匯、短語和術語，鍛煉流利閱讀、翻譯機器人相關領域英文書籍、文獻的能力，能針對相關問題對英文資料進行歸納總結，提升學生在專業領域的英文文獻理解和專業知識交流能力。

2.2 課程思政融合設計

課程思政不同于思政課程，思政課程是直接傳授思政內容，而課程思政需要將思政元素融入課程內容里，要潤物細無聲，這就需要在授課之前進行有效的思政內容融合設計。通過典型案例的設計與講解，將正確的理想信念、價值觀等有效地傳輸給學生。

結合機器人行業的發展歷程，幫助學生了解我國制造業的快速發展，樹立為制造業技術進步而奮斗的精神，引導學生將個人發展與國家發展戰略緊密結合。通過引導學生認識機器人重要功能部件，了解行業發展面臨的問題和努力的方向，為今后職業規劃提前準備，將學生知識學習與愛國精神、鉆研精神結合起來。引導學生理解國家各行業對機器人功能和應用的需求，切實理解理論與實踐相結合的重要性[5]。了解機器智能的發展和國家制造業智能化戰略，幫助學生樹立為先進制造業發展而努力的遠大理想。

3 課程思政具體實施措施

3.1 課前準備

課程組長需要定期組織授課教師進行課程研討，學習課程思政的相關文件內容和精神，真正吃透課程思政的精髓，避免浮于表面的泛泛而談。課程組教師團隊對課程思政的認識與理解水平直接決定課程思政的教學效果。機器人學導論（雙語）是一流課程培育課程，利用前期線上授課的時機，豐富課程資源，提高學生的學習興趣。課程組在學習通上傳了大量參考資料，學生可以很方便地下載學習，還可以和教師互動。另外，要合理安排融入思政環節的學時，不能出現專業課授課時長不足從而影響教學質量的情況，這些都需要在課前進行精心設計。課程團隊還要定期進行課程思政專題學習，加強思政理論知識的學習，不斷提高教師的思政水平。

另外，還要將課程思政與專業思政結合起來，將思政內容貫穿整個人才培養體系，這就需要統籌考慮專業課程體系中各門課程的具體情況，避免出現各門課程“各自為戰”，甚至不同課程重復使用同一思政元素的現象，這種重復提及的思政元素很容易引起學生的抵觸心理，無法發揮思政育人的作用。因此，需要根據人才培養方案中各門課程的特點和重要性，有規劃地設計課程思政元素，以專業思政的高度進行頂層設計，從課程體系進行統一規劃，才能真正發揮思政育人的作用。

3.2 課堂教學

課堂教學主要包括教學內容和教學方法。教學內容方面，可以結合典型案例講解，要充分結合當前技術的最新進展，介紹相關領域的發展趨勢，注重培養學生的學習興趣，增強學生的專業認同感和專業自豪感。適當融入思政內容，讓學生在學習過程中感同身受，自然地吸收思政元素，要注意避免生搬硬套。

例如，在講解機器人的種類時，結合社會各行各業，介紹各種類型的機器人，包括移動機器人、服務機器人、醫療機器人、農業機器人等，提高學生的學習興趣。特別是疫情防控期間，各種機器人在不同場合發揮重要作用，比如測溫機器人、配送機器人、巡邏機器人等，改變了人們的生產和生活方式。介紹這些先進的機器人，讓學生了解國家在服務行業、醫療衛生、航空航天等領域的發展水平，從而培養學生“中國智造引領世界”的自豪感。

再比如在講解人工智能和機器學習內容時，介紹人工智能和機器學習的基本概念，并結合大量實例進行講解。通過大量實例的講解，激發學生的學習熱情，幫助學生了解國內外相關技術的研究現狀，進而樹立掌握專業知識和技術的信心和為國家和社會發展服務的社會責任感[6]。結合疫情防控，講解機器學習技術在分析疫情數據、人員流調等方面發揮的積極作用，采用空間聚類分析算法，掌握疫情的時空分布規律，針對不同區域不同程度采用不同的防疫措施。

使用機器學習對大量數據進行訓練，用于相關事件的預警，體現了機器學習算法的社會價值。引導學生關注社會，利用所學知識服務社會，分析問題和解決問題，真正學有所用[7]。

課程的最后一次課設定為課堂匯報環節，提前給學生布置匯報要求。學生按照要求進行資料的搜集與整理，并制作PPT，在課堂上進行匯報展示。通過課堂匯報環節，學生不但對自己所匯報的內容加深理解，還能了解其他組同學匯報的內容，拓寬了知識面。結合教師的點評，學生能更好地掌握課程的知識點，并學以致用，真正掌握相關知識。

另外，課堂匯報環節也是學生進行展示的一次機會，通過課堂匯報環節也可以發現一些問題并加以解決，對PPT 的制作、內容組織和講解、表達能力和時間掌控能力等都是一次很好的鍛煉。只有少部分學生用純英文匯報，說明學生的英文水平還有待提升，因此，很有必要結合專業英語課程，進一步提升學生的英文水平。

3.3 教學手段

目前線上教學資源很多，要充分利用已有資源，實現線上線下教學相結合。借助線上教學平臺，發布相關活動和資源等，建立相關的課程群和課程思政教學體系，挖掘通用的育人元素。線下課堂上多采用小組討論的方式，讓學生自由思考和表達。充分利用多樣的教學資源，鼓勵學生深度思考，提高學生學習的積極性，主動分析問題和解決問題，培養學生思維能力，將課程學習和思政教育相結合。

要建立相應的考核評價機制，對于價值體系的考核，不可生搬硬套，要有相應靈活的考核措施。注重過程性考核，考查學生在學習過程中所表現出的思想情況，要注意避免形式化。同時，要注重學生的學習反饋，對于學生提出的有益意見可予以吸收改進，對于學生存在的問題要進行有效解決，不斷提升教師自身的學術水平和思政素質。

4 結束語

根據高等學校課程思政的建設要求，對機器人工程專業的基礎課程機器人學導論（雙語）進行了課程思政教學探索與研究。分析了課程的性質與特點，闡明了對該課程進行課程思政的意義。結合教學目標，進行課程思政內容的融合設計，并給出課程思政具體的實施措施，從課前準備、課堂教學和教學手段等方面分別闡述，并以專業思政的高度進行頂層設計，從課程體系進行統一規劃，不斷提升教師的學術水平和思政素質，將課程學習和思政教育相結合，真正實現思政育人的目標。