爱国主义教育融入工业机器人课堂教学的实践*

李 静 卢瑞琳 许力文

（广西机电工业学校 广西南宁 530023）

2017年10月18日，在十九大报告中指出，要加强思想道德建设。人民有信仰，国家有力量，民族有希望。要提高人民思想觉悟、道德水准、文明素养，提高全社会文明程度。广泛开展理想信念教育，深化中国特色社会主义和中国梦宣传教育，弘扬民族精神和时代精神，加强爱国主义、集体主义、社会主义教育，引导人们树立正确的历史观、民族观、国家观、文化观[1]。2019年11月，中共中央、国务院印发了《新时代爱国主义教育实施纲要》，并发出通知，要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。

中职教育担负着为国家输送出高素质的应用型人才的重任。当前，国际社会意识形态领域风云变幻，各种社会思潮观念激烈交锋，如何做好“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的教育根本问题呢？在全国高校思想政治工作会议上强调指出：“要用好课堂教学这个主渠道，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。”为课程教育指明了方向，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）为教育教学改革提供了工作指导。

一、工业机器人编程与操作课程简介

随着“中国制造2025”的持续推进，在汽车、电子电器、工程机械等行业大量采用了工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，这就需要大量的具备工业机器人基本操作、在线示教、离线编程技能，对机器人焊接、搬运、码垛等工艺具有足够的了解，能够控制机器人完成上述任务的技能型人才。中职工业机器人技术应用专业，以培养具有良好职业素质为基础，专注于工业机器人技术应用专业的文化基础知识、专业理论和操作技能，建立了完整的课程体系，工业机器人编程与操作课程就是专业的课程之一。

1.工业机器人编程与操作课程的性质和任务

工业机器人编程与操作是工业机器人专业方向的一门核心课程，是一门实践性较强的综合性课程，在工业机器人专业课程体系中占有重要地位。本课程主要学习工业机器人的I/O通信、程序数据、程序的编写与调试等知识和技能。知识和技能不是孤立的，而是与工业机器人的一些典型工作任务（如焊接、搬运、码垛等）进行了整合，学生在完成工作任务的过程中进行学习。通过工业机器人典型工作任务的学习，帮助学生熟练掌握工业机器人的操作方法，锻炼学生的团队协作能力和创新意识，提高学生分析问题和解决实际问题的能力，提高学生的综合素质，增强适应职业变化的能力。先修课程：机械制图与CAD、电工技术基础与技能、单片机应用技术、电气控制与PLC技术、工业机器人技术基础。后续课程：工业机器人集成运用技术、工业机器人技术综合实训。

2.工业机器人编程与操作课程的教学目标

中职学校通过开展本门课程的模块任务，使学生掌握工业机器人的编程和操作方法，了解工业机器人常用工艺，对机器人有一个全面、深入地认识，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，并相应掌握一些实用的工业机器人控制及规划和编程方法。学习完本课程后，学生应当能具备从事工业机器人企业生产第一线的生产与管理等相关工作的基础知识和能力储备，包括知识、能力和素养。知识方面有了解工业机器人常用的I/O板类、能正确理解工业机器人程序数据的存储类型和种类、能正确理解机器人程序的架构、掌握工业机器人程序的创建和调试的方法和掌握机器人数组的创建方法及应用。能力方面有能熟练创建机器人I/O板及I/O信号、能够正确创建和应用机器人的程序数据、能较熟练创建和管理机器人程序、能够编写工业机器人焊接运动程序、能够编写工业机器人搬运运动程序、能够编写工业机器人码垛运动程序和能够根据工作任务合理地进行规划和统筹。素养方面有培养学生理论联系实际，分析问题以及解决问题的能力、培养学生团结合作能力、树立岗位安全意识和责任担当和具有对新知识、新技能的学习能力和创新能力。

二、课堂教学中融入爱国主义教育的实践

爱国主义的内涵：爱国主义是指个人或集体对祖国的一种积极和支持的态度，揭示了个人对祖国的依存关系，是人们对自己家园以及民族和文化的归属感、认同感、尊严感与荣誉感的统一。集中表现为民族自尊心和民族自信心，为保卫祖国和争取祖国的独立富强而献身的奋斗精神。不仅体现在政治、法律、道德、艺术、宗教等各种意识形态和整个上层建筑之中，而且渗透到社会生活各个方面，成为影响民族和国家命运的重要因素。中职学生学习的主要场所是课堂，当专业知识、专业技术的教学与爱国主义教育结合在一起，就可以发挥学科课堂教学的主阵地作用，通过润物无声式的日常教学，将爱国主义在中职学生心中扎根发芽。

中职工业机器人编程与操作课程的教学方法以项目引领任务驱动为主，课程的中后期，学生开始进行综合项目的学习。以工业机器人“码垛”的编程和操作项目为例，融入爱国主义教育的教法设计，是以我国的长城为项目的切入点，将筑长城作为教学的主线贯穿于教学全过程，教学中主要分为三步。

1.巧妙引入，将工业机器人的码垛操作与筑长城紧密联系

爱国主义教育的内容主要包括国家和民族历史教育、民族优秀传统文化教育和国情教育。教师首先展示雄伟壮观的长城的图片，介绍长城的建造目的是防止外敌入侵，并用孟娇女哭长城的故事，说明古代中国人民修筑长城的艰辛，然后播放工业机器人砌砖的视频，让同学们感受工业机器人砌砖的灵活和快捷，接着设问：是否可以用工业机器人替我们修筑长城呢？同学们把长城的图片放大，发现长城可以由砖砌成，于是全班同学总结出一个肯定的答案：按照砌砖的形式进行操作，工业机器人可以筑长城。最后，师生共同确定学习任务为：工业机器人筑长城。教师通过课题引入，不仅使同学们明确了任务要求，更让学生们了解了祖国自古流传下来的守卫国家安全的传统文化，知道了科技进步和加强国防建设的重要性，同学们的爱国热情被调动起来，学习兴趣更高了。

2.夯实专业，学好码垛编程与操作的知识和技能

码垛是把货物按照一定的摆放顺序与层次整齐地码放在托盘上。工业机器人筑长城的工作任务，是利用实训室内的工业机器人，将工件（代替砖块，型号规格：600*400*250）按照砌砖的交错摆放的形式进行码垛操作。这个任务的重点是工业机器人筑长城操作，难点是编写工业机器人筑长城的程序。新课教学中，教师首先补充数组指令和for指令两个新的知识点，帮助学生认识和调用这两个指令；然后指导学生运用所学知识在Robotstudio仿真软件实训台，对程序进行编写和反复调试，直至仿真软件能够正确且完整地呈现砌砖的码垛操作；能够完成仿真的同学，才被允许使用ABB工业机器人做实物码垛操作。操作必须按照安全和规范的要求进行，首先接通电源，然后创建DI/DO信号，第三创建及记录各位置点，第四编写程序，第五调试程序，第六自动运行程序，工业机器人能够自动运行程序做筑长城的操作即表示工作任务的完成。

3.任务拓展，齐唱爱国歌曲强化爱国思想

教学中，总有部分小组完成任务的速度比较快，有机会进行拓展任务的学习。由于老师融入了立志为加固国防砌长城的教学思想，学生们的爱国热情被调动起来，他们主动将拓展任务设定为：工业机器人在电子琴上弹奏歌曲《我和我的祖国》的第一和第二小节。小组成员积极行动起来，合作找来了电子琴，根据歌曲旋律，为工业机器人示教编程，在全班同学完成基本任务前，完成了拓展任务。进入验收环节，各小组展示自己的学习成果，完成拓展任务的小组除了展示基本任务外，还展示了工业机器人弹奏《我和我的祖国》歌曲的第一和第二小节。由于机械手与人类手指的区别，工业机器人弹奏出来的声音比较小，但是一点也不影响同学们听到乐曲的声音。《我和我的祖国》是一首耳熟能详的爱国歌曲，当机械手弹奏的乐曲声响起时，全班同学屏息聆听，优美的旋律在安静的实训室里回荡，此时，距离下课还有2～3分钟的时间，教师顺势问大家：我们跟着一起唱可好？全班同学积极响应，最后在师生齐唱歌曲声中结束了本次课的教学。

三、由课堂教学中融入爱国主义教育的实践引发的思考

1.课堂教学中融入爱国主义教育对教师的要求

教学中融入爱国主义教育，对中职教师提出了更高的要求，包括教师本身具备爱国主义精神、教师专业知识专业技能过硬和教师具备一定的文化素养。首先，要求教师本身具备爱国主义精神。面对竞争激烈的国际环境，教师唯有对祖国悠久历史、深厚文化的理解和接受，秉承爱国主义的优良传统，满怀热爱祖国热忱投身于教育工作，才能高质量地完成本职工作，才能感染和影响学生。其次，要求中职教师专业知识、专业技能过硬。中职教师需要做到熟悉完成任务所需的offs、for、while、数组指令等各类指令，熟练使用Robotstudio仿真软件和熟练操作ABB工业机器人。中职教师需要做到不断提升自己的专业素养。比如，教师搜集工业机器人的功能后，发现可以砌砖和弹琴，于是考虑将砌砖引入教学。此外，中职教师应具备一定的文化素养，包括祖国悠久的发展历史、灿烂的民族文化。本次教学中，教师需要对我们国家长城的用途、建造历史了然于心。教师还需要储备一定的音乐素养，如《我和我的祖国》乐曲的简谱，帮助学生在电子琴上找到相应的琴键，完成弹奏拓展任务，能够带领同学们同唱《我和我的祖国》歌曲。

2.课堂教学中融入爱国主义教育的教法设计

教学中融入爱国主义教育，教师应进行恰当的教法设计。工业机器人码垛实训项目的教法设计，具体的组织形式是，将班级成员分成小组，一般为4人/组，组内设置组长负责制；学习设备的分配为仿真训练每人一台电脑、实操部分每4人一个工业机器人操作站。通常情况下，以“工业机器人整齐堆放水泥包”为任务展开教学，教法设计分为课前、课中和课后。课前，学生了解生产中堆放水泥的要求和实施办法；课中，围绕由传输带、工业机器人和托盘组成的硬件设备，传输带将水泥包输送到指定位置，工业机器人感知水泥包到位，机械手将水泥包按照技术要求整齐堆放在托盘上，完成基本任务的同学可以进行复杂材料堆放任务的拓展学习；课后，学生整理完成工作页的各项作业任务，写出本次项目学习的总结。

在课堂教学中渗透爱国主义教育后，教法设计更改为：课前，学生了解“中国万里长城”的作用、建造起源，以及不同历史时期的建造方法；课中，注重抓住长城的建造目的“防止外敌入侵”的国防作用，引导学生从认识国家快速发展过程中面临的安全要求出发，加强国家建设的重要性为落脚点，激发学生为建设祖国努力学好技术的民族精神和爱国热情。专业教学中，主要帮助学生理解数组和指令的概念，掌握应用所学知识编写程序的方法，实现工业机器人砌砖式码垛的功能要求。拓展任务选择弹奏爱国歌曲，编程的难度不大，主要是弹琴的琴键位置不断变化，示教编程需要一些时间，所以只弹奏2个小节。展示环节，工业机器人弹奏出来的声音比较小，需要提醒全班同学安静地听，备课环节准备好《我和我的祖国》歌曲的视频，待工业机器人弹奏完成的时候播放视频，迎合学生完成任务时的喜悦和轻松的心情，带领全班齐唱《我和我的祖国》歌曲，进一步激发学生的爱国热情，将爱国教育推向高潮。随着下课铃声响起，教师宣布“下课”，结束本次课教学。在码垛编程与操作内容中，融入爱国主义教育的教法设计，首先，教师对工业机器人码垛编程和操作技术娴熟，做到了立足教材；其次，教师关注工业机器人应用技术发展的情况，了解工业机器人已经应用于建筑工程领域的技术发展现状，尤其具备的砌砖功能，引入长城元素，才能将原来的堆放水泥，变为筑长城。

“爱国主义是具体的，不是抽象的；是生动的，不是空泛的。”本次课的教法设计，以工业机器人码垛的编程与操作为基础，以世界文化遗产、中国古代第一军事工程——长城为素材，专业教学中有效融入了爱国主义教育，激发学生的爱国热情，调动学生学习的主动性和积极性，顺利突破了教学难点、有效突出教学重点，成功实现了知识传授、价值塑造和能力培养的多元统一[3]。