应用型高校“外环-内环双提升”思政教学模式研究——以“机器人创新设计”课程为例

■杨 勇，叶雅怡，梁小凤

（广东技术师范大学机电学院，广东 广州 510635）

新工科建设是中国面临新一轮科技革命的积极回应，近年来走在改革开放新时代前沿的广东省提出了“双十”产业集群建设，其中大多数产业都以机器人技术为基础的高端制造业，因此，对机器人工程等领域人才的创新培养是新工科建设的核心任务之一[1]。在机器人工程等本科专业中所开设的“机器人创新设计”课程，是机器人工程专业的核心选修课程。该课程目标不仅是要能提升学生对智能机器人的机械、传感交互以及控制软件等方面的应用综合能力，还需注入工匠精神、创新意识等正向价值引导。2019年8月，中共中央办公厅、中华人民共和国国务院办公厅印发《关于深化新时代学校思想政治理论课程改革创新的若干意见》，明确提出全面推进高等学校课程思政建设[2]。“机器人创新设计”课程思政改革既有必要，也很紧迫，应当充分发挥“机器人创新设计”课程思政的正向功能，把教学目标转变为专业知识技能与课程思政育人的协同教育目标。因此，研究“机器人创新设计”课程思政教学新模式是建设一流本科课程的重要举措。

一、“机器人创新设计”课程思政的现状

新工科专业课程的理性倾向凸显，使得课程思政日渐形式化、空泛化[3]。“机器人创新设计”课程涉及物理学、力学等多学科的融合，具有理论与实践相结合的显著特点。与大多数的新工科专业课程相似，其课程侧重于专业知识技能的传授以及综合实践应用能力的培养，但课程思政教育缺乏连续性，其中在思政元素选择、教学策略以及教学量化评价等课程思政教学瓶颈上较难突破。

（一）课程思政元素选择难

自然科学是思政目标实现的重要载体[4]。“机器人创新设计”作为机器人工程专业中的一门核心选修课程，在做好专业知识内容的教学工作的同时还需要有效地进行课程思政教学。对教师而言，如何有效地选择课程思政元素、哪些元素融入课程才是“有机融入”都是当前课程思政实施中的难题。

（二）课程思政教学策略难

实现科技强国离不开高等教育的立德树人。知识传授在于“求真”，而思政教育则追求“真善美”[5]，这种联系“如春在花、如盐在水”，将“善”与“美”融入到“真”要求课程思政的建设打破“碎片化”的局面，并且落实整体性建设[6]。因此，如何打破思政教育孤岛困境，使课程思政与专业知识有效协同是当前课程思政教学的首要痛点。

（三）课程思政教学量化评价难

每一个课程教学都离不开评价，评价是用以确定目标是否实现的重要依据。在当前的高等教育中普遍存在“划重点”“考什么即教什么”的现状，在这种“高利害测验”的影响下，重要部分可测化逐渐演变为可测部分为重点[7]。课程思政作为一种内隐的课程教学目标，难以在类似于智力测验等单一的测量当中体现，进而逐渐被边缘化。

二、“机器人创新设计”课程“外环-内环双提升”的课程思政教学模式

“机器人创新设计”课程开设在机器人工程等专业的高年级，学生已经掌握机械制图、机械设计基础等知识，因此“机器人创新设计”的高质量课程教学非常重要，亟须引入“知识分类”作为理论基础，针对“机器人创新设计”课程思政存在的“三难”现状，提出嵌入式、融合式和支撑式三种课程思政教学方法，形成“外环-内环双提升”的课程思政教学模式，从而真正解决“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”的根本问题。

（一）外环显性知识技能——知识分类

1966年，美国俄亥俄州立大学教授陶尔士(Towers)、陆克斯(Lux)和雷(Ray)等人，受Maccia系统化知识思辨理论的影响，将人类知识分类成描述性的知识、规范性的知识、实践性的知识、形成性的知识四大知识领域[8]。通俗来说，描述性的知识指的是描述现象或事件的事实；规范性的知识指的是能够被自然事实或者经验检验的原理或设计标准等形成的信息块；实践性的知识指的是对现象或事件采取有效的应用行动或实践；形成性的知识指的是统整所有知识，包括逻辑、数学等知识的综合。

“机器人创新设计”这门课程按照以上的知识分类，设计外环显性知识技能的教学方法。描述性的知识（如机器人发展历史等）应遵循“教师主导、学生主体”的原则，传授机器人的历史、概念和原理等内容；规范性的知识及实践性的知识（如机器人传感技术等），紧抓“善导”“激趣”“引思”“精讲”的教学要素，实现学思结合、知行统一；形成性的知识（如机器人创新设计综合实践等）应基于“学用一体”的专业课程教学理念，在课后引导学生参与专利申请、创新比赛等，实现外环显性课程知识技能的创新教学目标。

（二）内环隐性思政育人——三种课程思政教学方法

蔡小春等学者提出的针对工科中的不同专业，应用“补充式”“嵌入式”“支撑式”三种不同课程思政教学方法，取得了较为突出的育人成效[9]。结合“机器人创新设计”课程培养具有综合创新能力的机器人应用型人才的特点，本课程采用三种不同的内环隐性课程思政教学方法，包括融合式课程思政教学、嵌入式课程思政教学和支撑式课程思政教学，尝试打破“机器人创新设计”课程思想政治教育“孤岛效应”的困境，以创新的角度和形式引导学生内化职业精神，发挥课程思政内环隐性驱动力作用，助力人才培养质量提升。

首先是嵌入式课程思政教学。对于描述性知识，即教学内容不受限于专业基础知识，将采用嵌入式课程思政教学，一是在教学环节嵌入机器人行业价值引领教育:联合同行专家形成机器人专业师资队伍，注重结合领域及技术前沿教学。二是考核环节嵌入机器人行业认同度教育:以名人故事分享会及课后作业的考核形式，引入专业师资队伍中的同行专家给予正向评价。以此提高学生的学习兴趣度同时潜移默化地提升学生的职业素养。

其次是融合式课程思政教学。对于规范性知识及实践性知识，即授课内容受限于课堂内容，予以融合式课程思政教学，一是课中以行业前沿分析融合式思政教学：融合行业发展中所存在问题的解读，针对学生项目作品，结合机器人行业前沿进行客观评估；二是课后指引学生探索相关项目融合思政教学：布置机器人项目研究兼开展实验实训创新，注重实践性教学的同时激发学生的创新意识。

最后是支撑式课程思政教学。对于形成性知识，即教学内容受限于专利或比赛等综合性实践，以“软硬结合”为核心，一是“软”即软性学习资源，结合机器人领域国家政策和行业需求，开展专利、参加机器人相关比赛等；二是“硬”即硬件学习资源，将实验实训创新中心向学生开放，将学生引入实验实训创新教学环节。软硬结合来支撑培养学生的动手实践能力及工匠精神。

（三）显隐结合，“外环-内环双提升”课程思政教学新模式

“机器人创新设计”中体现的科学及创新是课程思政融合的重要载体，学生在学习过程中的求真务实、精益求精是课程思政实施的成果体现。“机器人创新设计”课程思政实施从知识分类出发，针对不同的外环显性知识技能类型，提出具有针对性的内环隐性课程思政实施方案，形成“外环知识技能与内环思政育人”显隐结合的“双提升”教学模式（如图1所示），实现课程思政“赋能且铸魂”的高价值作用。

图1 “机器人创新设计”课程思政教学模式整体思路

三、“机器人创新设计”课程思政教学“三维度三要素全方位”量化评价

“泰勒原理”提及课程的第四个基本问题——“我们如何确定这些目标正在得以实现？”即如何确定课程思政正在得以实现？影响课程思政实施质量和效果的重要因素是教学评价[10]。根据“外环-内环双提升”的课程思政教学模式，本课程采用“三维度三要素全方位”的特色课程思政教学量化评价方法，持续关注和促进学生专业素养与德育品质的双提升。该评价方法从学生、任课教师、课程同行或企业专家这三个维度入手，包括课前、课中与课后的评价范围，通过课堂观察、阶段性考核、过程性考核答辩、终结性机器人创新设计考核、学生评教等多种形式，对学生学情、教学实施、课程建设三要素综合评价。

一是学生评价维度，包括学生自我评价、小组之间互评、小组内成员互评、评教等，学生评价的侧重点在于学生对自身总结、对他人的监督及对教师的师德、课堂教学能力、课后引导创新项目或设计情况进行合理的评价。

二是任课教师评价维度，包括自我评价、教学反思、设计考核等，任课教师对每节课教学遇到的问题及时反思从而提高后续课程的教学质量，同时合理设计阶段性考核、过程性与创新性课后作业、终结性创新项目等考核形式，根据课程的价值标准对学生的表现进行判断，实现教师对学生的评价。

三是企业或课程同行专家评价维度，包括学生终结性创新项目答辩工作、课程思政建设情况等，以小组为单位的项目答辩包括七个内容，即项目概况介绍、功能模板介绍、开发工具介绍、设计成本情况、项目完成情况、项目中遇到的问题及经验与收获。对学生的评价不仅体现在对作品的优劣进行打分，更应该看重学生在项目中遇到哪些问题，具体如何解决，在解决问题的过程中学生小组相对发展的程度。专家对学生的完成情况进行客观考核，并且对课程知识传授与思政育人分别给出合理评价与建议。

“机器人创新设计”课程思政教学考核三维度具体如附表1所示。

附表1 “机器人创新设计”课程思政三维度评价表

四、“机器人创新设计”课程思政育人成效

“机器人创新设计”课程思政模式建构围绕“外环显性知识技能与内环隐性思政育人”显隐结合的“双提升”课程思政方法，建立了“三维度三要素全方位”的量化评价，在知识传授与思政育人上取得了一定的育人成效，获批为广东省2020年首批课程思政示范课程，评教情况优秀。

首先，在本校2019级机器人工程专业1-3班中实施了“外环-内环双提升”课程思政教学模式，如图2所示，取得了良好的“双提升”效果。一方面，学生提及本课程中移动机器人底盘机构拆装实验、完成RV减速机的拆装实验等课后任务都有助于完成机器人创新设计实践项目；另一方面，学生认为本课程教师能够将当前机器人领域时事结合专业课程，课堂气氛活跃。基于“机器人创新设计”课程思政教学新模式，课程负责人指导学生参加第九届全国大学生机械创新设计大赛省级比赛，并获奖11项，申请发明专利7件，学生在课程学习和比赛中得到“双提升”。

图2 机器人工程专业1-3班总成绩及课程思政得分情况

其次，课程同行专家对“机器人创新设计”课程评价良好，提及该课程从知识分类入手，因时制宜，有针对性地提出嵌入式、融合式与支撑式的课程思政教学方法，能将知识技能和思政育人有机统一；通过学生小组自主设计机器人项目，将理论知识运用到实践中，培养了学生的创新意识。

五、结语

本文提出的“机器人创新设计”课程思政教学新模式，坚持以立德树人为核心，将思政育人作为课程的关键环节，与专业知识技能教学同向而行，发挥协同效应。根据知识分类，将专业知识分成四大知识领域，深挖蕴含在课程中的“诚实守信、团结协作、工匠精神”等思政元素。首先，引领学生探索重大发明创新背后的科学家和工程师故事，增加课程思政的深度；其次，时政热点融合到被学生视为“枯燥乏味”的专业知识之中，增添课程思政的温度；再者，引导学生参与课后科研、比赛等活动，拓宽课程思政的广度；最后，将思政育人落实到整个课程教学全过程之中，初步构建起了“外环-内环双提升”课程思政教学新模式以及三维度三要素全方位的课程思政教学量化评价方法，提高了“机器人创新设计”课程的教学效果，较好地解决了思政元素选择、课程思政教学策略、课程思政教学量化评价“三难”问题，为其他工科课程思政教学改革提供借鉴和参考。