机器人控制技术课课程思政建设与探索

陈奕梅 李红利

摘  要：将思想政治教育融入高校的课程教学和改革，实现知识传授与价值引领相结合的课程目标已成为我国高等教育事业新趋势，如何在工科专业课程中润物无声地融入思政元素是一个需要探讨的问题。该文以天津工业大学机器人控制技术课程为例，分析开展课程思政的必要性，树立课程思政的建设思路，并从教学环节、教学方法、思政目标等方面多维度地展开深入的探讨，以期为我国工科专业的人才全方位培养提供参考。

关键词：机器人控制技术；课程思政建设；工科专业课；思政目标；教学方法

中图分类号：G641        文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）19-0177-04

Abstract： Integrating Ideological and political education into the curriculum teaching and reform of universities， and realizing the curriculum goal of combining knowledge imparting with value guidance has become a new trend of China's higher education. How to naturally integrate ideological and political elements into engineering professional courses is a problem that needs to be discussed. Taking the course of Robot Control Technology of Tiangong University as an example， this paper analyzes the necessity of carrying out the ideological and political education of the course， establishes the construction ideas of curriculum ideological and political construction， and makes an in-depth discussion from the aspects of teaching links， teaching methods and ideological and political objectives， etc. The above contents were dedicated to providing a valuable reference for the all-round training of engineering professionals in China.

Keywords： Robot Control Technology; curriculum ideology and politics; engineering professional courses; ideological and political goals; teaching method

“要堅持不懈培育和弘扬社会主义核心价值观，引导广大师生做社会主义核心价值观的坚定信仰者、积极传播者、模范践行者”[1]。这是2016年习近平总书记出席全国高校思想政治工作会议时发表的重要讲话，为做好新形势下高校思想政治工作、发展高等教育事业指明了行动方向。2020年，在教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中[2]，明确指出，全面推进课程思政建设，就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观，这是人才培养的应有之义，更是必备内容。

高校全面贯彻党的教育方针、落实立德树人的根本育人任务，在思政课程中要发挥主渠道的宣传指导工作。同时，由于专业课程覆盖面广，课程体量大，从某种意义上来说专业课程的思想政治教育更能激发学生的共鸣[3]。开展专业课程的课程思政建设，从多角度探讨课程思政在传递知识，培养能力的基础上如何塑造精神是十分必要的。

一  机器人控制技术课程思政建设的必要性

为了推动研究生控制理论相关课程的思政改革，天津工业大学控制理论教学团队的教师围绕立德树人的根本任务，积极探索通过课程建设推动学科和课程思政的有机结合，培养学生多方面的能力和素质，在长期教学、科研深入交流及合作中逐渐形成默契，并于2021年获批天津工业大学研究生课程思政教学团队培育项目。团队围绕研究生控制理论核心课程，对课程进行重新梳理与规划，挖掘课程中的思政元素，并充分体现在教学、实践等环节，重在培养学生的辩证思维、系统思维和创新思维能力，培养工匠精神以及踏实严谨的科学素养，建立学生为中华民族伟大复兴的科技创新奋斗终身的源动力。

机器人控制技术是综合机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能和控制技术等多种学科的先进技术于一体的先进技术，有着巨大的发展潜力和广阔的应用前景，是我校控制科学与工程学科的重点研究方向之一，同时，该学科各研究方向都与机器人控制技术有直接或间接的关系。

机器人控制技术作为控制科学与工程学科硕士学位的核心课以及标志性课程， 在教学和培养高质量专业人才计划中有着重要的地位。秉承思政教育与专业教育自然融合的原则，发掘课程中蕴含的思政元素，将思政元素自然融入课程教学中，探索课程思政，提倡“知识传授”与“价值引领”两者并重，具有重大意义。

二  课程建设思路

（一）  进行课程梳理，寻找“课堂思政”的切入点

针对课程思政建设目标，课程从思政教育的角度重新审视教学内容，挖掘各知识点与思政所要求的价值体系之间的关系，从而在教授专业知识的同时，潜移默化地融入思政教育。注重以问题或工业场景来引出知识点，注重应用和国际前沿性，培养学生学习兴趣。由问题引出相关知识点，再深入探究，使课堂教学过程跌宕起伏、气氛活跃，结合知识点自然融入课程思政。

（二）  积极探索第二课堂“课程思政”育人模式

第一课堂以教与学方式的改革引导学生自主学习。第二课堂以专业基础知识的进一步学习和实践活动引导学生自我发展。工学类专业课程要注重强化学生工理教育，而第二课堂是激发学生实践兴趣培养学生实操能力的优良途径[4]。课程组多渠道探索第二课堂“课程思政”育人模式，结合团队的“机器人实验室”“智能控制实验室”，鼓励学生通过实践利用课堂知识分析问题、解决问题，同时在实践过程中积极思索。提升对科技的兴趣及创新能力，并树立科技兴国的远大志向。

（三）  建立思政课程考核体系

建立与课程思政相适应的考核体系，重点加强对学生品性的考察。针对学生在学习过程中“德、能、勤、绩”等多方面表现进行考核，主要体现在课堂表现、出勤率、实验报告等环节的考察上。通过课堂案例讨论和心得体会讨论等形式，综合评价学生在掌握专业知识技能的过程中，是否树立了正确的人生观、价值观、世界观。

三  课程建设路线

课程以课程大纲为基础，“三全育人”思想为引领，教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》为指导，秉承思政教育与专业教育自然融合的原则，结合工程教育中的成果导向、以学生为中心以及持续改进的教学理念，创建了符合课程特点的课程思政建设路线。

1）专业教师中青有机结合，组成课程教学团队。团队成员以机器人实验室的教师团队为主，既有经验丰富的教授、博导，又有新入职的青年骨干教师，大多数教师都承担了机器人相关了科研项目。团队定期组织研讨活动，包括科研课题、学生培养、教学改革和师德建设等，形成了一支德才双馨的教师队伍。

2）基于线上线下混合教学模式，建设在线课程思政案例库，创新教学手段。线上教学主要利用本校在线泛雅平台，以教学视频为内容，充分利用天津工业大学在线平台各种丰富的管理和统计功能，更全面地掌握学生学习情况。为学生提供大量的课外资料、学习案例，特别是不断建设和完善中的课程思政案例库。线下教学遵循现代化多媒体教学技术为主，传统的黑板式教学为辅等多种形式相结合的原则，同时结合线上资源的学习展开多种形式的讨论。

3）发掘程中蕴含的思政元素，将思政元素自然融入专业教学。针对不同的教学环节分别设立了理想与信念、科学素养、创新意识、工匠精神以及爱国情怀等思政目标，并利用综合对比法、案例教学法、启发搜索法、项目驱动法、专题讨论法、国情教育法，在人才培养的同时也进行了精神塑造。

4）上述方面有机融合，共同完成课程思政的培育，形成闭环。具体建设路线如图1所示。

四  教学环节课程思政的融入策略

在教学的各个环节，通过不同的教学方法将思政目标自然地融入到教学内容中，如图2所示，具体方法如下。

（一）  纵横对比法，激发民族奋斗精神与历史使命感

在绪论中，通过对我国西周年代的偃师机器人、春秋时期的机器鸟、汉代的计里鼓车等的介绍，使学生了解中华民族的灿烂文明。但是到了近代，随着欧洲工业革命的兴起，资本主义逐渐生产完成了从工场手工业向机器大工业的过渡，而近代机器人大多数标志性的成果便产生于这个时期的欧洲。随后，在近一个世纪内，机器人生产、研究中心转移到了美国、日本等国家。近几十年来，中国的机器人研究、制造水平有了突破性的提高，例如我国的“蛟龙号”载人潜水器等项目都取得了重大突破，但是也应该认识到机器人行业中的很多关键的制造、控制等技术仍然落后于国际先进水平。

在教学中，通过机器人学的发展之路引导学生全面、客观地认识中国、认识世界，既看到蒸蒸日上的发展现状，也认清与行业的尖端领域存在的差距，激发学生树立利用科学知识报效祖国的坚定信念。增强学生为民族工业发展而努力奋斗的决心，从而激励学生将“知识”作为有力武器，为中华民族的伟大复兴而奋斗！

（二）  案例教学法，传承工匠精神

在课程内容里涉及到不同类型的机器人，课程会结合相应的优秀国产机器人为学生进行相关的案例教学。

在讲述机械臂的过程中，会以沈阳自动化研究所的新松机器人作为案例进行讲解。同时为学生拓展介绍该所的其他产品，从水下机器人到各种工业机器人，从特种机器人再到智能物流、交通系统等，可以看到自主品牌研究领域的不断发展以及技术与工艺的不断创新。

在讲解移动机器人的过程中以大疆创新的无人机为例，详细介绍了四旋翼无人机的建模、定位、导航以及控制技术，体现了自主产品的智能化以及核心技术水平的飞速发展。

在传授知识与技术的同时，也注重讲解以这些企业为代表的中国制造业的使命、责任与担当，做到了“中国速度”与“中国质量”并重。鼓励學生利用自己的专业知识和技术，投身到祖国建设中。

（三）  启发探索法，鼓励创新意识

在教学方法中，根据教学内容选择前沿性学术研究成果作为教学案例。通过问题分析、查阅文献、方案设计以及问题解决等，启发学生自主完成相关环节的开发与实现，并通过不同小组之间不同方法的设计效果，对算法进行分析总结。

在机器人避障问题中，首先为学生简单介绍了常用的几种路径规划及避障算法，接着将教师科研项目中的一部分作为案例，要求学生分组进行仿真实现。由于基本算法套用到该案例中无法达到预期的效果，因此，学生必须查阅资料进行算法的改进与调整。最后，会根据各组的实现效果进行讨论，在讨论中大家会意识到自己设计方法的不足，同时也会因此受到启发，迸发出新的思路进行方案的二次改进。通过这样的案例教学，充分激发了学生的创新意识，并且也提升了学生分析问题解决问题的能力。

（四）  项目驱动法，培养国际视野和学术志趣

依托团队先进的实验室平台，并结合团队的科研项目与科研成果，以第二课堂的形式，进行现场教学和专题研讨。“机器人实验室”有多种先进的机器人设备，团队围绕“机器人控制”相关课题共有7项国家及省部级纵向课题以及多项横向课题。

实验室的主要研究成果集中在机器人协调控制、机器人定位以及飞行器控制领域。成果除了完成各项课题，还申请了十余项发明专利，并有成果已经在企业中得到了推广应用。实验室涉及的研究内容与课程内容非常吻合。通过在实验室的现场教学使学生加深了对多种机器结构与性能的认知；通过对实验室研究成果的介绍，使其对机器人控制技术的先进技术及应用有了更深一步地了解；同时，对团队即将开展的研究方向进行了介绍，并让学生在查阅资料的基础上对机器人技术的应用发展趋势以及在自己研究方向的相关应用进行了研讨，使学生看到了该技术的广阔的应用范围及应用前景、激发了其对机器人技术的兴趣以及专业的归属感。

（五）  专题讨论法，强化科研伦理及科学素养

根据课堂内容经常给学生布置一些思考问题，在下次的课堂上做一些简短的讨论。这些内容除了专业知识领域，还有一些社会意义的话题，比如“机器人的发展对社会的多重影响”以及“未来我们能完全依赖机器人吗”等。在讨论中，学生列举了日本川崎重工和德国大众汽车等机器人相关事故，分析了汽车自动驾驶目前的进展与瓶颈，讨论了机器人的伦理问题。通过思考，学生更清晰地意识到了作为一个科技工作者的责任，要对所从事的专业心存敬畏，要坚守自己的科研的初心和道德底线。同时，因为机器人是高精尖端的技术，作为从业人员，更应该具有踏实严谨的学术态度，力戒浮躁之风[5]。

（六）  国情教育法，引导学生把握国家发展战略的机遇

在课程中，将结合《中国制造2025》及《“十四五”机器人产业发展规划》[6]，让学生对我国机器人产业的现状及发展目标有进一步的了解。

“十三五”以來，我国工业机器人产业呈现出良好的发展势头，产业规模快速增长，2020年机器人产业营业收入突破1 000亿元，机器人密度达到246台/万人，是全球平均水平的近两倍。目前我国已经转向高质量发展阶段，到2025年，我国将成为全球机器人技术创新策源地、高端制造集聚地和集成应用新高地，建成3～5个有国际影响力的产业集群，制造业机器人密度实现翻番。到2035年，机器人产业综合实力达到国际领先水平。

在规划中，还详细地阐明了主要任务及保障措施，通过对政策的解读，引导学生了解未来的行业布局、发展方向以及强有力的支持保障，引导其将个人梦同中国梦紧密联系在一起，增强学生的中国特色社会主义道路自信、理论自信、制度自信和文化自信。

五  结束语

寓教于学，效果良好的课程思政建设离不开精心的课程思政内容的梳理以及教学方法的设计。团队在机器人控制技术课程思政建设过程中，不断总结经验教训，从知识传递、能力培养以及精神建设等方面将思政内容自然融入到研究生专业课程中，坚持把立德树人作为教学中心环节，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。一定程度上提升了研究生专业课程思政育人的吸引力和感染力，有效促进了研究生专业课程的建设。

参考文献：

[1] 习近平.全国高校思想政治工作会议[EB/OL].（2016-12-08）[2022-03-09].http：//www.moe.gov.cn/jyb_xwfb/s6052/moe_838/201612/t20161208_291306.html.

[2] 教育部.关于印发《高等学校课程思政建设指导纲要》的通知[EB/OL].（2020-06-01）[2022-03-09].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A08/s7056/202006/t20200603_462437.html.

[3] 蔡小春，刘英翠，顾希垚，等.工科研究生培养中“课程思政”教学路径的探索与实践[J].学位与研究生教育，2019（10）：7-13.

[4] 孟稳.工业机器人专业“课程思政”教学的探索[J].黑龙江教育（理论与实践），2020（1）：3-5.

[5] 孙秋野，黄雨佳，高嘉文.工科专业课课程思政建设方案：以《电力系统分析》课程为例[J].中国电机工程学报，2021，41（2）：475-485.

[6] 十五部门关于印发《“十四五”机器人产业发展规划》的通知[EB/OL].（2021-12-21）[2022-03-09].http：//www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2021-12/28/content_5664988.html.

基金项目：中国纺织工业联合会“具有纺织自动化特色的自动化核心课程的改革与实践”（2021BKJGLX660）、“《电机及拖动基础》一流课程建设”（2021BKJGLX707）；自动化类专业教学指导委员会“《电机及拖动基础》‘一流课程建设的研究与实践”（202111）

第一作者简介：陈奕梅（1972-），女，汉族，江苏淮安人，博士，副教授。研究方向为机器人控制技术。