“三全育人”视域下机器人操作系统课程实践教学与探索

摘"要：为更好地实现新时代下的育人要求，通过实践积累，在机器人操作系统课程教学中以学生为中心，构建“三全育人”模式，强调学生的全面发展。在课程教学中构建“预、学、训、赛、创”五位一体的育人模式，并深度融入课程思政的教学方法和手段，阐述课程思政建设中使用的办法，梳理机器人理论蕴含的课程思政元素，并进行思政教育教学实践，实现预期目标，达到良好的教学效果。利用在线教学平台，开展线上线下混合式教学，创新教学方法。建立课程思政评价体系，让学生参与到评价过程中来。为自动化类专业课程中融入思政教学提供思路。

关键词：课程思政；教学模式；专业基础课；立德树人；实践课程

中图分类号：G642"""文献标志码：A"""""文章编号：2096-000X（2025）S1-0034-05

Abstract：Inordertobetterrealizetherequirementsofhumaneducationinthenewera，throughtheaccumulationofpractice，webuildastudent-centeredand\"three-wholeeducation\"modelintheteachingofRobotOperatingSystemcourse.Inordertoemphasizethecomprehensivedevelopmentofstudents，inthecourseteaching，webuildafive-in-onenurturingmodeof\"pre-study，study，training，competitionandcreation\"，anddeeplyintegratetheteachingmethodsandmeansofcourseideologyandpolitics.Weexpoundthemethodsusedintheconstructionofcourseideologyandpolitics，sortouttheelementsofcourseideologyandpoliticsembeddedinthetheoryofrobotics，andcarryoutthepracticeofideologyandpoliticseducationandteaching，whichrealizestheexpectedgoalandachievesagoodteachingeffect.Weutilizetheonlineteachingplatform，carryoutonlineandofflinehybridteaching，andinnovateteachingmethods.Weestablishtheevaluationsystemofcurriculumideologyandpoliticsandletstudentsparticipateintheevaluationprocess.Thisstudyprovidesawaytointegrateideologicalandpoliticalteachingintotheprofessionalcoursesofautomation.

Keywords：curriculumideologyandpolitics;teachingmode;specializedbasiccourses;lifelonglearning;practicalcourses

2020年5月，《教育部等八部门关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》中指出，以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，以立德树人为根本，以理想信念教育为核心，以培育和践行社会主义核心价值观为主线，以建立完善全员、全程、全方位育人体制机制为关键，全面提升高校思想政治工作质量。健全立德树人体制机制，将立德树人理念贯穿课程教育始终，融入课程理论知识、实践教育、社会实践等各环节。

2021年，韶关学院自动化专业被列为广东省一流专业建设点。加快推进一流专业建设，通过思政融入推进自动化专业教育改革，是韶关学院自动化专业发展的重要课题。课程思政是人才培养和专业建设的基本要素和核心内容。自动化系开设的人工智能基础与实践课程入选了2021年广东省省级思政示范项目。坚持把立德树人理念贯穿课程教育始终、将课程思政融入课程，推进建设自动化专业的重要手段及方法，结合自动化专业的核心内容，遵循“科学整合、突出专业特色、打造一流”的建设思路，本文对韶关学院自动化专业机器人操作系统课程思政研究及深度融入课程建设进行了思考、探索和实践。

一"课程现状分析

近年来，随着机器人技术的发展，已经在控制方法、AI算法、机器人产业等方面迎来了巨大的变革。机器人技术的发展使得工业生产过程更加自动化、高效化，提高了生产效率和质量，对于工业革命起到了重要的推动作用。

（一）"课程内容较新，体系尚未健全

随着机器人技术的不断发展、机器人系统的复杂度不断上升，其开发难度也极速增加。为了降低机器人开发难度，使用了斯坦福大学与WillowGarage公司开发的开源软件开发平台——ROS。ROS是机器人操作系统（RobotOperatingSystem）的缩写，使用ROS平台，可以加强机器人开发过程中的代码复用率和模块化。ROS作为智能机器人最基础的技术，已经成为该领域核心课程。

近几年机器人技术飞速发展，但机器人操作系统仍处于起步阶段。放眼国内外，机器人操作系统课程在2014年之后才逐步在高校开设，起初只在研究生教育阶段开设。随着机器人产业极速发展，机器人操作系统成为了机器人工程专业甚至控制类专业的主干专业课程，课程体系也在逐步完善中。

（二）"教师对课程思政元素的挖掘和运用能力不足

由于机器人操作系统课程属于新兴课程，大部分学校上课的教师是一些刚毕业的青年博士，在教学过程中可能过于注重理论知识的传授，而忽视了思政教育的重要性。青年博士可能在理论方面获得了丰富的知识，但在将理论知识与思政元素结合过程中，可能会感到有些吃力。上课时并没有完全挖掘课程中内在的课程思政元素，经常有教师热衷于“拿来主义”“照本宣科”，甚至为了完成思政任务而设置思政内容，将思政内容进行简单呈现。部分教师对思政建设认识不足，思政元素挖掘能力薄弱。

（三）"课程思政实施路径有限

课堂教学是育人的主赛道，是课程思政育人必须要实现的要求，但是思政育人路径不能仅仅局限于课堂教学。学生在开展实践教学，第二课堂教学过程中，作为专业教师，需要及时引导学生、关注学生的状态。尽可能联合其他老师、辅导员参与学生学习、实习、实践的全过程，实现全方位育人的目的。

二"机器人操作系统课程思政建设的必要性

为了推动韶关学院自动化一流专业课程的思政改革，韶关学院自动化教学团队的教师以立德树人为根本任务，组织机器人课程团队积极探索，通过机器人操作系统课程建设推动自动化类学科和课程思政的有机结合，培养学生树立大国工匠精神和科技报国的情怀和担当，增强建设制造强国的责任感和使命感。同时，教师在长期教学、科研中深入交流，积极合作，通过思政建设可以引导学生树立正确的价值观和世界观，培养学生的社会责任感和使命感，使他们在未来的工作中能够积极参与社会发展，为社会和韶关地区区域发展做出贡献。

（一）"深挖课程思政元素提升育人实效

教育部2020年5月印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》中提出：把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进高校课程思政建设。立德树人成效是检验高校一切工作的根本标准。这就要求广大教师切实贯彻落实“三全育人”全面实施课程思政建设，将培养道德品质、传授专业知识、提高技术能力切实结合起来，不能搞”两张皮”。就是要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中。结合机器人操作系统课程，深挖课程中隐含的思政教育内容，归纳出以下几方面思政元素：民族自信、精益求精的工匠精神、理论与实践相结合学习专业知识。

结合机器人的发展现状融入民族自信。

我国机器人技术起步较晚，关键技术与西方发达国家存在着一定的差距，随着人工智能和机器学习的快速发展，我国无论是在机器人技术层面还是机器人产业方面都得到了空前的发展。很多领域达到了世界领先水平。如广东天太机器人有限公司自主研发的“智巧”中空关节，采用高精度双编码器，实现了全闭环精准控制，一体化设计精密度更高，性能更强大，摩擦抱闸式制动，让启动更快速、安全，达到了全球领先水平。老师上课过程中通过对机器人领域学术前沿和重要案例的介绍。培养学生对机器人领域的专业认同感以及历史使命感。了解我们国家的制造业在世界多极化发展中的格局的位置，激励学生建设制造业强国的决心和毅力。

作为一门实践性很强的崭新课程，课程实践环节中实践平台建设目前还不够完善，学生在实践过程中利用先有的设备，深度参与到实践项目中，从项目的设定、实践系统搭建，任务目标完成等方面，融入工匠精神，注重实践能力的同时，结合项目工艺、行业标准，让学生充分参与，理论联系实际，体验实践过程，尽最大努力，让学生在实践过程中自然领悟工匠精神。在项目开展过程中，教师需要及时关注学生，鼓励学生在不同的阶段提出新的观点和方法，注重学生创新思维和创新能力的培养。教师和学生需要形成良好的互动机制，提高学生的实践能力、团队合作等综合的科学素养。为学生设定自己未来职业目标奠定良好的基础。

（二）"以学生为中心，构建“三全育人”模式

“三全育人”模式是以学生为中心，全面培养学生的智能、体能和品德的教育模式。如图1所示，该模式注重学生的全面发展，强调培养学生的综合素质和能力，以提升学生在知识、技能、态度和价值观等方面的水平。通过有效无缝衔接第一课堂和第二课堂，该模式以项目、机器人学科竞赛、创新项目等为纽带，以机器人实践平台为基础，让辅导员、专业教师、项目指导教师共同参与其中。这种教育模式不仅培养了学生的创新精神和实践能力，促进了学生的全面发展，而且为学生的未来发展奠定了良好的基础。使学生在综合素质和能力方面得到全面提升。

全过程育人模式，以学生为中心，强调学生的全面发展。课程教学中构建“预、学、训、赛、创”五位一体的全过程育人模式，如图2所示。专业教师需要在课前布置预习任务、课中精讲学习，课后实践任务、课外知识拓展、机器人竞赛和项目实践创新环节。在设置各个教学环节时要精心思考，恰当地融入课程思政元素。引导学生树立终生学习的理念，逐步确立和践行职业道德，培育和践行社会主义核心价值观、弘扬民族精神。

全方位育人模式中，各个环节协同发力。机器人操作系统属于实践性很强的课程，课程学习过程中必然会涉及到实验、实践、设计等环节。积极开展第二课堂教育，在课程体系中，教师需要打通主课堂和第二课堂的通道。把显性知识和隐性思政元素相结合，把思政元素渗透到实践教学的环节。在第二课堂中积极推动学生参加机器人学科竞赛项目。在理论教学中学习理论基础，在实践教学、竞赛活动中锻炼能力，塑造品格。努力在知行合一、学以致用上下功夫，培养工匠精神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理想信念。

全员育人模式，要求与学生学习、生活等相关的教师都需要有育人意识，树立育人责任感。需要在各自的工作岗位和职责范围内，取长补短、互相配合。借助校企联合实验室等平台，邀请知名的企业家、行业专家、优秀的校友为学生举办与专业相关的实践类讲座。引导学生提前认识社会，加强社会责任感。同时在开展课程的过程中，参与到学生的课程中，参与项目的选题、实践过程、总结汇报环节，提升实践课程的深度和广度。以行业领域专家的学识能力和人格魅力教育感染学生。在潜移默化中给学生以智慧启迪和精神力量。

（三）"优化教学过程，创新教学方法

美国教育家弗兰克林说过：“告诉我，我会忘记；教给我，我会记住；让我参与，我才会明白。”这句话说明，实践对于学生的学习来说十分重要。课程思政的教育方式也要做到如此，在实践课堂教学中注意穿插引导，让学生主动去体悟知识点中蕴含的思政元素。

利用韶关学院在线教学平台，开展线上线下混合式教学，课前预习环节在在线教学平台开展，发布课前任务，结合课程内容让学生查阅热点问题、当前技术难点、行业痛点。上课过程中可采用精讲和讨论结合的方式。分析难点和痛点，培育工匠精神，增强社会责任感。课后进行实验和实践环节，把课程综合项目按照课程内容分解为小项目，分阶段分小组完成小项目，课程后期进行知识迁移，整合创新，完成课程综合项目，在此过程中需要开展第二课堂来完成课程后期任务。

在整门课程教学过程中，采用逐级推进教学方式。课程前期，采用案例式、问题式对机器人操作系统课程中的技术发展历程、系统结构框架、ROS通信策略等基础知识点进行针对性教学，以期让学生理解、记忆。在课程中期阶段，使用ROS可视化工具Rviz和物理仿真平台Gazebo，结合前期课程知识完成机器人模型的构建。在课程后期，结合机器人算法等开展智能机器人项目，培养学生的团队精神和创新能力。

（四）"开展成效评价，建立课程思政评价体系

教育评价事关教育发展方向。党的二十大报告指出，要“完善学校管理和教育评价体系”。2023年5月，习近平总书记在中共中央政治局第五次集体学习时强调要“深化新时代教育评价改革，构建多元主体参与、符合中国实际、具有世界水平的教育评价体系”。

课程中逐步探索以学生为中心，以立德树人为核心，多元评价和分类评价的新评价体系。考评指标及要素见表1，将立德树人融入考试评价全过程。机器人操作系统属于实践性很强的课程，培养主旨以立德树人为根本任务，激发学生爱国热情，激发学生创新和创意思维，培养学生解决复杂工程问题的能力。教学评价包含了形成性评价和终结性评价两个部分。在形成性评价过程中，要以学生为中心，评价主体不能仅仅拘泥于任课教师一人的评价，这种评价不合理也不全面。让学生参与到评价过程中来，在课程中部分教学环节开展学生的自评与互评，让学生在评价中交流，在交流中成长，提高学生的自主意识、反思能力，提高学习的积极性和主动性。

通过对学生专业知识掌握程度，灵活应用专业知识解决工程问题的能力，以及对思政元素的考核评价学生的价值取向、人文素养、职业道德和行为规范等是否有所提高。

图3是对比了6个班的形成性评价的成绩。17级、18级自动化刚开设机器人操作系统。无论在课程体系还在考核机制方面都依靠较早的教学经验。从19级机器人工程班级就开始进行课程改革，并以学生为中心，融入课程思政，在形成性评价过程中让学生参与了自评、互评等环节。以学生为中心融入思政教育之后，学生在教学过程中参与度明显提高。大约有20%多的学生能在形成性评价过程中达到优秀，能够真实反映学生在课程参与过程的真实情况。学生都喜欢参与到课堂教学中。

三"结束语

机器人操作系统作为一门交叉学科的课程，面向自动化类工科学生开设，意在让学生了解机器人领域的相关技术及机器人在行业中的应用，培养学生在机器人程序设计、机械结构、算法方面的能力，使学生具有解决智能机器领域实际问题。课程涉及的内容多，知识面广，其中蕴含丰富的思想政治问题，在传统的教学中往往是针对技术问题和知识点的教学，缺乏对学生在思想政治方向的引导。本文在授课过程中，主要从引导学生树立正确的价值观、培养学生的创新精神和责任感、强调科学精神和批判思维、关注社会问题和可持续发展几个方面融入思政元素，逐步形成课程思政案例库。

通过合理提炼思政元素，并且有效融入到实验课教学过程中，建立科学的考核评定方式，从知识与能力、情感与态度、价值与立场这三个维度，结合课堂教学和实验实践教学，同步实现价值塑造、能力培养、知识传授三位一体的

教学效果。通过案例讲解、专题讨论等教育新模式融入思政元素，教育方法接地气，互动感强，学生参与度高，对于培养学生的家国情怀、社会责任感和历史使命感等具有积极的教育作用。通过机器人操作系统实践思政的创新，有效培养了学生的专业素养及创新能力，提高学生对本专业的学习兴趣，实现实践育人，价值观引领。辐射到本专业的其他专业课程中，从而推动全员、全过程、全方位“三全育人”的大格局。

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