劉琳琳　陳淑玲　華濱

摘 要：文章以武漢軟件工程職業(yè)學(xué)院工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)核心課程“工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”為載體，進行課程思政教學(xué)改革研究。文章分析了課程思政建設(shè)意義，進行了課程思政元素的挖掘，以工業(yè)機器人搬運工作站操作編程任務(wù)為例，介紹了課程思政教學(xué)實施的全過程。欲通過課程思政改革實踐，夯實課堂育人基石，使學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)過程中養(yǎng)成正確的思想觀念，塑造良好的職業(yè)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人 課程思政 教學(xué)設(shè)計

1 “工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”課程的基本情況

“工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”是高職工業(yè)機器人技術(shù)專業(yè)的核心課程，是一門涉及機械工程、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、人工智能、電子技術(shù)等多學(xué)科的綜合性課程[1]。作為一門技術(shù)與理論緊密結(jié)合、實踐性強的課程，“工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”課程的特點決定了其教學(xué)不僅要使學(xué)生掌握相應(yīng)的理論知識和專業(yè)技能，還要培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德和職業(yè)素養(yǎng)。本課程對接企業(yè)崗位需求、技能競賽技術(shù)要求和職業(yè)技能考核要求，以就業(yè)崗位對畢業(yè)生知識、能力的需求為引領(lǐng)設(shè)置課程內(nèi)容，通過理實一體化教學(xué)、項目式技能訓(xùn)練、綜合案例考核等活動，形成相應(yīng)的職業(yè)能力。

2 “工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”課程思政建設(shè)意義

當(dāng)前，機器人產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，正極大改變著人類生產(chǎn)和生活方式，為經(jīng)濟社會發(fā)展注入強勁動能[2]。通過課程思政教學(xué)改革，有助于培養(yǎng)全面發(fā)展的人才，使學(xué)生既具備扎實的專業(yè)知識和技能，又具有良好的思想品德和責(zé)任意識，這種人才對于國家的工業(yè)發(fā)展和社會進步具有重要作用。

工業(yè)機器人技術(shù)是一門具有較強應(yīng)用和實踐性的專業(yè)課程，涉及到了國內(nèi)外諸多的先進技術(shù)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。實施課程思政，有利于激發(fā)學(xué)生科技強國、技能報國的民族使命，有利于引導(dǎo)他們樹立正確的社會主義價值取向和職業(yè)道德觀念，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和職業(yè)素養(yǎng)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的團隊意識和奉獻精神。

3 “工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”課程思政元素的挖掘

通過對課程內(nèi)容的深入解析，以知識模塊重組、技能廣度延伸、德育內(nèi)涵發(fā)掘為導(dǎo)向，深入挖掘思政元素，將價值引領(lǐng)和職業(yè)素養(yǎng)納入知識傳授和技能培養(yǎng)的過程中，使教書與育人協(xié)調(diào)同步、相得益彰，實現(xiàn)在課堂教學(xué)中全方位、全過程、全員化育人。

（1）關(guān)注科技前沿，厚植愛國情懷

關(guān)注科技前沿，積極適度地將其引入到課堂教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生進行正面思考，培養(yǎng)學(xué)生的核心價值觀。例如教師在介紹中國制造2025、“機器人+”應(yīng)用行動實施方案等產(chǎn)業(yè)支撐政策，以及近年來中國工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)突飛猛進的發(fā)展勢頭，幫助學(xué)生樹立職業(yè)信心；在講解傳感器的運用時，介紹中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展歷程，提高學(xué)生的民族自豪感；在介紹控制器時，結(jié)合新冠疫情時期我國抗疫取得的一系列成就，幫助學(xué)生了解社會主義國家集中力量辦大事的優(yōu)勢，通過展示我國智能制造產(chǎn)業(yè)對全球抗疫的突出貢獻，讓學(xué)生感受中國速度、大國的責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

（2）結(jié)合專業(yè)技能，培養(yǎng)工匠精神

工匠精神是一種精益求精、追求完美、勇于創(chuàng)新的精神[3]。工匠精神在于工作過程中的一絲不茍、精益求精、專注務(wù)實，這些能力的培養(yǎng)需要在課堂上逐步滲透，需要努力營造尊崇工匠精神的氛圍。本門課有較多實踐環(huán)節(jié)，需要學(xué)生做到手眼協(xié)調(diào)，并且能夠靜下心、沉住氣、細致嚴(yán)謹(jǐn)。例如，在工具坐標(biāo)四點法標(biāo)定的過程中，待標(biāo)定的TCP需要通過四個不同姿態(tài)與參照點相接觸，對點位的精度要求很高，點位示教的好壞會直接影響標(biāo)定質(zhì)量，在任務(wù)實施的過程中，可以培養(yǎng)學(xué)生精益求精、嚴(yán)謹(jǐn)細致的工匠精神。此外，由于標(biāo)定時對姿態(tài)要求較高，部分同學(xué)第一次標(biāo)定往往失敗，甚至有多次標(biāo)定失敗的情況，通過此過程讓學(xué)生感受到機器人操作調(diào)試沒有捷徑可走，必須要做到專心致志、鍥而不舍，同時教師通過親身示范操作技巧、引導(dǎo)學(xué)生找問題，讓學(xué)生給自己樹立信心，培養(yǎng)他們戰(zhàn)勝困難和承受挫折的能力。

（3）融通課堂內(nèi)外，增強專業(yè)自信

在課程的實施過程中，幫助學(xué)生清晰地認(rèn)識到工業(yè)機器人技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位，以提高他們對專業(yè)的認(rèn)同感。例如可以通過“請進來、走出去”的形式，邀請企業(yè)工程師、優(yōu)秀校友走進教室，為學(xué)生介紹自己工作的心路歷程、收獲體會，也可以組織學(xué)生到現(xiàn)代化企業(yè)中，了解現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)模式、工作環(huán)境、成長路徑等。此外，積極引導(dǎo)學(xué)生進行課外實踐和學(xué)科拓展，通過參加展會、博覽會的方式，了解專業(yè)最新前沿資訊和未來的發(fā)展趨勢，進一步提高對專業(yè)的認(rèn)知，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)熱情。

（4）小組分工協(xié)作，培養(yǎng)團隊精神

團隊精神是大局意識、協(xié)作精神和服務(wù)精神的集中體現(xiàn)。在教學(xué)過程中，根據(jù)實訓(xùn)設(shè)備情況將學(xué)生劃分為多個實踐小組，小組內(nèi)部分責(zé)設(shè)崗，注重培養(yǎng)學(xué)生的管理能力和責(zé)任意識。例如在機器人示教編程實訓(xùn)過程中，根據(jù)設(shè)備及班級人數(shù)情況，將學(xué)生分為3至4人的實訓(xùn)小組，以小組為單位開展實操練習(xí)，組內(nèi)設(shè)置組長（可兼任）、操作員、安全員、記錄員。組長負責(zé)統(tǒng)籌實訓(xùn)開展；操作員負責(zé)調(diào)整機器人的位置與姿態(tài)、編程及調(diào)試，安全員負責(zé)觀察設(shè)備在運行過程中，人的不安全因素及環(huán)境的不安全因素，并及時發(fā)出預(yù)警，必要時候可使設(shè)備緊急停止運行；記錄員做好實訓(xùn)完成情況、實施過程的記錄及設(shè)備使用情況的記錄，任務(wù)每完成一次，互換角色。在角色扮演、任務(wù)實施過程中，學(xué)生分工明確、各司其職，逐步培養(yǎng)學(xué)生團結(jié)協(xié)作的能力，培養(yǎng)他們的團隊意識、服務(wù)意識、大局意識。

（5）強化安全意識，筑牢安全防線

隨著機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機器人在助力企業(yè)智能化轉(zhuǎn)型的同時，使用過程中的安全性是需要重點關(guān)心的話題。因不重視安全生產(chǎn)而引發(fā)的事故，將給社會、企業(yè)和家庭帶來巨大的災(zāi)難和無法挽回的損失。工業(yè)機器人是一種機械設(shè)備，主要由金屬或塑料等剛性部件組成，工業(yè)機器人移動速度相對較快，在操作、調(diào)試和維護方面存在潛在危險。教學(xué)中，組織學(xué)生觀看工業(yè)安全生產(chǎn)事故視頻和安全教育警示片，強調(diào)工業(yè)安全生產(chǎn)的重要性，引導(dǎo)學(xué)生對造成工業(yè)安全事故頻發(fā)原因進行思考[5]。教師通過課堂講授、演示，結(jié)合工業(yè)機器人實訓(xùn)室的實訓(xùn)設(shè)備和工業(yè)機器人安全操作規(guī)程進行逐點解析，提高學(xué)生對不安全因素的認(rèn)識，筑牢操作前安全教育第一道防線；學(xué)生在操作過程中規(guī)范穿著工作服、佩戴安全帽，設(shè)置安全員、操作員，各司其職，嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程，筑牢安全生產(chǎn)第二道防線；實訓(xùn)后反思總結(jié)分享操作過程中出現(xiàn)的問題，再次敲響安全操作警鐘，讓安全生產(chǎn)深入學(xué)生內(nèi)心。

（6）開展6S 管理，弘揚勞動精神

由于實訓(xùn)教學(xué)場地沒有配備專職保潔員，為加強實訓(xùn)場地6S管理，動員學(xué)生參與工具的整理、實訓(xùn)設(shè)備的維護、周邊衛(wèi)生的清掃，將其納入學(xué)生平時成績的一部分，讓學(xué)生形成良好的勞動習(xí)慣。在進行6S管理前，設(shè)備上工件、工具擺放雜亂，柜子內(nèi)物品擺放雜亂無章，嚴(yán)重影響了學(xué)生進行實訓(xùn)的安全和效率。在實施6S管理過程中，對不需要的物品進行分類處理，分類入庫或者入柜；對所有物品進行位置定制，方便學(xué)生取用；對設(shè)備上的灰塵、油污、以及房間角落的灰塵等進行徹底打掃。通過6S管理的開展，實訓(xùn)室的整體面貌煥然一新，改善了實訓(xùn)環(huán)境、提高了師生們的實訓(xùn)效率、降低了安全風(fēng)險。

4 “工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”課程思政教學(xué)實施過程

4.1 設(shè)計思路

本文以工業(yè)機器人示教編程——搬運工作站操作編程任務(wù)為例，介紹思政元素融入課程教學(xué)的過程。通過前期對學(xué)生學(xué)習(xí)特點的分析發(fā)現(xiàn)，學(xué)生具有一定的實踐基礎(chǔ)，但是本任務(wù)操作過程復(fù)雜且耗時較長，學(xué)生存在一定的畏難情緒；學(xué)生強調(diào)自我學(xué)習(xí)、自我任務(wù)的實施，缺乏協(xié)作意識，團隊協(xié)作能力有待提高；示教過程中，對點位精度要求較高，學(xué)生在操作過程中容易抱著得過且過的心態(tài)，需要培養(yǎng)學(xué)生精益求精的品質(zhì)；機器人運動速度快，實踐過程中存在一定的安全隱患，需要提高學(xué)生的安全意識。因此在本任務(wù)在實施過程中，采取以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體、合作探究的實踐教學(xué)，將“筑牢安全防線、踐行工匠精神、培育協(xié)作能力”的思政元素融入教學(xué)全過程，使知識傳授、技能提升與德育相融合，有效達成教學(xué)目標(biāo)。

4.2 教學(xué)過程

1、課前預(yù)熱

課前，教師挖掘課程思政元素，補充、完善教學(xué)資源；設(shè)計課堂活動、優(yōu)化教學(xué)環(huán)節(jié)；在智慧職教上添加課堂，發(fā)布本小節(jié)的主要知識點，包含操作視頻、技術(shù)文檔、任務(wù)書、運動指令小測試題目，學(xué)習(xí)任務(wù)書中明確學(xué)習(xí)任務(wù)及重難點，學(xué)生查看學(xué)習(xí)資料，自主完成課前小測試，測試題目由填空題、選擇題組成，考察實操任務(wù)中所用到重要的基礎(chǔ)知識，加深學(xué)生印象，避免后續(xù)操作編程中出錯，在此過程中培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

2、課中加強

（1）任務(wù)引入：通過視頻呈現(xiàn)京東物流武漢“亞洲一號”機器人作業(yè)畫面：由貨架穿梭車、搬運機器人、分揀機器人等物流機器人構(gòu)成“機器天團”，覆蓋了大部分作業(yè)場景，畫面酷炫，科技感十足[4]。課程任務(wù)選取全流程無人倉中重要一環(huán)立體倉庫，實現(xiàn)貨物搬運練習(xí)。任務(wù)要求為機器人將底座從立體倉庫搬運至旋轉(zhuǎn)變位機并加緊，后進行RFID掃碼、稱重后，最后放回立體倉庫。

（2）課堂講授：教師明確機器人搬運的任務(wù)要點，學(xué)生根據(jù)所學(xué)的理論知識設(shè)計搬運過程、規(guī)劃搬運路徑。教師講解IO指令、寄存器指令的用法，運用云課堂小測試功能進行指令知識的測試。教師通過圖片、視頻資源等介紹機器人在作業(yè)過程中曾經(jīng)出現(xiàn)過的安全事故，例如立體倉庫倒塌、機器人末端工具與工件或者料倉碰撞事故、信號觸發(fā)錯誤導(dǎo)致工件掉落問題，在任務(wù)開始之前進行安全教育，強化安全生產(chǎn)意識，為學(xué)生實訓(xùn)安全敲響第一道警鐘，營造出“安全在我心，精益又求精”的學(xué)習(xí)氛圍。

（3）合作探究：教師和學(xué)生正確佩戴安全帽后進入實訓(xùn)場地，教師講授實操前準(zhǔn)備工作及機器人安全操作規(guī)范，重點強調(diào)機器人運行、速度調(diào)節(jié)等方面涉及安全的問題，對可能出現(xiàn)的問題進行預(yù)警，在此過程中強調(diào)操作規(guī)程的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)道德操守，同時強化學(xué)生的安全意識。隨后學(xué)生分組實踐，引導(dǎo)學(xué)生合理分配小組成員中組長、操作員、安全員、記錄員的任務(wù)。組長負責(zé)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)任務(wù)的實施；操作員負責(zé)操控示教器，調(diào)整機器人的位置與姿態(tài)、編寫機器人程序并調(diào)試;安全員負責(zé)觀察機器人與工件、外圍設(shè)備之間的位置關(guān)系，及時發(fā)出機器人干涉預(yù)警；記錄員做好操作不規(guī)范和錯誤記錄。單次調(diào)試完成后四位學(xué)生角色互換。在此過程中，培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神，同時組內(nèi)傳幫帶，學(xué)生在互相學(xué)習(xí)過程中進一步強化知識和技能的提升。

（4）考核評價：采取量化考核和非量化考核評價方式，量化考核考察學(xué)生的知識水平（運動規(guī)劃、指令的用法）、技能水平（程序的編寫和調(diào)試）、 職業(yè)能力（勞動紀(jì)律、6S管理、安全素養(yǎng)）；非量化考核包括評選最佳團隊，激發(fā)學(xué)生團隊意識、評選最活躍個人，讓優(yōu)秀的學(xué)生被認(rèn)可、讓努力的學(xué)生被尊重，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師采用在線excel表格的形式，將學(xué)生的任務(wù)完成情況進行匯總，讓學(xué)生實時看到自己小組的得分情況，有效提升小組之間的競爭。小組所有同學(xué)實踐結(jié)束后，對比組內(nèi)各成員的視頻作業(yè)，采取組間比趕超的方式，推選出點位示教“精準(zhǔn)”、軌跡規(guī)劃最優(yōu)的同學(xué)，該同學(xué)獲評“小組工匠”稱號，將獲得額外加分獎勵。在此過程中，使學(xué)生認(rèn)識到“要以嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真地態(tài)度去對待每一項任務(wù)”。教師綜合學(xué)生互評、實訓(xùn)報告、任務(wù)完成質(zhì)量、職業(yè)素養(yǎng)進行評價。

（5）總結(jié)分享：任務(wù)實施完成后，組間交流經(jīng)驗、反思總結(jié)。各成員總結(jié)自己在實踐過程中出現(xiàn)的問題以及解決方法，記錄員將所有問題記錄下來，鞏固學(xué)習(xí)成效。待所有學(xué)生任務(wù)完成，教師將各小組任務(wù)實施考核情況進行公布，組織學(xué)生總結(jié)梳理，各小組代表進行成果展示，并總結(jié)任務(wù)執(zhí)行過程中存在的問題及解決辦法。根據(jù)小組代表反饋的信息，進行小組PK。各小組都會出現(xiàn)部分問題，教師進行錯誤演示，請同學(xué)們來找茬。最后總結(jié)工業(yè)機器人搬運工作流程，對機器人搬運工作站實際生產(chǎn)過程中的要點進行梳理。

3、課后拓展

梳理學(xué)生易混淆的知識點，通過智慧職教云課堂布置課后練習(xí)題及拓展學(xué)習(xí)任務(wù)。利用平臺上的問卷調(diào)查和教學(xué)效果評價模塊，收集學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題和對教學(xué)的建議，做好教學(xué)反思。

4.3 教學(xué)反思總結(jié)

在教學(xué)對象上堅持以學(xué)生為中心，課程內(nèi)容對接行業(yè)的典型應(yīng)用場景，提升學(xué)生對專業(yè)的認(rèn)同度。采用能力遞進的項目式教學(xué)，學(xué)生在做中學(xué)、做中悟、做中會，對學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)貫穿課程教學(xué)的全過程。在教學(xué)過程中，學(xué)生以小組為單位反復(fù)探究，采取正向激勵的方式，將知識吸收、技能培養(yǎng)、安全意識、工匠精神、團隊合作等融入考核評價，鼓勵學(xué)生在日常學(xué)習(xí)實踐過程中注重職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)，營造你追我趕的學(xué)習(xí)氛圍，培養(yǎng)了學(xué)生“精益求精、團結(jié)協(xié)作”的職業(yè)精神，有效達成教學(xué)目標(biāo)，反饋良好。

5 結(jié)語

課程是新時代大學(xué)生接受價值觀教育的主要載體，專業(yè)課程在吸引學(xué)生、感染學(xué)生、引起學(xué)生共鳴等方面具有優(yōu)勢?！肮I(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用”課程立足立德樹人的教育根本，結(jié)合課程的內(nèi)容和特點，深入挖掘課程所蘊含的思政元素，探索課程思政的融入方式，精心設(shè)計教學(xué)、優(yōu)化教學(xué)過程，根據(jù)課程性質(zhì)設(shè)計相應(yīng)教學(xué)環(huán)節(jié)，將思政元素融入到學(xué)習(xí)任務(wù)中，體現(xiàn)在學(xué)習(xí)評價方案中，在教學(xué)過程中將價值引領(lǐng)、知識傳授、技能培養(yǎng)相融合，為培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞墓I(yè)機器人技術(shù)技能型人才而助力。

基金資助：武漢市教育局2021年市屬高校教研課題“思政視域下《工業(yè)機器人技術(shù)及應(yīng)用》課程教學(xué)改革與實踐”（項目編號：2021103）。

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