何偉鋒 龔敏 吳鵬 郭建文

(1.東莞理工學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，廣東東莞 523808；2.機(jī)器時(shí)代(北京)科技有限公司，北京 100000)

工程訓(xùn)練是目前工科院?；镜慕虒W(xué)課程，它是從“金工實(shí)習(xí)”課程進(jìn)行更深層次的改革，從而進(jìn)一步提高大學(xué)生的實(shí)踐能力和工程素養(yǎng)能力，是大學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)知生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)[1]。工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容分成四個(gè)層次，一是工程認(rèn)知，二是基礎(chǔ)實(shí)踐知識(shí)培養(yǎng)，三是綜合實(shí)踐能力培養(yǎng)，四是自主創(chuàng)新能力培養(yǎng)[2]。為使四個(gè)層次能進(jìn)一步融合和提升，除了日常的工程訓(xùn)練課堂教學(xué)以外，更重要的是通過項(xiàng)目化實(shí)訓(xùn)和開展學(xué)科競(jìng)賽的形式，進(jìn)一步提升學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和自主創(chuàng)新能力，從而提高本科教育水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

通過介紹東莞理工學(xué)院工程訓(xùn)練教學(xué)內(nèi)容中的機(jī)器人教學(xué)模塊如何以學(xué)科競(jìng)賽為依托，改革目前的教學(xué)目標(biāo)和課程內(nèi)容，以《全國(guó)普通高校大學(xué)生競(jìng)賽白皮書(2012-2017)》和近幾年全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人類別的學(xué)科競(jìng)賽命題為指導(dǎo)思想，通過建立師資培訓(xùn)項(xiàng)目組建導(dǎo)師組，布置多個(gè)課內(nèi)機(jī)器人比拼競(jìng)賽命題。同時(shí)結(jié)合東莞理工學(xué)院實(shí)際情況，從教學(xué)理念、教學(xué)體系、教師思政育人能力、實(shí)訓(xùn)教學(xué)思政資源和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)改善五個(gè)層面進(jìn)行機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)課程的改革，進(jìn)一步提升學(xué)生的創(chuàng)新能力和綜合工程素養(yǎng)，培養(yǎng)具備創(chuàng)新型和應(yīng)用型素質(zhì)的卓越工程師[3]。其中包括：建設(shè)成東莞理工學(xué)院機(jī)器人教學(xué)師資培訓(xùn)基地，提供交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、展示成果和共享資源的機(jī)會(huì)；建設(shè)成提高實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、程序設(shè)計(jì)等知識(shí)內(nèi)容的重要場(chǎng)所，提升師資隊(duì)伍整體工程實(shí)踐能力和提高學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合工程素養(yǎng)；建設(shè)成機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)與思政教學(xué)相互融合，進(jìn)一步激發(fā)了大學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作和精益求精的潛能，真正體會(huì)工匠精神，提高了大學(xué)生動(dòng)手能力及競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)；促進(jìn)教師加強(qiáng)自身素養(yǎng)和“師德師風(fēng)”建設(shè)，為東莞理工學(xué)院的卓越工程師人才培養(yǎng)目標(biāo)奠定良好基礎(chǔ)；建設(shè)成各類大學(xué)生課外學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的交流推廣平臺(tái)，營(yíng)造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)文化氛圍。

1 教學(xué)改革研究

東莞理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室成立于2015年，是東莞理工學(xué)院工程訓(xùn)練中心主要實(shí)驗(yàn)室之一，教學(xué)用地面積約250 m2，最初只有2臺(tái)三軸機(jī)械手和若干套arduino編程教學(xué)套件，但實(shí)訓(xùn)學(xué)生人數(shù)眾多，無法保證學(xué)生人均一套設(shè)備進(jìn)行實(shí)踐操作，只能把機(jī)器人實(shí)訓(xùn)教學(xué)分多批進(jìn)行。該教學(xué)模式存在兩個(gè)問題：1)分組太多，實(shí)訓(xùn)學(xué)生的學(xué)時(shí)不可避免的減少，缺少了動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，造成部分學(xué)生參與度不高；2)高強(qiáng)度的重復(fù)性教學(xué)內(nèi)容，讓實(shí)驗(yàn)教師缺乏教學(xué)激情，影響教學(xué)質(zhì)量，上課疲勞也容易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。在深化教學(xué)體制和運(yùn)行機(jī)制改革的同時(shí)，對(duì)工程訓(xùn)練機(jī)器人教學(xué)課程的教學(xué)改革勢(shì)在必行。

基于國(guó)家創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)戰(zhàn)略下高校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的要求，結(jié)合學(xué)校堅(jiān)持培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的高素質(zhì)應(yīng)用型創(chuàng)新人才的宗旨，在機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，構(gòu)建以師資培訓(xùn)交流、理論與實(shí)踐教學(xué)、學(xué)生創(chuàng)新能力提升為主的培養(yǎng)體系，如圖1所示。

圖1 機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)的培養(yǎng)體系

東莞理工學(xué)院工科專業(yè)工程訓(xùn)練培養(yǎng)方案以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目的，面向企業(yè)實(shí)際應(yīng)用，著重強(qiáng)調(diào)學(xué)生在工程實(shí)踐的應(yīng)用能力，掌握各門工種的實(shí)踐技能。而機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)是一門綜合性較強(qiáng)的科目，它結(jié)合了電子、通信、機(jī)械等知識(shí)內(nèi)容，通過搭建機(jī)器人主體機(jī)械結(jié)構(gòu)，借助軟件編程開發(fā)和數(shù)字通訊來開展教學(xué)活動(dòng)。因此，在多學(xué)科融合的實(shí)踐教學(xué)中，如何激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、增強(qiáng)學(xué)習(xí)自信心、鍛煉動(dòng)手能力、提高創(chuàng)新能力，是機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革的重要研究?jī)?nèi)容。

根據(jù)東莞理工學(xué)院工程訓(xùn)練中心目前已有的實(shí)驗(yàn)條件、師資團(tuán)隊(duì)教學(xué)水平等實(shí)際情況，結(jié)合工科專業(yè)工程訓(xùn)練培養(yǎng)方案，優(yōu)化教學(xué)體系，建立理工科大學(xué)生理論知識(shí)能力培養(yǎng)與工程實(shí)踐能力提升協(xié)調(diào)發(fā)展的教學(xué)實(shí)踐平臺(tái)。主要的實(shí)施方案有：1)完善人才培養(yǎng)方案，采用基本理論教學(xué)、項(xiàng)目化訓(xùn)練、企業(yè)實(shí)戰(zhàn)課題等形式，快速將理論知識(shí)運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐中；采取整個(gè)師資團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，實(shí)現(xiàn)每次3～4名指導(dǎo)教師輔導(dǎo)10～15名學(xué)生的小組化教學(xué)，制作完成的機(jī)器人進(jìn)行課堂競(jìng)技，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。2)完善課程體系構(gòu)建，堅(jiān)持以創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)需求相結(jié)合，堅(jiān)持以增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新發(fā)展意識(shí)和提高工程實(shí)踐能力為目的。學(xué)生根據(jù)企業(yè)經(jīng)典課題，能深入了解企業(yè)在產(chǎn)品研發(fā)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、程序編寫、調(diào)試與應(yīng)用等多方面的實(shí)踐內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合。3)加強(qiáng)實(shí)踐平臺(tái)建設(shè)，引入互聯(lián)網(wǎng)+、挑戰(zhàn)杯、全國(guó)大學(xué)工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽、中國(guó)機(jī)器人大賽等學(xué)科競(jìng)賽的歷年比賽命題，讓學(xué)生在課程實(shí)踐中以學(xué)科競(jìng)賽的命題完成作品制作，并根據(jù)大賽的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行該門課程的成績(jī)考核。增加實(shí)訓(xùn)設(shè)備，保證學(xué)生人手一套設(shè)備，提高學(xué)生的工程實(shí)訓(xùn)參與度。4)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，每個(gè)學(xué)期選派若干名實(shí)訓(xùn)教師到企業(yè)進(jìn)行交流實(shí)習(xí)，與企業(yè)簽訂橫向課題共同開發(fā)項(xiàng)目，增加教師自身的實(shí)際工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。構(gòu)建校企合作的培養(yǎng)方式，聯(lián)合企業(yè)有經(jīng)驗(yàn)的工程開發(fā)人員進(jìn)行線上實(shí)訓(xùn)教學(xué)，通過企業(yè)經(jīng)典項(xiàng)目案例與學(xué)生進(jìn)行課堂互動(dòng)，深入實(shí)施大學(xué)生工程創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

近年來，國(guó)內(nèi)部分高校也開始將機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)引入工程訓(xùn)練進(jìn)行探索[4]，如：上海交通大學(xué)工程訓(xùn)練中心開設(shè)“機(jī)器人創(chuàng)新控制基礎(chǔ)與實(shí)踐”、華中科技大學(xué)工程訓(xùn)練中心開設(shè)“機(jī)器人控制實(shí)訓(xùn)”、貴州大學(xué)工程訓(xùn)練中心開設(shè)“機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新訓(xùn)練”、武漢理工大學(xué)工程訓(xùn)練中心開設(shè)“機(jī)器人創(chuàng)新控制基礎(chǔ)與實(shí)踐”……因此，東莞理工學(xué)院工程訓(xùn)練中心旨在依托學(xué)科競(jìng)賽，引入教育機(jī)器人進(jìn)一步改革現(xiàn)有實(shí)踐教學(xué)體系，結(jié)合工程訓(xùn)練中機(jī)器人課程的理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)教學(xué)，提升學(xué)科競(jìng)賽在實(shí)踐教學(xué)中的比例，在新的層面提升大學(xué)生創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新的能力。通過多方調(diào)研，決定選擇30套OpenBot2教育機(jī)器人和4套機(jī)器時(shí)代“探索者”機(jī)器人制作包高級(jí)版作為教學(xué)設(shè)備。課程開設(shè)的內(nèi)容主要是依據(jù)歷年學(xué)科競(jìng)賽命題及企業(yè)部分實(shí)戰(zhàn)課題，開設(shè)了全地形越障競(jìng)賽、智能物料分揀機(jī)器人、智能搬運(yùn)機(jī)器人、碼垛機(jī)器人等項(xiàng)目，學(xué)生掌握各類元器件的工作原理后，通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)件、傳感器、執(zhí)行件等的任意組合，既能完成課程設(shè)定的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，后期通過強(qiáng)化訓(xùn)練，又能參加相關(guān)機(jī)器人的學(xué)科競(jìng)賽(如全國(guó)大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競(jìng)賽智能物料分揀機(jī)器人項(xiàng)目、廣東省工科大學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合技能競(jìng)賽全地形越障機(jī)器人項(xiàng)目等)，達(dá)到“以賽促學(xué)、以賽促教”的目的，相關(guān)實(shí)戰(zhàn)課題又能為企業(yè)提供相應(yīng)的技術(shù)方案參考，從而提高大學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力[5]。

機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室成立至今，每年接受約5 000名學(xué)生進(jìn)行工程訓(xùn)練。經(jīng)過5年的實(shí)踐探索，這種創(chuàng)新教學(xué)模式的成效已經(jīng)初步顯現(xiàn)，學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力均獲得較大的提高，課程教學(xué)改革效果明顯，學(xué)生參加多個(gè)學(xué)科競(jìng)賽取得佳績(jī)，如表1所示；學(xué)生課堂作品競(jìng)技及參加校外學(xué)科競(jìng)賽情況如圖2所示。

表1 近5年通過機(jī)器人課程教學(xué)改革取得的部分學(xué)科競(jìng)賽成果

圖2 學(xué)生課堂作品競(jìng)技及參加校外學(xué)科競(jìng)賽

2 機(jī)器人課程的教學(xué)改革與實(shí)踐

2.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

根據(jù)“廣東省高等學(xué)校創(chuàng)新強(qiáng)效工程”和廣東省“高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃”的戰(zhàn)略要求，結(jié)合當(dāng)前機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)的現(xiàn)狀和存在的問題，對(duì)其教學(xué)理念、教學(xué)體系、教師思政育人能力、實(shí)訓(xùn)教學(xué)思政資源、實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行改革，以提高教學(xué)質(zhì)量為核心，以深化教學(xué)改革為動(dòng)力，以課程教學(xué)模式改革為重點(diǎn)，逐步加大對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和綜合工程素養(yǎng)的培養(yǎng)。

1)建立“以賽促學(xué)、以賽促教”的教學(xué)模式。教師改變教學(xué)理念，改變以往單一的“填鴨式”教學(xué)方式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤袄碚?、?shí)訓(xùn)、競(jìng)賽三位一體”教學(xué)方式。實(shí)訓(xùn)課程開設(shè)理論教學(xué)，使學(xué)生掌握實(shí)訓(xùn)基本原理；結(jié)合實(shí)訓(xùn)教學(xué)，將書面上的理論知識(shí)以實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行驗(yàn)證；以學(xué)科競(jìng)賽為拓展方式，進(jìn)一步將學(xué)生掌握的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力進(jìn)行綜合運(yùn)用，針對(duì)學(xué)科競(jìng)賽命題進(jìn)行自主創(chuàng)新、學(xué)以致用[6]。理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽的相輔相成關(guān)系如圖 3所示。

圖3 理論教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)與學(xué)科競(jìng)賽的相輔相成關(guān)系

2)優(yōu)化教學(xué)體系，增加專業(yè)拓展模塊。通過調(diào)研國(guó)內(nèi)各大高校工程訓(xùn)練中機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)課程和相關(guān)機(jī)器人類別的學(xué)科競(jìng)賽，整合目前已有的相關(guān)的理論教學(xué)基礎(chǔ)課、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和課程考核機(jī)制。在課程體系中適當(dāng)增加培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)能力應(yīng)對(duì)多類學(xué)科競(jìng)賽命題的實(shí)訓(xùn)課程比重，除了設(shè)置了機(jī)器人原理講解、程序編寫和組裝調(diào)試等模塊外，打造獨(dú)特的“專業(yè)拓展”模塊[7]。具體操作如下：根據(jù)《全國(guó)普通高校大學(xué)生競(jìng)賽白皮書(2012-2017)》和近幾年全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人類別的學(xué)科競(jìng)賽，組建導(dǎo)師組并布置多個(gè)課內(nèi)機(jī)器人比拼競(jìng)賽命題，由學(xué)生建立團(tuán)隊(duì)，根據(jù)各自的綜合實(shí)踐能力和興趣愛好自主選擇命題。最后由導(dǎo)師組根據(jù)學(xué)生的課堂表現(xiàn)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、作品創(chuàng)新點(diǎn)及競(jìng)技成績(jī)等因素，綜合評(píng)定學(xué)生機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)課程的總評(píng)成績(jī)。

3)提高教師思政育人能力，發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。課程思政的核心在于提升教師的思政教育，通過不斷強(qiáng)化教師自身的師德師風(fēng)建設(shè)，能有效保證課程思政的順利實(shí)施。在機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)中融入課程思政，積極打造雙師型教師隊(duì)伍，堅(jiān)持立德樹人，明確教師在創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)中的德育責(zé)任，自身作則，為人師表，不斷提升教師自身的思想道德水平。在課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)中，三名教師均為黨員身份，其具有堅(jiān)定的共產(chǎn)主義理想和中國(guó)特色社會(huì)主義共同理想，并且具備多年機(jī)器人實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，能幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，提高時(shí)代責(zé)任感和歷史使命感，并使其掌握機(jī)器人實(shí)訓(xùn)課程專業(yè)知識(shí)和提升工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。

4)挖掘課程思政元素，融入課內(nèi)競(jìng)賽式實(shí)訓(xùn)教學(xué)。針對(duì)工程訓(xùn)練機(jī)器人實(shí)訓(xùn)教學(xué)，根據(jù)每個(gè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)內(nèi)容逐一挖掘其蘊(yùn)含的思政資源，提煉實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容中蘊(yùn)藏的價(jià)值典范，形成生動(dòng)形象、易于吸收的教學(xué)素材，實(shí)現(xiàn)實(shí)踐過程的理論教學(xué)、動(dòng)手實(shí)踐、思政育人的相互融合的教學(xué)體系，最終達(dá)到實(shí)踐育人的目的。工程訓(xùn)練和專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)課是我國(guó)高校中實(shí)施工程教育的實(shí)踐性教學(xué)平臺(tái)，是學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)械工程知識(shí)，提高綜合工程能力，培養(yǎng)工程情感、態(tài)度和價(jià)值觀不可缺少的實(shí)踐環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程中，學(xué)生能充分體現(xiàn)“精益求精”、“嚴(yán)謹(jǐn)專注”、“持續(xù)創(chuàng)新”等工匠精神，以及樹立和養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣、安全責(zé)任意識(shí)等。通過挖掘課程中教學(xué)各環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容蘊(yùn)含的思政元素，將教書育人落到實(shí)處，實(shí)現(xiàn)立德樹人潤(rùn)物無聲。

機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)課程方案面向全校學(xué)生開設(shè)8課時(shí)，共分為教師授課與學(xué)生實(shí)踐2個(gè)部分，整個(gè)課程分組教學(xué)。機(jī)械基礎(chǔ)讓學(xué)生掌握機(jī)器人機(jī)械和組裝相關(guān)內(nèi)容，如：探索者零件種類及用途、模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用、基礎(chǔ)模塊搭建等；電子基礎(chǔ)讓學(xué)生掌握電子相關(guān)知識(shí)，比如主控板的使用、基礎(chǔ)的編程、傳感器的簡(jiǎn)單使用。實(shí)踐項(xiàng)目階段將學(xué)生所學(xué)知識(shí)應(yīng)用到創(chuàng)新或競(jìng)賽中，培養(yǎng)大學(xué)生自主創(chuàng)新、精益求精的工作作風(fēng)。

機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容主要分成三部分：基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)踐教學(xué)、課內(nèi)競(jìng)賽，其中基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐教學(xué)穿插進(jìn)行[8]。課程內(nèi)容及安排如表2所示。

表2 機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程內(nèi)容安排

5)加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)建設(shè)和管理，提升機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)課程的“質(zhì)”和“量”。通過申請(qǐng)質(zhì)量工程教學(xué)改革項(xiàng)目和學(xué)校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)經(jīng)費(fèi)、專業(yè)建設(shè)費(fèi)等，多方籌集基金，完善實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)環(huán)境，增加多批教育機(jī)器人，從而改善實(shí)訓(xùn)學(xué)生人數(shù)眾多、設(shè)備不夠使用的問題。保證每一名實(shí)訓(xùn)學(xué)生人均一套教學(xué)設(shè)備，可以提高他們的學(xué)習(xí)興趣，杜絕了課堂學(xué)生玩手機(jī)的情況發(fā)生。同時(shí)推行實(shí)訓(xùn)平臺(tái)5S管理體系，將實(shí)訓(xùn)平臺(tái)打造成與行業(yè)上一致的真實(shí)生產(chǎn)場(chǎng)景，提前讓實(shí)訓(xùn)學(xué)生融入社會(huì)生產(chǎn)，提高實(shí)訓(xùn)過程中的安全生產(chǎn)意識(shí)，養(yǎng)成良好的時(shí)間觀念和工作作風(fēng)，為以后步入社會(huì)打下良好的工作基礎(chǔ)。根據(jù)應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要，完善教學(xué)內(nèi)容、課程體系、課程考核和反饋機(jī)制等方面，將機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)課程的“質(zhì)”和“量”都得以明顯提升[9]。

2.2 實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容

在工程訓(xùn)練機(jī)器人實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)中有效地融入課程思政內(nèi)容，主要介紹隨著我國(guó)人工成本的逐年遞增，企業(yè)為節(jié)省成本來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)而采取“機(jī)器換人”的重要舉措；介紹美的集團(tuán)近年來進(jìn)軍機(jī)器人和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的整體布局，展示部分家電產(chǎn)品機(jī)器人生產(chǎn)線的柔性制造；介紹中國(guó)自主品牌吉利集團(tuán)旗下的全自動(dòng)高效汽車鈑金沖壓、焊接、組裝生產(chǎn)線。通過以上幾個(gè)案例分析，使學(xué)生懂得民族品牌的崛起、制造強(qiáng)國(guó)的建設(shè)，需要每個(gè)人的努力，少年強(qiáng)則國(guó)強(qiáng)，增強(qiáng)了大學(xué)生的使命感責(zé)任感。在實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)中引入機(jī)器人程序編寫、各部件組裝和競(jìng)技比賽等教學(xué)模塊，激發(fā)了學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦和勇于拼搏的積極性，課程考核方案與競(jìng)賽內(nèi)容一致，從而提升學(xué)生的主觀能動(dòng)性和應(yīng)變能力，真正達(dá)到“以賽促學(xué)，以賽促教”的目的。

課程實(shí)施的具體教學(xué)內(nèi)容，以分組形式，對(duì)課堂實(shí)訓(xùn)學(xué)生進(jìn)行分組，開展三個(gè)具有代表性的機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)課程，如表3所示。通過以下三個(gè)課程學(xué)習(xí)，學(xué)生能掌握使用簡(jiǎn)單傳感器的數(shù)字量(即開關(guān)量，0或1)檢測(cè)功能；掌握觸碰傳感器的特性和使用方法；通過搭建檢測(cè)電路，掌握“探索者”基本檢測(cè)電路的連接方法；通過編寫觸碰開關(guān)程序，掌握?qǐng)D形化編程，C語言編程；學(xué)會(huì)使用“如果/否則”邏輯[10]。

表3 學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐課程

3 結(jié)語

1)機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為全校學(xué)生提供教學(xué)實(shí)訓(xùn)使用。作為工程訓(xùn)練中心主要實(shí)驗(yàn)室之一，每年開出實(shí)驗(yàn)課約540學(xué)時(shí)，每年接受約5 000名學(xué)生進(jìn)行機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)習(xí)，逐步建設(shè)成各類大學(xué)生課外學(xué)科競(jìng)賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)的交流推廣平臺(tái)，營(yíng)造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)文化氛圍。

2)借鑒全國(guó)部分高校在工程訓(xùn)練中納入機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建“以賽促學(xué)、以賽促教”的教學(xué)理念；改變以往單一的“填鴨式”教學(xué)方式，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)椤袄碚?、?shí)訓(xùn)、競(jìng)賽三位一體”教學(xué)方式，提高教師的思政育人能力，將課程思政元素融入到機(jī)器人創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，共同提高學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力和綜合工程素養(yǎng)，這對(duì)于同類型高校都具有極大的推廣和借鑒意義。

3)與時(shí)俱進(jìn)，不斷完善教學(xué)理念、教學(xué)體系、教師思政育人能力、實(shí)訓(xùn)教學(xué)思政資源和實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，培養(yǎng)出具備創(chuàng)新型和應(yīng)用型素質(zhì)的卓越工程師，從而提高本科教育水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量。