■楊 勇，葉雅怡，梁小鳳

（廣東技術(shù)師范大學機電學院，廣東 廣州 510635）

新工科建設是中國面臨新一輪科技革命的積極回應，近年來走在改革開放新時代前沿的廣東省提出了“雙十”產(chǎn)業(yè)集群建設，其中大多數(shù)產(chǎn)業(yè)都以機器人技術(shù)為基礎的高端制造業(yè)，因此，對機器人工程等領(lǐng)域人才的創(chuàng)新培養(yǎng)是新工科建設的核心任務之一[1]。在機器人工程等本科專業(yè)中所開設的“機器人創(chuàng)新設計”課程，是機器人工程專業(yè)的核心選修課程。該課程目標不僅是要能提升學生對智能機器人的機械、傳感交互以及控制軟件等方面的應用綜合能力，還需注入工匠精神、創(chuàng)新意識等正向價值引導。2019年8月，中共中央辦公廳、中華人民共和國國務院辦公廳印發(fā)《關(guān)于深化新時代學校思想政治理論課程改革創(chuàng)新的若干意見》，明確提出全面推進高等學校課程思政建設[2]。“機器人創(chuàng)新設計”課程思政改革既有必要，也很緊迫，應當充分發(fā)揮“機器人創(chuàng)新設計”課程思政的正向功能，把教學目標轉(zhuǎn)變?yōu)閷I(yè)知識技能與課程思政育人的協(xié)同教育目標。因此，研究“機器人創(chuàng)新設計”課程思政教學新模式是建設一流本科課程的重要舉措。

一、“機器人創(chuàng)新設計”課程思政的現(xiàn)狀

新工科專業(yè)課程的理性傾向凸顯，使得課程思政日漸形式化、空泛化[3]?！皺C器人創(chuàng)新設計”課程涉及物理學、力學等多學科的融合，具有理論與實踐相結(jié)合的顯著特點。與大多數(shù)的新工科專業(yè)課程相似，其課程側(cè)重于專業(yè)知識技能的傳授以及綜合實踐應用能力的培養(yǎng)，但課程思政教育缺乏連續(xù)性，其中在思政元素選擇、教學策略以及教學量化評價等課程思政教學瓶頸上較難突破。

（一）課程思政元素選擇難

自然科學是思政目標實現(xiàn)的重要載體[4]?！皺C器人創(chuàng)新設計”作為機器人工程專業(yè)中的一門核心選修課程，在做好專業(yè)知識內(nèi)容的教學工作的同時還需要有效地進行課程思政教學。對教師而言，如何有效地選擇課程思政元素、哪些元素融入課程才是“有機融入”都是當前課程思政實施中的難題。

（二）課程思政教學策略難

實現(xiàn)科技強國離不開高等教育的立德樹人。知識傳授在于“求真”，而思政教育則追求“真善美”[5]，這種聯(lián)系“如春在花、如鹽在水”，將“善”與“美”融入到“真”要求課程思政的建設打破“碎片化”的局面，并且落實整體性建設[6]。因此，如何打破思政教育孤島困境，使課程思政與專業(yè)知識有效協(xié)同是當前課程思政教學的首要痛點。

（三）課程思政教學量化評價難

每一個課程教學都離不開評價，評價是用以確定目標是否實現(xiàn)的重要依據(jù)。在當前的高等教育中普遍存在“劃重點”“考什么即教什么”的現(xiàn)狀，在這種“高利害測驗”的影響下，重要部分可測化逐漸演變?yōu)榭蓽y部分為重點[7]。課程思政作為一種內(nèi)隱的課程教學目標，難以在類似于智力測驗等單一的測量當中體現(xiàn)，進而逐漸被邊緣化。

二、“機器人創(chuàng)新設計”課程“外環(huán)-內(nèi)環(huán)雙提升”的課程思政教學模式

“機器人創(chuàng)新設計”課程開設在機器人工程等專業(yè)的高年級，學生已經(jīng)掌握機械制圖、機械設計基礎等知識，因此“機器人創(chuàng)新設計”的高質(zhì)量課程教學非常重要，亟須引入“知識分類”作為理論基礎，針對“機器人創(chuàng)新設計”課程思政存在的“三難”現(xiàn)狀，提出嵌入式、融合式和支撐式三種課程思政教學方法，形成“外環(huán)-內(nèi)環(huán)雙提升”的課程思政教學模式，從而真正解決“培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人、為誰培養(yǎng)人”的根本問題。

（一）外環(huán)顯性知識技能——知識分類

1966年，美國俄亥俄州立大學教授陶爾士(Towers)、陸克斯(Lux)和雷(Ray)等人，受Maccia系統(tǒng)化知識思辨理論的影響，將人類知識分類成描述性的知識、規(guī)范性的知識、實踐性的知識、形成性的知識四大知識領(lǐng)域[8]。通俗來說，描述性的知識指的是描述現(xiàn)象或事件的事實；規(guī)范性的知識指的是能夠被自然事實或者經(jīng)驗檢驗的原理或設計標準等形成的信息塊；實踐性的知識指的是對現(xiàn)象或事件采取有效的應用行動或?qū)嵺`；形成性的知識指的是統(tǒng)整所有知識，包括邏輯、數(shù)學等知識的綜合。

“機器人創(chuàng)新設計”這門課程按照以上的知識分類，設計外環(huán)顯性知識技能的教學方法。描述性的知識（如機器人發(fā)展歷史等）應遵循“教師主導、學生主體”的原則，傳授機器人的歷史、概念和原理等內(nèi)容；規(guī)范性的知識及實踐性的知識（如機器人傳感技術(shù)等），緊抓“善導”“激趣”“引思”“精講”的教學要素，實現(xiàn)學思結(jié)合、知行統(tǒng)一；形成性的知識（如機器人創(chuàng)新設計綜合實踐等）應基于“學用一體”的專業(yè)課程教學理念，在課后引導學生參與專利申請、創(chuàng)新比賽等，實現(xiàn)外環(huán)顯性課程知識技能的創(chuàng)新教學目標。

（二）內(nèi)環(huán)隱性思政育人——三種課程思政教學方法

蔡小春等學者提出的針對工科中的不同專業(yè)，應用“補充式”“嵌入式”“支撐式”三種不同課程思政教學方法，取得了較為突出的育人成效[9]。結(jié)合“機器人創(chuàng)新設計”課程培養(yǎng)具有綜合創(chuàng)新能力的機器人應用型人才的特點，本課程采用三種不同的內(nèi)環(huán)隱性課程思政教學方法，包括融合式課程思政教學、嵌入式課程思政教學和支撐式課程思政教學，嘗試打破“機器人創(chuàng)新設計”課程思想政治教育“孤島效應”的困境，以創(chuàng)新的角度和形式引導學生內(nèi)化職業(yè)精神，發(fā)揮課程思政內(nèi)環(huán)隱性驅(qū)動力作用，助力人才培養(yǎng)質(zhì)量提升。

首先是嵌入式課程思政教學。對于描述性知識，即教學內(nèi)容不受限于專業(yè)基礎知識，將采用嵌入式課程思政教學，一是在教學環(huán)節(jié)嵌入機器人行業(yè)價值引領(lǐng)教育:聯(lián)合同行專家形成機器人專業(yè)師資隊伍，注重結(jié)合領(lǐng)域及技術(shù)前沿教學。二是考核環(huán)節(jié)嵌入機器人行業(yè)認同度教育:以名人故事分享會及課后作業(yè)的考核形式，引入專業(yè)師資隊伍中的同行專家給予正向評價。以此提高學生的學習興趣度同時潛移默化地提升學生的職業(yè)素養(yǎng)。

其次是融合式課程思政教學。對于規(guī)范性知識及實踐性知識，即授課內(nèi)容受限于課堂內(nèi)容，予以融合式課程思政教學，一是課中以行業(yè)前沿分析融合式思政教學：融合行業(yè)發(fā)展中所存在問題的解讀，針對學生項目作品，結(jié)合機器人行業(yè)前沿進行客觀評估；二是課后指引學生探索相關(guān)項目融合思政教學：布置機器人項目研究兼開展實驗實訓創(chuàng)新，注重實踐性教學的同時激發(fā)學生的創(chuàng)新意識。

最后是支撐式課程思政教學。對于形成性知識，即教學內(nèi)容受限于專利或比賽等綜合性實踐，以“軟硬結(jié)合”為核心，一是“軟”即軟性學習資源，結(jié)合機器人領(lǐng)域國家政策和行業(yè)需求，開展專利、參加機器人相關(guān)比賽等；二是“硬”即硬件學習資源，將實驗實訓創(chuàng)新中心向?qū)W生開放，將學生引入實驗實訓創(chuàng)新教學環(huán)節(jié)。軟硬結(jié)合來支撐培養(yǎng)學生的動手實踐能力及工匠精神。

（三）顯隱結(jié)合，“外環(huán)-內(nèi)環(huán)雙提升”課程思政教學新模式

“機器人創(chuàng)新設計”中體現(xiàn)的科學及創(chuàng)新是課程思政融合的重要載體，學生在學習過程中的求真務實、精益求精是課程思政實施的成果體現(xiàn)。“機器人創(chuàng)新設計”課程思政實施從知識分類出發(fā)，針對不同的外環(huán)顯性知識技能類型，提出具有針對性的內(nèi)環(huán)隱性課程思政實施方案，形成“外環(huán)知識技能與內(nèi)環(huán)思政育人”顯隱結(jié)合的“雙提升”教學模式（如圖1所示），實現(xiàn)課程思政“賦能且鑄魂”的高價值作用。

圖1 “機器人創(chuàng)新設計”課程思政教學模式整體思路

三、“機器人創(chuàng)新設計”課程思政教學“三維度三要素全方位”量化評價

“泰勒原理”提及課程的第四個基本問題——“我們?nèi)绾未_定這些目標正在得以實現(xiàn)？”即如何確定課程思政正在得以實現(xiàn)？影響課程思政實施質(zhì)量和效果的重要因素是教學評價[10]。根據(jù)“外環(huán)-內(nèi)環(huán)雙提升”的課程思政教學模式，本課程采用“三維度三要素全方位”的特色課程思政教學量化評價方法，持續(xù)關(guān)注和促進學生專業(yè)素養(yǎng)與德育品質(zhì)的雙提升。該評價方法從學生、任課教師、課程同行或企業(yè)專家這三個維度入手，包括課前、課中與課后的評價范圍，通過課堂觀察、階段性考核、過程性考核答辯、終結(jié)性機器人創(chuàng)新設計考核、學生評教等多種形式，對學生學情、教學實施、課程建設三要素綜合評價。

一是學生評價維度，包括學生自我評價、小組之間互評、小組內(nèi)成員互評、評教等，學生評價的側(cè)重點在于學生對自身總結(jié)、對他人的監(jiān)督及對教師的師德、課堂教學能力、課后引導創(chuàng)新項目或設計情況進行合理的評價。

二是任課教師評價維度，包括自我評價、教學反思、設計考核等，任課教師對每節(jié)課教學遇到的問題及時反思從而提高后續(xù)課程的教學質(zhì)量，同時合理設計階段性考核、過程性與創(chuàng)新性課后作業(yè)、終結(jié)性創(chuàng)新項目等考核形式，根據(jù)課程的價值標準對學生的表現(xiàn)進行判斷，實現(xiàn)教師對學生的評價。

三是企業(yè)或課程同行專家評價維度，包括學生終結(jié)性創(chuàng)新項目答辯工作、課程思政建設情況等，以小組為單位的項目答辯包括七個內(nèi)容，即項目概況介紹、功能模板介紹、開發(fā)工具介紹、設計成本情況、項目完成情況、項目中遇到的問題及經(jīng)驗與收獲。對學生的評價不僅體現(xiàn)在對作品的優(yōu)劣進行打分，更應該看重學生在項目中遇到哪些問題，具體如何解決，在解決問題的過程中學生小組相對發(fā)展的程度。專家對學生的完成情況進行客觀考核，并且對課程知識傳授與思政育人分別給出合理評價與建議。

“機器人創(chuàng)新設計”課程思政教學考核三維度具體如附表1所示。

附表1 “機器人創(chuàng)新設計”課程思政三維度評價表

四、“機器人創(chuàng)新設計”課程思政育人成效

“機器人創(chuàng)新設計”課程思政模式建構(gòu)圍繞“外環(huán)顯性知識技能與內(nèi)環(huán)隱性思政育人”顯隱結(jié)合的“雙提升”課程思政方法，建立了“三維度三要素全方位”的量化評價，在知識傳授與思政育人上取得了一定的育人成效，獲批為廣東省2020年首批課程思政示范課程，評教情況優(yōu)秀。

首先，在本校2019級機器人工程專業(yè)1-3班中實施了“外環(huán)-內(nèi)環(huán)雙提升”課程思政教學模式，如圖2所示，取得了良好的“雙提升”效果。一方面，學生提及本課程中移動機器人底盤機構(gòu)拆裝實驗、完成RV減速機的拆裝實驗等課后任務都有助于完成機器人創(chuàng)新設計實踐項目；另一方面，學生認為本課程教師能夠?qū)斍皺C器人領(lǐng)域時事結(jié)合專業(yè)課程，課堂氣氛活躍?；凇皺C器人創(chuàng)新設計”課程思政教學新模式，課程負責人指導學生參加第九屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽省級比賽，并獲獎11項，申請發(fā)明專利7件，學生在課程學習和比賽中得到“雙提升”。

圖2 機器人工程專業(yè)1-3班總成績及課程思政得分情況

其次，課程同行專家對“機器人創(chuàng)新設計”課程評價良好，提及該課程從知識分類入手，因時制宜，有針對性地提出嵌入式、融合式與支撐式的課程思政教學方法，能將知識技能和思政育人有機統(tǒng)一；通過學生小組自主設計機器人項目，將理論知識運用到實踐中，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新意識。

五、結(jié)語

本文提出的“機器人創(chuàng)新設計”課程思政教學新模式，堅持以立德樹人為核心，將思政育人作為課程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，與專業(yè)知識技能教學同向而行，發(fā)揮協(xié)同效應。根據(jù)知識分類，將專業(yè)知識分成四大知識領(lǐng)域，深挖蘊含在課程中的“誠實守信、團結(jié)協(xié)作、工匠精神”等思政元素。首先，引領(lǐng)學生探索重大發(fā)明創(chuàng)新背后的科學家和工程師故事，增加課程思政的深度；其次，時政熱點融合到被學生視為“枯燥乏味”的專業(yè)知識之中，增添課程思政的溫度；再者，引導學生參與課后科研、比賽等活動，拓寬課程思政的廣度；最后，將思政育人落實到整個課程教學全過程之中，初步構(gòu)建起了“外環(huán)-內(nèi)環(huán)雙提升”課程思政教學新模式以及三維度三要素全方位的課程思政教學量化評價方法，提高了“機器人創(chuàng)新設計”課程的教學效果，較好地解決了思政元素選擇、課程思政教學策略、課程思政教學量化評價“三難”問題，為其他工科課程思政教學改革提供借鑒和參考。