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智能无人机领域课程思政教育实践

来源:红网 编辑:韩阳 2019-12-30 18:40:47
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王祥科1 李杰1 祝建成2 贺光1 赵述龙1

(1 国防科技大学 智能科学学院 湖南 长沙

2国防科技大学 系统工程学院 湖南 长沙)

[摘要]课程思政的本质是以课程为载体实现思想政治教育的协同。结合国防科大技术型军校的特点,笔者在本科生智能无人机领域的教学实践中,尝试将思政教育引入课程教学。主要包括将“家国情怀”引入课堂,树立“科学无国界,但科学家有国界”的观点;采用“以学生为中心,科研服务于教学”的教学理念,引导科研成果进课堂等。在培养智能无人时代的研发和保障人才方面做了有益的实践探索。

[关键词]课程思政 家国情怀 学生中心

一、引言

2017年12月,教育部发布了《高校思想政治工作质量提升工程实施纲要》,详细规划了高校思想政治工作质量提升工程的实施内容、载体、路径和方法,特别提出要“大力推动以‘课程思政’为目标的课堂教学改革……梳理各门专业课程所蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能,融入课堂教学各环节,实现思想政治教育与知识体系教育的有效统一。”习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调:要坚持把立德树人作为中心环节,把思想政治工作贯穿教育教学全过程,实现全程育人、全方位育人,各门课都要“守好一段渠、种好责任田”,努力开创我国高等教育事业发展新局面[1]。故而,思政教育在教育界受到了极大的重视,特别是已逐步由原有的“思政课程”走向了“课程思政”,提倡以课程为载体实现思想政治教育协同[2]。“课程思政”目的是解决思想政治理论课与其他课程之间实际存在的“两张皮”现象,其方式是开发利用相关课程的思想政治教育资源,以充分发挥所有课程蕴含的思想政治教育功能,形成全方位育人局面[3]。目前,“课程思政”已经在多门课程中进行有益的探索和实践[4][5][6],但总体而言,高校在推进“课程思政”教育改革中面临认识不够充分、管理体制和机制还没有真正形成、教师从事“课程思政”教育的能力不足等诸多现实困境[7]。

国防科大开设的无人机系列课程,是自动化专业无人机方向高年级的专业基础课。一方面,由于课程理论性较强,内容难,无人机控制相关的教学基本以“填鸭式”教学为主,且在教学中重“技巧”轻“教育”。另一方面,课程开设时间为大四上半年,学生面临考研和毕业分配的压力,思想难以集中。近年来,针对“无人机飞行控制”教学所面临的挑战,笔者结合国防科大技术型军校的特点,尝试将思政教育引入课程教学,持续优化教学内容和教学手段,在培养智能无人时代的研发和保障人才方面做了部分有益的实践探索。

二、课程思政的实践探索

课程的思政要遵循课程固有的逻辑性, 遵循学生思想观念发展变化的一般规律,再具体结合新时代的大学生接受教育的特殊性,让立德树人教育能够达到“随风潜入夜,润物细无声”的效果[8]。故而,在“无人机飞行控制课程”上,以服务部队备战打仗为指引,落实习主席对国防科大成为“人才培养高地”的训词,在课堂教学的各个环节立德树人,提高学生的报国志向和踏实做事能力。

(1)将“家国情怀”引入课堂,牢固树立“科学无国界,但科学家有国界的”观点,坚持教学和思政并重,积极引导学生建功立业。

高等教育的根本与核心问题是教书育人。针对课程开设对象为大四学员的特点,坚持将家国情怀引入课堂教学,激励学生在国防科研领域无私奉献。作为目前广泛装备的无人设备,无人机在近三次阅兵中密集亮相。课程教学中,以近几次阅兵无人机为切入点,在课程中将各种现役无人机视频、图片和模型引入课堂,并由此引申中美在无人机领域持续竞争的小故事,中国从无人机跟跑到并驾齐驱并有望弯道超车的历程。比如,美国“捕食者”无人机在反恐战争中发挥了巨大作用,深深地刺激了中国科研人员;在此激励下,中国逐步发展了“翼龙”系列、“彩虹”系列无人机,并以“物美价廉高品质”在国际无人机市场上逐步打败了“捕食者”无人机,占据了高端无人机出口的核心市场。通过在不同环节中,以穿插串讲的小故事模式,很容易激发学生的家国情怀,和祖国发展的自豪感,进而引导学生确立报国的崇高志向。

(a) “捕食者”无人机

(b) “翼龙”无人机

 (c)“彩虹”无人机

图 1 中美典型高端无人机

教师“从自身做起”是推进课程思政的重要前提[4]。一个好的老师,站在三尺讲台上,本身就是鲜活的素材,有足够的感染力。在无人机飞行课程上,结合团队和自己从事无人机研发的心理历程和亲身经历:团队在无人机领域矢志攻关10余年,特别是战严寒、斗酷暑,在外场封闭攻关1年半,在无人机集群领域取得的成果被美国人列为需要追赶的技术;个人被留学国家澳大利亚“悉尼先驱晨报”作为中国留学生报效祖国的典型进行专版报道的经历。通过故事的分享,树立学生“科学无国界,但科学家有国界”的观点,激励学生为中华崛起奉献个人力量,也特别容易引起青年学生的共鸣。

文化育人细无声人,无人机系统具有“自主-协同”技术特征。单架无人机具备自主性,能够独立完成任务;但是无人机集群之间的协同,可以充分发挥1+1>2的功效。故而,以无人机系统具有“自主-协同”技术特征为内涵凝炼育人文化。在讲述无人机自主和协同内涵的同时,将其引申到学生的日常生活和科学研究中,提倡年轻学生既要保持一定的独立自主,努力提升个人素养;又要彼此协同,和团队一起进步。通过将“自主-协同”的文化内涵贯穿于人才培养始终,铸造了学生的“坚韧素质、看齐意识”,力争培养了一批“又红又专”的人才。目前,无人机方向已有30余名学员分配到陆军、空军、海军、火箭军以及各战区的无人机部队,表现出良好的为国为军奉献的精神风貌。比如2016年课代表主动申请扎根基层,为无人机的装备定型贡献自己力量。

(2)采用“以学生为中心,科研服务于教学”的教学理念,持续引导科研成果进课堂。

教学内容的重组和教学设计的再造是课程思政的核心[4]。按照“基础理论-实践教学-作战运用”的线条构建课程体系。为改变学生死记硬背,枯燥教学的特点,近年来,我们组建了教学团队。教学团队采用主讲老师和团队成员协作模式。主讲老师为课程教学经验丰富的资深老师,团队成员贺光博士、赵述龙讲博士均为无人机设计和飞行控制领域的科研骨干。教学团队重新梳理了无人机飞行控制控制的系列知识内容,并结合科研实践经验,重新塑造了课程教学模式。

采取“以学生为中心”的教学理念,持续改进教学的课堂教学效果。学生是教学的对象更是教学的主体。针对学生人数较少(每年约10名学生)的现状,采用小班式教学,发挥老师的启发和引导作用,发挥学生的主观能动性,加强课程研讨交流,使学员奠定无人机自主飞行控制方面的理论基础。比如,在讲授气动力学的基础理论中,引导学生进行“叠纸飞机”比赛,鼓励学生通过不同的气动外形设计,延长纸飞机的飞行时间。小竞赛的引入,一方面调动了学生的积极性,另一方面确实促进了学生对气动力学的理解。同时在教学模式大胆创新,引入课堂随机测试、学生实验汇报互相打分等模式,努力提升教学效果。比如试验验收环节,让所有学生均上台讲解自己的试验内容、试验方法、试验结果和实践经验;其它学生独立交叉打分,最后统计平均为作为该学生的试验成绩。该模式一方面赋予了学生做好实验的动力(同学面前报告并打分),另一方面通过和同学之间的交叉对比,让学生对试验内容和方法有了更为深刻的理解。同时也以小同行评审的方式,倡导了科研诚信。

结合无人机方向工程实践丰富的现状,倡导“科研服务于教学”的理念,持续引导科研成果进课堂。主要包括:多次组织学生前往无人机试验外场现场参观无人机的研制环境,强化学生对无人机的实操性,为学生快速上手使用无人机奠定基础;将科研积累的无人机飞行控制半实物仿真环境转化为教学实践环境,并开放接口供学生实践;将科研开发的无人机平台、无人机飞控硬件/软件等作为教学的一手资料,使得课程具有极强的应用性和针对性;将实际飞行的视频和外场经历作为学生兴趣的激发点,使得学生对课程保持浓厚的兴趣;不断滚动团队的最新研究成果,比如基于神经网络的导航控制、基于模糊规则的高度控制、基于学习的决策控制等引入课堂,引入到课堂教学中,同时引导学生阅读学术论文,使得学生对技术前沿保持极大地吸引力。

课程建设上,以发展的眼光不断推进课程建设,课程内容做到与时俱进,在核心理论知识讲授上引入热点(比如珠海航展)、前沿案例(比如波音飞机失事),深入浅出培养学员科学思维。通过教学内容的重组,自觉地培养学生干事创业的才智和主动学习的热情,将踏实干事业的情怀浸润到学生的心中、 落实到学生的行动上,引导其为下一阶段的工作岗位储备基础和奋斗动力。

三、小结

结合国防科大技术型军校的特点,本文尝试将思政教育引入课程教学,并持续优化教学内容和教学手段,在培养智能无人时代的研发和保障人才方面做了有益的实践探索。

【参考文献】

[1] 习近平. 习近平在全国高校思想政治工作会议上强调: 把思想政治工作贯穿教育教学全过程开创我国高等教育事业发展新局面[N]. 人民日报, 2016-12-09(01).

[2] 杨晓慧.关于高职思政课程引领协同课程思政的探讨[J].教育与职业,2019,(18):80-84.

[3] 赵继伟. “课程思政”: 涵义, 理念, 问题与对策[J]. 湖北经济学院学报, 2019(2): 114-119.

[4] 王慧,黄敏,张洪涛.数学分析“课程思政”的实践与思考[J].创新教育研究,2019,7(05):675-678.

[5] 王宝军.大学理科专业课程思政的特点和教学设计[J].中国大学教学,2019,(10):37-40.

[6] 刘淑芹. 高等数学中的课程思政案例[J]. 教育教学论坛, 2018, 52(12): 36-37.

[7] 杨建超.协同育人理念下高校"课程思政" 改革的理性审视[J].南通大学学报(社会科学版),2019,35(6):121-128.

[8] 杨守金,夏家春."课程思政"建设的几个关键问题[J].思想政治教育研究,2019,35(5):98-101. DOI:10.15938/j.cnki.iper.2019.05.018.

来源:红网

编辑:韩阳

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