《自適應(yīng)控制》思政教學(xué)改革的探索與實(shí)踐

周 玲 王鴻懿 陳志盛

（長(zhǎng)沙理工大學(xué)電氣工程學(xué)院 湖南·長(zhǎng)沙 410114）

隨著《關(guān)于深化新時(shí)代學(xué)校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見(jiàn)》，以及《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》的發(fā)布，高校逐步深入推進(jìn)思想政治工作綜合改革，重點(diǎn)落實(shí)培養(yǎng)人才的根本問(wèn)題。

1 《自適應(yīng)控制》融合思政教學(xué)改革的必要性

我校自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)主要為能源、交通等行業(yè)服務(wù)，在新能源工程自動(dòng)化、電力系統(tǒng)自動(dòng)化和工業(yè)機(jī)器人等方面有明顯優(yōu)勢(shì)，為全國(guó)各地特別是湖南經(jīng)濟(jì)建設(shè)和工業(yè)智能制造領(lǐng)域做出了突出貢獻(xiàn)。本專(zhuān)業(yè)主要依托電氣工程、電子科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科博士點(diǎn)、控制科學(xué)與工程一級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)、國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、省部級(jí)教學(xué)、科研平臺(tái)，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、實(shí)踐能力強(qiáng)的自動(dòng)化高級(jí)專(zhuān)業(yè)人才。

為了全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹(shù)人的根本任務(wù)，以促進(jìn)學(xué)生德智體美勞全面發(fā)展和適應(yīng)行業(yè)、產(chǎn)業(yè)與地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求為導(dǎo)向，堅(jiān)持“德育為先、知識(shí)為本、能力為重、全面發(fā)展”的育人理念，培養(yǎng)具備良好的職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感，系統(tǒng)掌握自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論、方法和技術(shù)，熟悉與自動(dòng)化領(lǐng)域相關(guān)的人文、倫理、法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)及工程管理、經(jīng)濟(jì)決策等知識(shí)，具備自動(dòng)控制系統(tǒng)分析研究和設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，能在新能源發(fā)電控制技術(shù)、電氣自動(dòng)化、熱工過(guò)程自動(dòng)化和工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域從事研究、設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、開(kāi)發(fā)和管理等工作的“底色亮、實(shí)踐強(qiáng)、有情懷、敢擔(dān)當(dāng)”的高素質(zhì)復(fù)合型專(zhuān)業(yè)人才和行業(yè)精英。

《自適應(yīng)控制》是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程，是自動(dòng)化學(xué)科體系從基礎(chǔ)理論到控制技術(shù)，從系統(tǒng)理論到工程實(shí)踐，從計(jì)算機(jī)技術(shù)到信號(hào)處理，從設(shè)計(jì)分析到課程實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)不可缺少的內(nèi)容。自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)在眾多領(lǐng)域發(fā)揮了重大作用，也改變了我國(guó)工業(yè)整體的面貌，不論是石油化工、電力、鋼鐵，還是輕工、建材、醫(yī)藥等領(lǐng)域都要用到自動(dòng)化手段，在國(guó)防工業(yè)中自動(dòng)化的作業(yè)更是巨大的。

要發(fā)展自動(dòng)化學(xué)科，人才是關(guān)鍵。高等學(xué)校是人才培養(yǎng)的基地。作為高等學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和教師始終應(yīng)該把人才培養(yǎng)放在第一位。影響人才培養(yǎng)的因素很多，教學(xué)改革是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。因此，結(jié)合黨中央和教育部的精神，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進(jìn)課程思政教育教學(xué)改革勢(shì)在必行。

2 《自適應(yīng)控制》課程融合思政教學(xué)改革的案例分享

2.1 桂衛(wèi)華院士對(duì)熱工自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)方向建設(shè)性指導(dǎo)的思考

隨著國(guó)家對(duì)新能源的發(fā)展的加快，火電建設(shè)的步伐有所放緩，面向火電的長(zhǎng)沙理工大學(xué)熱工過(guò)程自動(dòng)化的教師們對(duì)于專(zhuān)業(yè)方向的發(fā)展有些迷茫，學(xué)生的就業(yè)選擇也面臨外界干擾。就此，院領(lǐng)導(dǎo)請(qǐng)來(lái)了中南大學(xué)桂衛(wèi)華院士給自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)建設(shè)作指導(dǎo)。專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)會(huì)上，院士充分肯定了熱工過(guò)程自動(dòng)化方向的前景，非常理解當(dāng)下我們熱自老師們對(duì)專(zhuān)業(yè)發(fā)展困惑的心情。于是分享了他個(gè)人從求學(xué)到科研，以及在冶金行業(yè)孜孜不倦的專(zhuān)研，最終獲得成功的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

生于1950年的桂衛(wèi)華院士，初中畢業(yè)響應(yīng)國(guó)家“知青下鄉(xiāng)”號(hào)召，到湖北谷城縣插隊(duì)落戶(hù)，兩年后被招工到湖北丹江鋁廠(chǎng)成為一名電工；1972年進(jìn)入中南礦冶學(xué)院自動(dòng)化系工業(yè)企業(yè)電氣化及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)。畢業(yè)后留校任教至今。他長(zhǎng)期致力于復(fù)雜有色金屬生產(chǎn)過(guò)程控制理論、技術(shù)和工程應(yīng)用研究。有色金屬生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，一個(gè)行業(yè)特色比較鮮明的領(lǐng)域，院士也曾遇到我們現(xiàn)在面臨的問(wèn)題，但是他堅(jiān)信國(guó)家的發(fā)展，需要自動(dòng)化技術(shù)在銅鋁鉛鋅等有色金屬冶煉及鋁加工過(guò)程的應(yīng)用和突破，潛心科研與教學(xué)工作，成效顯著。先后獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)15項(xiàng)；2009年獲“何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、2012年獲“湖南光召科技獎(jiǎng)”；曾獲“全國(guó)優(yōu)秀科技工作者”“中國(guó)有色金屬工業(yè)優(yōu)秀科技工作者”“中國(guó)過(guò)程控制技術(shù)貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)稱(chēng)號(hào)。2013年11月當(dāng)選為中國(guó)工程院院士。

“為國(guó)家搞技術(shù)，做一個(gè)有擔(dān)當(dāng)?shù)娜恕！痹菏裤懹浻谛模槽`于行，一直激勵(lì)著他在有色金屬自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域做出卓越貢獻(xiàn)。這句話(huà)深深震撼了我們，但行好事莫問(wèn)前程。

作為一名自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的教師，理當(dāng)向桂院士學(xué)習(xí)，做一個(gè)有情懷的科研工作者。為國(guó)家，為火電行業(yè)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的畢業(yè)生，盡努力為自動(dòng)化行業(yè)做出我們應(yīng)有的貢獻(xiàn)。如果顧慮太多只能停滯我們前進(jìn)的腳步，目前的困難只是暫時(shí)的，需要我們好好思考，轉(zhuǎn)變思路。國(guó)家之所以暫緩火電的建設(shè)，很大的原因是發(fā)電過(guò)程能源消耗太大，以及排放的污染對(duì)環(huán)保的不利影響。結(jié)合今年兩會(huì)上提出的“碳達(dá)峰”“碳中和”的工作任務(wù)，明確加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，以及大力發(fā)展新能源，繼續(xù)打好污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)。實(shí)現(xiàn)我國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)2030年前達(dá)到峰值，力爭(zhēng)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，我們應(yīng)該從這兩方面尋找突破。節(jié)能減排的研究一直在持續(xù)，但是并沒(méi)有很大的成效。自動(dòng)化的技術(shù)在火力生產(chǎn)發(fā)電過(guò)程起著關(guān)鍵的作用，也是我們專(zhuān)業(yè)努力的方向。

《自適應(yīng)控制》課程思政教學(xué)過(guò)程中，引用桂院士的例子激發(fā)學(xué)生在《自適應(yīng)控制》課程學(xué)習(xí)以及其他本專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)中，掌握先進(jìn)的控制技術(shù)，了解身上應(yīng)該擔(dān)當(dāng)?shù)呢?zé)任和義務(wù)。號(hào)召學(xué)生向桂院士等專(zhuān)業(yè)前輩學(xué)習(xí)，扎實(shí)學(xué)好專(zhuān)業(yè)，提高自己綜合素質(zhì)，為國(guó)家搞技術(shù)，做一個(gè)有擔(dān)當(dāng)?shù)幕痣姽ぷ髡摺?/p>

2.2 《自適應(yīng)控制》課程知識(shí)點(diǎn)教學(xué)思政案例分享

《自適應(yīng)控制》課程針對(duì)本科生，主要講授動(dòng)態(tài)模型與參數(shù)估計(jì)；自校正調(diào)節(jié)器；自校正控制器；自校正PID控制器；基于模型參考的跟蹤控制器等內(nèi)容。其中PID自校正控制，是基于最優(yōu)控制策略與經(jīng)典控制策略相結(jié)合的自校正控制器，自校正控制算法有隱式和顯示兩種。隱式算法是直接辨識(shí)控制器參數(shù)，顯示算法則首先辨識(shí)被控對(duì)象的模型參數(shù)，然后采用模型參數(shù)估計(jì)值計(jì)算控制器的參數(shù)。在講述這一章節(jié)內(nèi)容時(shí)，結(jié)合當(dāng)前部分學(xué)生出現(xiàn)的心理問(wèn)題，進(jìn)行課程理論與思政教育有效的融合。

根據(jù)我國(guó)高校學(xué)生心理問(wèn)題調(diào)查，學(xué)生的心理問(wèn)題一般可分為心理偏差、心理障礙和心理疾病三個(gè)方面。心理偏差幾乎是所有心理問(wèn)題發(fā)生根源，不及時(shí)發(fā)現(xiàn)并引導(dǎo)，矯正和消除，可能導(dǎo)致嚴(yán)重心理危機(jī)，造成不可挽回的后果。分析問(wèn)題產(chǎn)生的原因，主要集中在以下幾個(gè)方面：進(jìn)入大學(xué)校園在高手如云的集體里，學(xué)生從應(yīng)試教育到素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變；生活方式由家庭走向集體，需要獨(dú)自去面對(duì)各種不同的情況；學(xué)習(xí)之外自主安排的時(shí)間更多，學(xué)習(xí)任務(wù)更艱巨等等。有些同學(xué)適應(yīng)能力強(qiáng)，很快如魚(yú)得水，而有些同學(xué)卻是無(wú)所適從。生活的節(jié)奏被打亂了，自身的調(diào)整不及時(shí)、不合適，因此有同學(xué)出現(xiàn)心理問(wèn)題。近幾年情況更加嚴(yán)重，因心理問(wèn)題休學(xué)同學(xué)逐漸增多，甚至有部分同學(xué)走上極端。面對(duì)這些情況，父母和老師們都很痛心，也深感自己作為專(zhuān)業(yè)老師身上的責(zé)任。在講述《自適應(yīng)控制》課程時(shí)，其中重要的一章節(jié)內(nèi)容就是自校正自適應(yīng)控制，其中自校正PID控制是以經(jīng)典控制策略為基礎(chǔ)的自校正控制方式，對(duì)于復(fù)雜的被控對(duì)象，特別是對(duì)于模型參數(shù)未知或緩慢變化的被控對(duì)象，采用常規(guī)的控制得不到滿(mǎn)意的控制效果，因此采用自校正控制和常規(guī)PID控制相結(jié)合，能在線(xiàn)整定和校正PID控制器的參數(shù)，具有較好的魯棒性和控制效果。這個(gè)理論與我們大學(xué)生這個(gè)系統(tǒng)相吻合，大學(xué)生自從進(jìn)入大學(xué)校園，不再是原來(lái)的生活環(huán)境了，環(huán)境和周?chē)娜硕及l(fā)生變化。獨(dú)自面對(duì)這樣一個(gè)復(fù)雜的環(huán)境下，每個(gè)同學(xué)應(yīng)該根據(jù)自身的情況實(shí)施調(diào)整生活的節(jié)奏，應(yīng)對(duì)方法（也就是我們這個(gè)系統(tǒng)中的自校正控制器控制參數(shù)），方法不是一成不變的，也不是千篇一律的，每個(gè)個(gè)體情況不同，個(gè)人控制系統(tǒng)中的控制器參數(shù)也不同，整個(gè)成長(zhǎng)階段參數(shù)也會(huì)變化，應(yīng)該實(shí)時(shí)調(diào)整。

自校正PID控制器顯示算法設(shè)計(jì)中，要根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出辨識(shí)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，根據(jù)辨識(shí)后的模型參數(shù)整定PID控制器的控制器參數(shù)。每個(gè)學(xué)生都應(yīng)該根據(jù)所處環(huán)境，自身情況，個(gè)人興趣，今后工作定位建立自己的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)入大學(xué)生涯，學(xué)生主要目的是掌握一定的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能，提高自身綜合素質(zhì)，學(xué)習(xí)解決問(wèn)題，分析問(wèn)題，處理問(wèn)題的能力。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就要扎實(shí)專(zhuān)業(yè)理論基礎(chǔ)，提高專(zhuān)業(yè)實(shí)踐技能，培養(yǎng)高尚道德情操，鍛煉組織社交能力，提高身體和心理素質(zhì)等多方面去努力。在學(xué)習(xí)過(guò)程中努力尋找自己的學(xué)習(xí)興趣，應(yīng)根據(jù)自己的興趣制定有效的策略。養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題、研究問(wèn)題的習(xí)慣，變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，實(shí)時(shí)把握與調(diào)節(jié)自身的控制器，獲取最佳性能的自適應(yīng)控制系統(tǒng)。

通過(guò)以上方式，將思政教育融入《自適應(yīng)控制》教學(xué)的探索與改革，熱工過(guò)程自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高，不再對(duì)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展有質(zhì)疑，從而熱愛(ài)自己的專(zhuān)業(yè)，并為之努力奮斗。通過(guò)課程教學(xué)過(guò)程中有效引入思政案例，引導(dǎo)學(xué)生立足課程，積極思考，選擇正確的人生價(jià)值觀、價(jià)值觀，為其學(xué)習(xí)注入持續(xù)不斷的正能量。課堂氛圍活躍，教師與學(xué)生積極互動(dòng)，獲得滿(mǎn)意效果。

3 總結(jié)

高等學(xué)校是人才培養(yǎng)的基地。作為高等學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)和教師始終要把人才培養(yǎng)放在第一位。影響人才培養(yǎng)的因素很多，教學(xué)改革是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。因此，結(jié)合黨中央和教育部的精神，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，課程有效融合思政教育的教學(xué)改革是培養(yǎng)既有專(zhuān)業(yè)技能，又有高尚的道德情操的技術(shù)工作者的最佳途徑。

根據(jù)《自適應(yīng)控制》課程的特點(diǎn)，積極引入思政教學(xué)，將課程理論與思政教育融合，把立德樹(shù)人這一中心環(huán)節(jié)落到實(shí)處。號(hào)召學(xué)生牢記桂院士自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)前輩的無(wú)私奉獻(xiàn)，努力學(xué)好專(zhuān)業(yè)知識(shí)，堅(jiān)定自己的就業(yè)選擇。同時(shí)學(xué)習(xí)自校正自適應(yīng)控制方式過(guò)程中，結(jié)合分析大學(xué)生中出現(xiàn)眾多心理問(wèn)題,找到問(wèn)題的解決辦法。激發(fā)學(xué)生在《自適應(yīng)控制》課程學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)參與到課程學(xué)習(xí)中來(lái)，敢于探索，勇往直前，規(guī)劃未來(lái)宏偉藍(lán)圖，立志做一個(gè)有擔(dān)當(dāng)?shù)臒峁ぷ詣?dòng)化的技術(shù)工作者。