自動控制原理課程思政內容建設探索與實踐

摘? 要? 根據《高等學校課程思政建設指導綱要》要求，對自動控制原理課程進行課程思政建設，針對該課程理論性較強、學生學習有一定難度的實際，首先確定課程建設的知識目標、能力目標和價值目標，然后就三大目標的實現結合具體課程內容進行思政元素的融入和實踐，最后從對學生和教師的積極影響方面進行總結。

關鍵詞? 自動控制原理；課程思政；思政元素

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2022）21-0092-03

0? 引言

2020年6月，教育部印發《高等學校課程思政建設指導綱要》（以下簡稱《綱要》），提出所有高校、所有學科專業要全面推進課程思政建設。對于工學類專業課程，《綱要》提出：要注重強化學生工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。自動控制作為解放人類生產力的重要手段，已經滲透到人類社會的各個領域。自動控制原理課程是自動化、電氣工程及其自動化、電氣工程及其智能控制專業的專業必修課，在專業培養方案中起著至關重要的作用，并能為學生后續專業課學習和個人發展提供必要的理論基礎，在自動控制原理課程中引入思政元素有其獨到的優勢。

針對自動控制原理課程理論性強、學習有一定難度的具體實際，在思政元素的融入上下功夫，分析課程性質與特點，遴選符合時代發展趨勢、符合學生實際、符合學科特征的思政元素，深度挖掘元素的意義和價值，實現課程內容與思政元素的有機融合，培養學生的民族自豪感和理性嚴謹的科學精神，激發他們的愛國主義熱情，有助于形成正確的專業價值觀和人生價值觀[1]。

1? 課程建設目標

自動控制原理研究控制系統分析與設計的基礎知識，根據具體的知識點，適時引入思政素材，在實現專業課程學習和進行熱愛自動化相關專業教育的同時，實現科學技術教育和愛國主義教育。具體要實現的知識目標、能力目標和價值目標如下。

1.1? 知識目標

通過本課程的學習，要求學生掌握反饋控制系統的構成、控制系統數學模型的建立方法及系統時域、復域、頻域分析和校正方法，熟悉非線性系統和離散控制系統的分析和設計方法，掌握現代控制理論中系統的分析法，為后續專業課的學習夯實理論基礎。

1.2? 能力目標

能初步具備理論聯系實際，應用控制理論解決實際問題的能力，為以后的工作打下良好的基礎；具備把理論內化于心和升華理論并指導自己的學習、生活、科研活動的能力；具備理性、嚴謹的學習態度和科研精神，積極主動地參加前沿講座，了解本課程的發展動態，學習本專業學科“大牛”們的科研創新方法，提升科研創新能力。

1.3? 價值目標

通過在自動控制原理專業課的學習中引入思政元素，培養學生的民族自豪感，建立起愛國、敬業的價值準則，對國家忠誠，對所從事的專業熱愛，樹立為社會主義事業奮斗終身的決心，學習科學巨匠的科學精神和科學素養，在不斷努力中實現個人的人生價值。

2? 思政元素的融入與實踐

課程思政不是教師在課堂教學中的假大空的表揚、一本正經的說教，而應該做到情景契合、內容融合，巧妙地結合新聞時訊、社會熱點，用學生感興趣的事物來引導他們感悟、發自內心地認同。因此，教師應在融入思政元素的教學內容設計上下功夫，從傳遞知識、培養能力、塑造精神三個方面構建自動控制原理專業核心課的思政建設框架。

2.1? 引入思政元素助力知識傳授

自動控制原理課程理論性較強，需要具備良好的數學基礎，數學是理性的也是嚴謹的，這也是進行科學研究所應具備的基本素養。世界是可以用數學來描述的，數學中有很多讓人非常震驚的東西。對任何一個系統，研究者都希望建立它的數學模型，用數學的方法分析它、控制它，這也正是自動控制理論的基本內容。但是，也因為這門課程理論性很強，不像其他技術類課程解決實際問題，很多本科學生認為學習這門課程沒有用，所以，教師一方面在講授知識時要注重理論聯系實際，另外一方面要對學生進行引導教育。正如一位數學教授所說：“我今天講的，你們可能以后用不到，但我還是要教，因為它們是好的知識，你們應該知道。”

在進行控制系統建模、典型輸入下的時間響應分析、系統頻域分析、系統的校正過程中要用到很多數學知識，有些學生在學習過程中感到有一定的難度，同時感覺有些枯燥，可給他們推薦吳軍編著的《數學之美》一書[2]，讓他們了解編者是怎樣用最通俗的語言描寫數學算法的，了解數學算法是怎樣解決生活生產中的難題的，體會枯燥的知識學習中的樂趣；還可以組織學生利用課余時間在多媒體教室觀看電影《地心引力》，體會數學的理性和嚴謹，養成實事求是的科學態度，培養腳踏實地的科學精神。

在講授初始條件對非線性系統的基本性能的影響時，引入機遇對個人的成長起著至關重要的作用的內容，使學生認識到抓住機遇的重大作用，而機遇始終惠予有心人；讓學生利用課外時間觀看影視作品《四渡赤水》，體會毛澤東同志在長征中領導紅軍在非常規的變化中尋找有利于解決問題的時機，幾次搶抓機遇，化危機為戰機，從而掌握戰場的主動權。目前，我國正處于高速發展到高質量發展的轉型期，機遇和挑戰并存。青年學生要做有心人，努力掌握科學知識，夯實基礎、抓住機遇，堅定地迎接挑戰。

2.2? 引入思政元素揭示能力培養的重要性和必要性

自動化是人類文明進步和現代化的重要標志，自動控制是實現自動化的主要手段，自動控制原理課程可幫助學生掌握分析和設計自動控制系統的基本方法。控制理論與不同的被控對象相結合，形成不同的自動控制系統，被廣泛應用于航空航天、軍事科技、工業制造、自動駕駛、橋梁建筑、生活居家等各大領域，也被廣泛應用于學生的科技創新活動。隨著控制理論的不斷發展，控制理論也不斷地與經濟系統、社會系統相結合，用控制理論解決經濟問題和社會問題，形成控制理論新的分支。“兩彈一星”功勛科學家、控制論專家錢學森在出版了專著《工程控制論》之后，同時開始學習運籌學、系統工程，1982年又開始研究人體科學、行為科學、社會形態、社會科學等。從錢學森所進行的研究來看，學會用所學的控制理論去解決生產生活中的實際問題，提高理論指導實踐的能力，是自動控制原理課程進行課程思政的重要目標。

控制系統的魯棒性是指系統在不確定性的擾動下，具有保持某種性能不變的能力。一個好的控制系統要求有較好的魯棒性，對有用的輸入信號是敏感的，對擾動是魯棒的。為了更好地講解這個知識點，加入“機器大狗”視頻，然后引申到國家發展和個人發展，讓學生認識到只有提高自身的能力，才能在面臨各種復雜環境和各種不確定因素時，不忘初心、砥礪前行。“打鐵還需自身硬。”國家發展如此，個人發展亦如此，提高個人能力，這是個人需求，也是一種社會責任。

大系統理論是控制論發展的產物。大系統中的各個子系統是相互聯系、相互制約的。控制理論不僅能解決實際物理系統的自動控制問題，也可以解決社會和經濟問題。因此，借助大系統理論，讓學生分析國家的全球發展戰略，分析環境治理和可持續發展戰略，分析高校素質教育中的思想素質教育和業務素質教育的關系，分析“共同打造政治互信、經濟融合、文化包容的利益共同體、命運共同體和責任共同體”的內涵，從而學會以開闊的眼界重新理解大系統的概念，理解各子系統之間的相互關系，從系統理論角度理解國家的發展戰略，理解和諧社會和和諧集體[3]。

2.3? 引入思政元素引領形成正確的專業價值觀和人生價值觀

自動控制原理課程是自動化、電氣工程及其自動化、電氣工程及其智能控制專業的專業必修課，在專業人才培養中起著至關重要的作用，并能為學生后續專業課學習和個人發展提供必要的理論基礎。在課程中引入思政元素，有助于培養學生的民族自豪感和理性嚴謹的科學精神，激發他們的愛國主義熱情。

自動控制原理緒論部分相比專業知識講解部分更容易引入思政元素。如在自動控制理論的發展史授課中，就可以引入思政育人素材：

我們國家控制工程起步較晚，第一本真正意義上的自動控制原理教材是1956年翻譯出版的錢學森的《工程控制論》，為什么短短50年的時間，我國能取得“可上九天攬月，可下五洋捉鱉”的巨大成就？從“兩彈一星”到神舟飛船、到“嫦娥”、到“天宮”，一部航天史也是中國控制理論的發展史，錢學森被稱為“航天之父”。黃旭華院士隱姓埋名30多年，在南海搞核潛艇，被稱為“核潛艇之父”。而一代偉人毛澤東早在他的《水調歌頭·重上井岡山》里就給我們描繪了這一美好愿景：“可上九天攬月，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還。世上無難事，只要肯登攀。”

教學方式設計為觀看視頻、課堂發言、誦讀經典等。通過觀看神舟飛船的發射運行視頻、核潛艇的控制系統視頻、自動駕駛的視頻等，展現中國改革開放的偉大成就，展現民族自信心和自豪感，讓學生感受控制理論在科技前沿的運用，激發學習理論知識的主動性，拓展知識面，從專業的角度更多了解自信、自強的重要性和意義，激發責任感、使命感和榮譽感，有助于學生樹立遠大的理想信念，把愛國精神轉化為“為中華之崛起而學習”的實踐行動。讓學生精讀毛主席的《水調歌頭·重上井岡山》，體會偉人描繪美好愿景時的豪邁情懷和戰勝一切的強烈自信，體會堅定理想信念的必要性和重要性。

自動控制系統通過反饋來提高控制系統的性能指標，而個人修身養性的要害是“反省”。曾子曰：“吾日三省吾身”。青年學生更應該通過不斷地反省來提高自己的思想境界和業務水平，為正確價值觀的逐步形成提供方法。為此，教學中設計作業：課程結束時，結合自己的課程學習情況，上交繪制的“反省結構圖”和不少于1 000字的課程學習反省總結。讓學生認識到“反省”是對自己行為的自我檢測，能幫助自己及時做出調整[4]。

控制系統的穩定運行是系統準確性和快速性的前提和保障，同樣的，穩定也是改革和發展的前提和根本保障。不穩定的系統無從談起系統的控制精度及快速性，一個不穩定的國家和社會也談不上改革與發展，因此，擁有一腔熱血的青年學生應當明辨是非，自覺抵制各種破壞國家穩定的言論和行為。引導學生觀看香港恐怖暴力事件視頻，就“家庭穩定與個人發展的關系”“國家穩定和經濟發展的關系”“怎樣正確對待網絡上的一些破壞國家穩定的不實言論”等進行討論，讓學生認識到：穩定是控制系統設計之根本，穩定也是國家發展之根本。

控制系統的準確性和快速性往往是相互矛盾的，要根據具體情況，通過降低一個指標來獲取另一個指標的提高。因此，教導學生在生活與學習中要懂得取舍，抓住事情的主要矛盾，以實現自己某個階段的學業目標或生活目標。安排學生進行課后閱讀，閱讀毛主席的《矛盾論》和羅盤的《舍與得：人生經營的必修課》，讓學生正確看待生活與學習中的各種矛盾，保持愉悅的生活學習態度，正確看待舍與得。正如羅盤在書中所寫：“善于舍棄，是大智大慧，當斷則斷，是大勇大謀，舍本身就是得。”[5]

3? 結束語

在自動控制原理課程教學中深入開展課程思政，在潛移默化中凈化學生的心靈，讓學生通過學習掌握事物發展規律，挖掘事物的本質，通曉天下道理，塑造品格，學會善待社會和他人；在增長知識、提升能力的同時，塑造學生的精神，引領他們成為德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人[6]。同時，通過開展課程思政，教師的思想理論水平得到快速提升。團隊教師對課程思政的起源、意義、內涵、內容、方法進行了深入研究，學習了大量的課程思政文件，搜集了一大批課程思政資料，大大提升了自身修養，在課程思政建設過程中首先提升了自己，堅定了“守好渠，種好田”的理想信念，堅定了為國家站好“三尺講臺”的決心。

參考文獻

[1] 劉玲.高校課程思政的資源及開發研究：基于《高等學校課程思政建設指導綱要》分析[J].高教學刊，2021，7（19）：164-167.

[2] 盧鶇翔.把握本質規律《數學之美》作者吳軍專訪[J].程序員，2012（8）：110-112.

[3] 李月娟，王應洋，張鵬.“自動控制原理”課程的課程思政教育研究[J].教育教學論壇，2021（36）：29-32.

[4] 吳海燕.新工科視角下自動控制原理的課程教學實踐[J].教師，2021（20）：117-118.

[5] 羅盤.舍與得：人生經營的必修課[M].上海：立信會計出版社，2012.

[6] 周穎，張燕，梁秀霞，等.淺談控制理論課程思政[J].電氣電子教學學報，2021，43（6）：68-70，178.

*項目來源：本文系2019年度山東科技大學“新工科背景下應用型本科自動化專業工程教育改革教學團隊”和2020年度“自動控制原理課程思政建設”項目的階段性成果。

作者：程麗平，山東科技大學智能裝備學院，副教授（271000）。