融入思政元素的“自動(dòng)控制理論”課程建設(shè)

曹 敏，徐凌樺

（貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院 貴州 貴陽(yáng) 550025）

“自動(dòng)控制理論”是自動(dòng)化、機(jī)械、測(cè)控技術(shù)等控制類專業(yè)的核心課程，與實(shí)現(xiàn)我國(guó)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)建設(shè)目標(biāo)息息相關(guān)，因此，在“自動(dòng)控制理論”課程中融入思政元素，進(jìn)行思政教育具有重大意義。

1 課程教學(xué)目標(biāo)

“自動(dòng)控制理論”是一門以原理為主的理論性課程，其內(nèi)容主要從數(shù)學(xué)模型出發(fā)，講述自動(dòng)控制基本原理和控制系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的基本方法。加入思政元素后，課程教學(xué)目標(biāo)由原來(lái)的“知識(shí)培養(yǎng)目標(biāo)+能力培養(yǎng)目標(biāo)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸R(shí)培養(yǎng)目標(biāo)+能力培養(yǎng)目標(biāo)+素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)”。

1.1 知識(shí)培養(yǎng)目標(biāo)

學(xué)生在學(xué)習(xí)完“自動(dòng)控制理論”課程后，應(yīng)了解并掌握自動(dòng)控制的基本概念，自控系統(tǒng)的基本組成、分類及基本要求；了解系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的概念、種類，掌握線性定常系統(tǒng)建模的方法、各類數(shù)學(xué)模型之間的轉(zhuǎn)換及系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化等相關(guān)知識(shí)；掌握系統(tǒng)分析方法及各種方法的特點(diǎn)、使用場(chǎng)合等，掌握系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念及判穩(wěn)方法，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能及相應(yīng)的性能指標(biāo)；了解并掌握校正的概念、分類、PID 控制規(guī)律；掌握線性定常系統(tǒng)常用校正方法、校正裝置及其設(shè)計(jì)思路；掌握基于MATLAB 的控制系統(tǒng)建模、分析及校正的實(shí)現(xiàn)。

1.2 能力培養(yǎng)目標(biāo)

在學(xué)習(xí)完“自動(dòng)控制理論”課程后，學(xué)生應(yīng)具備以下能力：能夠搭建自動(dòng)控制理論知識(shí)體系內(nèi)容的整體框架；能對(duì)工程中常見(jiàn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)一定的化簡(jiǎn)及抽象，根據(jù)已知的物理、化學(xué)及電學(xué)定理定律，結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)建立線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、能使用結(jié)構(gòu)圖、信號(hào)流圖來(lái)描述系統(tǒng)；能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)化，求出系統(tǒng)的輸入輸出模型；能使用不同的分析法（時(shí)域法、根軌跡法、頻域法）分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能及穩(wěn)態(tài)性能并計(jì)算相應(yīng)的性能指標(biāo)；能對(duì)不滿足性能指標(biāo)的系統(tǒng)進(jìn)行校正并設(shè)計(jì)校正裝置或PID 控制器；能借助MATLAB 對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行建模、繪制根軌跡圖及奈奎斯特圖，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析或簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。鼓勵(lì)學(xué)生利用課外時(shí)間通過(guò)自主學(xué)習(xí)方式不斷擴(kuò)充相關(guān)知識(shí)技能，開(kāi)闊專業(yè)視野，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)的能力。

1.3 素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)

圍繞“立德樹(shù)人”這一中心思想，“自動(dòng)控制理論”課程素質(zhì)培養(yǎng)目標(biāo)為：增強(qiáng)學(xué)生歷史使命感和社會(huì)責(zé)任意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是、勤奮創(chuàng)新、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Ｑ芯窦翱茖W(xué)精神；增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生勇于擔(dān)當(dāng)職責(zé)，培養(yǎng)大局意識(shí)及科學(xué)報(bào)國(guó)意識(shí)，弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神；增強(qiáng)學(xué)生的科技強(qiáng)國(guó)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、工科人文情懷和精益求精的大國(guó)工匠精神。

2 融入思政元素的課程建設(shè)

“自動(dòng)控制理論”課程的思想政治教育建設(shè)可圍繞著科技報(bào)國(guó)、科學(xué)精神、科學(xué)思維、工匠精神、團(tuán)結(jié)協(xié)作意識(shí)等方面展開(kāi)：

結(jié)合自動(dòng)控制理論的發(fā)展歷史、我國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃、將自動(dòng)化領(lǐng)域的最新研究成果、最新理論、最新前沿、最新實(shí)踐成果以及對(duì)我國(guó)自動(dòng)化、現(xiàn)代化做出貢獻(xiàn)的杰出科學(xué)家們的豐功偉績(jī)等引入課程教學(xué)，豐富課程內(nèi)容，拓展學(xué)生知識(shí)視野，讓學(xué)生了解并熟悉自動(dòng)化在對(duì)應(yīng)專業(yè)的應(yīng)用情況，建立并增強(qiáng)民族自豪感和自信心。培養(yǎng)學(xué)生的工科人文情懷，引導(dǎo)學(xué)生將個(gè)人目標(biāo)與我國(guó)現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略目標(biāo)統(tǒng)一起來(lái)，建立科技報(bào)國(guó)的信念。

把“中國(guó)自動(dòng)化之父”“中國(guó)導(dǎo)彈之父”“中國(guó)航天之父”錢學(xué)森的事跡引入課程教學(xué)，弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)習(xí)的目的與自我人生價(jià)值的實(shí)現(xiàn)以及中國(guó)夢(mèng)的實(shí)現(xiàn)之間的內(nèi)在聯(lián)系，激勵(lì)學(xué)生為實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興而刻苦學(xué)習(xí)，努力奮斗。組織學(xué)生查閱并觀看錢學(xué)森的故事，用錢老先生的生平事跡鼓勵(lì)學(xué)生好好學(xué)習(xí)，掌握自動(dòng)控制理論課程內(nèi)容，厚積薄發(fā)，夯實(shí)專業(yè)知識(shí)，學(xué)以致用，以扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)為后繼課程的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備，增強(qiáng)歷史使命及社會(huì)責(zé)任意識(shí)，堅(jiān)定科技報(bào)國(guó)、終身學(xué)習(xí)思想，樹(shù)立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

本著“自動(dòng)化是現(xiàn)代化實(shí)現(xiàn)的重要標(biāo)志，而自動(dòng)控制理論則是自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的原理和方法”這個(gè)中心思想，結(jié)合“自動(dòng)控制理論”課程的具體內(nèi)容，研究課程特點(diǎn)，挖掘課程內(nèi)容與社會(huì)主義核心價(jià)值觀的隱性的、內(nèi)在的聯(lián)系。采用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法、教學(xué)策略，制訂切實(shí)可行的課程教學(xué)設(shè)計(jì)，將課程中涉及的科學(xué)思維、科學(xué)精神及匠人精神、大局意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作等隱性思政元素如涓涓細(xì)流般自然融入課程教學(xué)，潛移默化地對(duì)學(xué)生的思想形成正向的引導(dǎo)和激勵(lì)作用。

3 思政融入教學(xué)設(shè)計(jì)案例

“自動(dòng)控制理論”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)通常圍繞著“為什么學(xué)”，“學(xué)什么”和“如何學(xué)”三個(gè)問(wèn)題展開(kāi)，強(qiáng)調(diào)“學(xué)為中心”，及“目標(biāo)導(dǎo)向”，主要包括教學(xué)主題（教學(xué)內(nèi)容）、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)、課件設(shè)計(jì)、主要教學(xué)手段和方法、教學(xué)資源及工具、教學(xué)過(guò)程各階段時(shí)間分配、各階段設(shè)計(jì)意圖、師生活動(dòng)安排、課后評(píng)價(jià)與反思等內(nèi)容。整個(gè)課程教學(xué)基于BOPPPS教學(xué)理念，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”，教師“教”和學(xué)生“學(xué)”均采用“課前——課中——課后”三段式教學(xué)模式，首尾相接，形成閉環(huán)，如圖1 所示。

圖1 三段式教學(xué)模式

課前環(huán)節(jié)通常含有預(yù)習(xí)引導(dǎo)、問(wèn)題導(dǎo)入、預(yù)習(xí)視頻推送及簡(jiǎn)單的概念性測(cè)試等，旨在讓學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容有一個(gè)整體輪廓，建立知識(shí)框架，知道將要學(xué)什么，可線上完成；而課中環(huán)節(jié)則通過(guò)針對(duì)不同教學(xué)內(nèi)容所設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)，利用信息工具和各種教學(xué)手段，以學(xué)生為中心，以目標(biāo)為導(dǎo)向，讓學(xué)生理解并掌握相應(yīng)知識(shí)，細(xì)化課程內(nèi)容，并融入相關(guān)的思政元素，激發(fā)并訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力，增強(qiáng)學(xué)生科技報(bào)國(guó)意識(shí)、職業(yè)道德素養(yǎng)、家國(guó)情懷、工匠精神等。課后通過(guò)作業(yè)、小組討論、知識(shí)拓展等讓學(xué)生將所學(xué)知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化并根據(jù)學(xué)生掌握情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，從而改進(jìn)教學(xué)設(shè)計(jì)。表1（p108）為“自動(dòng)控制理論”課程的教學(xué)設(shè)計(jì)樣例。

表1

4 結(jié)語(yǔ)

“自動(dòng)控制理論”是自動(dòng)化專業(yè)的基礎(chǔ)核心課程。挖掘課程內(nèi)容中蘊(yùn)含的思政元素并以“潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”的方式融入課程教學(xué)，使思政教育順其自然，已成為授課教師的一個(gè)新課題。一方面，教師需要改變傳統(tǒng)僅注重知識(shí)傳授及技術(shù)能力培養(yǎng)的教學(xué)目標(biāo)，制定知識(shí)培養(yǎng)與思政教育并行的培養(yǎng)目標(biāo)，將課程相關(guān)的行業(yè)時(shí)事、名人、關(guān)鍵事件等有機(jī)融合到課程教學(xué)過(guò)程中。另一方面又要避免為了思政而思政，“硬思政”，“強(qiáng)思政”。為此，授課教師需要不斷地進(jìn)行探索，按照挖元素——定目標(biāo)——融入教學(xué)內(nèi)容——教學(xué)設(shè)計(jì)——教學(xué)實(shí)踐——教學(xué)反思——優(yōu)化調(diào)整的步驟積極實(shí)踐，尋求切實(shí)可行的隱性思政方案，言傳身教，弘揚(yáng)科技報(bào)國(guó)、科學(xué)思維、工匠精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作精神，為課程思政貢獻(xiàn)自己的一份力量。