《控制工程基礎(chǔ)》課程思政建設(shè)的實(shí)踐與探索

□王 蕊

立德樹人是國家對新時(shí)代教育根本任務(wù)的新概括，也是對學(xué)校教育提出的新要求。在新的經(jīng)濟(jì)背景下，我國智能制造產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，急需要有知識(shí)、有道德、有擔(dān)當(dāng)?shù)墓こ碳夹g(shù)人才[1]。因此，通過開展課程思政改革，把思政教育有機(jī)融入專業(yè)課堂，構(gòu)建品德塑造、知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)三位一體的教學(xué)體系，是新時(shí)代人才培養(yǎng)的必然要求[2]。《控制工程基礎(chǔ)》課程是機(jī)械類專業(yè)一門重要的專業(yè)領(lǐng)域課。本次課程思政改革以“立德樹人”為核心，堅(jiān)持“德”的引領(lǐng)作用，通過充分挖掘控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性所蘊(yùn)含的思政元素，將道德品質(zhì)教育、辯證思維教育、工程精神教育與控制工程的基本原理相融合，使學(xué)生在掌握控制理論知識(shí)的同時(shí)又受到思想政治教育，實(shí)現(xiàn)“知識(shí)傳授與價(jià)值引領(lǐng)并重”，切實(shí)提高新時(shí)代新工科人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

一、課程思政教育存在的問題

(一)專業(yè)課教師自身認(rèn)知存在偏差。有些老師沒能深入理解課程思政的內(nèi)涵，認(rèn)為課程思政是思政課教師和輔導(dǎo)員的任務(wù)，專業(yè)課教師只需要承擔(dān)本學(xué)科理論知識(shí)和技能的教學(xué)，從而使得專業(yè)課與思政課教學(xué)各司其職，學(xué)科間不能相互滲透和統(tǒng)一。教師自身對課程思政認(rèn)知存在偏差是阻礙課程思政有效開展的主要因素，只有教師自己認(rèn)同課程思政，才能真正起到思政育人的作用。

(二)專業(yè)課教師思政育人能力不足。專業(yè)課教師由于長期從事與本學(xué)科基礎(chǔ)理論相關(guān)的教學(xué)和科研工作，所以不能深入了解思政教育的相關(guān)理論，或者還沒有形成系統(tǒng)的理論知識(shí)體系[3]。目前在專業(yè)課中融入的思政元素?cái)?shù)量少，甚至有些思政元素和專業(yè)課知識(shí)點(diǎn)融合得比較生硬，因此如何提高專業(yè)課教師的政治理論水平，多角度地挖掘蘊(yùn)含在專業(yè)課中的思政內(nèi)涵和元素，是深入開展課程思政所要解決的一個(gè)重要問題。

(三)學(xué)生缺乏對思政課學(xué)習(xí)的自覺性。機(jī)械類專業(yè)的本科生作為國家智能制造產(chǎn)業(yè)的核心力量，除了要掌握專業(yè)理論知識(shí)和實(shí)踐技能以外，還需要具備正確的價(jià)值觀、團(tuán)隊(duì)合作精神、工程職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任感。長期以來學(xué)生都很重視對專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐技能的學(xué)習(xí)，但大部分學(xué)生缺乏對思政課學(xué)習(xí)的自覺性，思想上不重視思政類課程的學(xué)習(xí)，平時(shí)不關(guān)心時(shí)事政治，缺少對社會(huì)和行業(yè)的了解，無法適應(yīng)新時(shí)代的發(fā)展要求。

二、課程思政教學(xué)實(shí)踐

《控制工程基礎(chǔ)》課程在大三第一學(xué)期開設(shè)，共安排48學(xué)時(shí)(其中實(shí)驗(yàn)6學(xué)時(shí))，主要介紹控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的基本原理和思想方法，具有較強(qiáng)的專業(yè)性、邏輯性和實(shí)踐性。在本課程的教學(xué)改革中，緊扣課程知識(shí)點(diǎn)，利用專業(yè)課程優(yōu)勢對學(xué)生進(jìn)行思政教育，將思政元素貫穿于教學(xué)大綱、授課內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等整個(gè)教學(xué)過程，多角度、多層次地對學(xué)生進(jìn)行道德品質(zhì)教育、辯證思維教育、工程精神教育，使課程思政教學(xué)改革成效最大化，具體實(shí)施方法如圖1所示。

圖1 課程思政教學(xué)實(shí)踐方法

(一)修訂課程教學(xué)大綱。以立德樹人根本任務(wù)為引導(dǎo)，結(jié)合2015年頒布的工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)確定工科學(xué)生畢業(yè)要求指標(biāo)，確定《控制工程基礎(chǔ)》課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)的對應(yīng)關(guān)系，特別是對照在人文、工程與社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范等方面提出的通用標(biāo)準(zhǔn)，修訂本課程教學(xué)大綱。圍繞授課內(nèi)容，挖掘和梳理控制理論中蘊(yùn)含的思政元素和育人功能，通過對教學(xué)模式和方法的改革，使學(xué)生在知識(shí)傳授和能力提升的過程中潛移默化地接受思政教育，實(shí)現(xiàn)全方位育人，是本課程思政改革的總目標(biāo)。

(二)“黨建+課程思政”育人模式。鑒于專業(yè)課教師的知識(shí)背景所限，可以通過依靠教工黨支部發(fā)揮堅(jiān)強(qiáng)戰(zhàn)斗堡壘作用，提高教師的政治理論素養(yǎng)。尤其是要充分發(fā)揮“雙帶頭人”教師黨支部書記在黨建和學(xué)術(shù)方面的獨(dú)特優(yōu)勢，把黨建與專業(yè)教學(xué)相融合，為課程思政源源不斷地輸送思想和內(nèi)容，使黨建和課程思政建設(shè)相互促進(jìn)、相得益彰[5]。

(三)引入控制理論中的思政案例?！犊刂乒こ袒A(chǔ)》課程教學(xué)可以結(jié)合典型人物、中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化、科研成果等思政案例，這樣不僅能使學(xué)生更容易理解課程內(nèi)容，還可以激發(fā)學(xué)生的家國情懷和民族自豪感，增強(qiáng)責(zé)任感和使命感。

1.基于“典型人物”的思政案例。在控制理論悠久的發(fā)展歷史中，涌現(xiàn)出許多卓越的科學(xué)家，通過他們的感人事跡使學(xué)生在思想上產(chǎn)生共鳴，激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和奉獻(xiàn)精神。例如，在講述控制理論的發(fā)展史時(shí)，會(huì)重點(diǎn)介紹我國杰出科學(xué)家錢學(xué)森赤誠報(bào)國的案例，以及對我國“兩彈一星”和航天事業(yè)所做出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)，推薦學(xué)生閱讀他的著作《工程控制論》，觀看影片《錢學(xué)森》。在講述控制系統(tǒng)穩(wěn)定性時(shí)，介紹我國科學(xué)家謝緒愷在系統(tǒng)穩(wěn)定性分析中的貢獻(xiàn)。因此，在控制理論的教學(xué)過程中，將教學(xué)內(nèi)容與相關(guān)“典型人物”結(jié)合起來，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)這些偉大科學(xué)家的家國情懷、科學(xué)精神和奉獻(xiàn)精神，引導(dǎo)學(xué)生要勇于擔(dān)當(dāng)和奉獻(xiàn)，踐行報(bào)國之志。

2.基于“優(yōu)秀傳統(tǒng)文化”的思政案例。我國作為世界四大文明古國之一，具有悠久的歷史和優(yōu)良的文化傳統(tǒng)。在緒論講述控制理論的發(fā)展階段時(shí)，以圖片和視頻的形式介紹我國古代的漏壺、候風(fēng)地動(dòng)儀、指南車、自動(dòng)提花織機(jī)、自動(dòng)蒸汽輪船“黃鵠”號(hào)等發(fā)明，從而向?qū)W生展現(xiàn)前期控制階段我國古代人民所做出的重要貢獻(xiàn)，加深學(xué)生對我國優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的認(rèn)知，增強(qiáng)民族自豪感和對民族智慧的敬仰之情，堅(jiān)定文化自信。

3.基于“科技成果”的思政案例。科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步離不開控制理論的發(fā)展和應(yīng)用。在控制理論的教學(xué)內(nèi)容中有很多前沿的研究動(dòng)態(tài)和成果，例如，在講述控制系統(tǒng)的基本要求時(shí)，會(huì)播放數(shù)枚導(dǎo)彈齊發(fā)擊中目標(biāo)的片段，給學(xué)生說明導(dǎo)彈跟蹤目標(biāo)所需過渡時(shí)間過長的話，就不可能擊中目標(biāo)。還可以引入當(dāng)前發(fā)生的科技熱點(diǎn)事件，例如，神舟系列飛船的發(fā)射、嫦娥四號(hào)月背著陸、蛟龍?zhí)栞d人潛水器成功下水、2022年北京冬奧會(huì)餐廳機(jī)器人大廚等。通過把這些科技發(fā)展的實(shí)例引入課堂教學(xué)，不僅可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性，還會(huì)增強(qiáng)學(xué)生的國家榮譽(yù)感和社會(huì)責(zé)任感。

(四)發(fā)掘控制理論中的辯證思維。《控制工程基礎(chǔ)》課程主要研究系統(tǒng)及其輸入、輸出三者之間的相互關(guān)系，課程內(nèi)容蘊(yùn)含著豐富的哲學(xué)思想[6]。例如，在講述控制系統(tǒng)由不同元件組成時(shí)，讓學(xué)生明白每個(gè)元件都起作用才能使系統(tǒng)正常運(yùn)行，由此延伸到科學(xué)研究也需要團(tuán)隊(duì)合作精神，發(fā)揮自己的優(yōu)勢，處理好與其他成員的關(guān)系。在講述二階系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)時(shí)，可以以質(zhì)量—彈簧—阻尼系統(tǒng)為例，說明只有采取合理的折中方案或補(bǔ)償方案，才能設(shè)計(jì)出既有較高阻尼程度，又有較高響應(yīng)速度的二階控制系統(tǒng)。由此引導(dǎo)學(xué)生要把握事物的客觀規(guī)律，用聯(lián)系、發(fā)展、全面的觀點(diǎn)分析和解決問題。從上面實(shí)例可以看出，將控制理論專業(yè)知識(shí)和辯證思維教育有機(jī)結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，還可以利用辯證思維的觀點(diǎn)對控制系統(tǒng)進(jìn)行性能分析，進(jìn)而能思考和解決生活中的實(shí)際問題。

(五)推廣現(xiàn)代信息技術(shù)MATLAB?！犊刂乒こ袒A(chǔ)》課程主要包括系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)校正三個(gè)方面，系統(tǒng)分析是核心，涉及的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)多，繪圖量大，難以在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)展開深入的講解，學(xué)生也聽得空洞乏味，難以理解[7]。因此在控制理論的教學(xué)過程中，引入計(jì)算機(jī)仿真軟件MATLAB準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行系統(tǒng)分析就顯得尤為必要了。例如，在講解二階系統(tǒng)的時(shí)域分析時(shí)，用MATLAB繪制二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)曲線，可以直觀清楚地看到特征參數(shù)阻尼比對系統(tǒng)瞬態(tài)響應(yīng)特性的影響。用MATLAB時(shí)域分析函數(shù)編寫程序，或者LTI Viewer圖形界面工具求解二階系統(tǒng)在欠阻尼狀態(tài)的性能指標(biāo)，可以避免繁瑣的計(jì)算過程。另外，還可以借助基于MATLAB的可視化動(dòng)態(tài)仿真平臺(tái)Simulink對系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，方便對復(fù)雜控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析。由此可見，運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)MATLAB分析和解決控制工程問題，有利于培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力和多學(xué)科交叉意識(shí)，形成科學(xué)的世界觀和方法論。

(六)靈活運(yùn)用多種教學(xué)方法。

1.BOPPPS教學(xué)模型。針對《控制工程基礎(chǔ)》課程內(nèi)容抽象、公式多、理論性強(qiáng)，學(xué)生難以理解的特點(diǎn)，采用BOPPPS教學(xué)模型，將教學(xué)過程設(shè)計(jì)為“引入、目標(biāo)、前測、交互、后測、小結(jié)”六個(gè)階段，從“以教為中心”向“以學(xué)為中心”轉(zhuǎn)變，融入引導(dǎo)式、互動(dòng)式、案例分析等教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，關(guān)注學(xué)生的課堂參與度和“學(xué)到了什么”，通過教學(xué)反饋實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的同步，提升課堂教學(xué)效果。

2.結(jié)合學(xué)習(xí)通線上學(xué)習(xí)平臺(tái)。鑒于現(xiàn)在的學(xué)生都喜歡網(wǎng)絡(luò)交流，并且能熟練地掌握線上平臺(tái)的使用方法，采用線上線下混合教學(xué)，把學(xué)習(xí)任務(wù)、微課視頻、“前測”、“后測”、課后作業(yè)等教學(xué)環(huán)節(jié)利用學(xué)習(xí)通完成，還可以將與課程相關(guān)的新聞時(shí)訊、前沿科技知識(shí)、科學(xué)家事跡和著作也在學(xué)習(xí)通發(fā)布。通過依托互聯(lián)網(wǎng)方便、高效、快捷的優(yōu)勢，教師可以根據(jù)平臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)和學(xué)習(xí)效果，及時(shí)調(diào)整教學(xué)方案；對于學(xué)生而言，不僅可以提高學(xué)習(xí)的參與度，還可以了解時(shí)事和行業(yè)動(dòng)態(tài)，關(guān)注社會(huì)發(fā)展，主動(dòng)承擔(dān)起建設(shè)制造強(qiáng)國的歷史責(zé)任。

3.完善課程隱性思政考核方式。傳統(tǒng)的課程考核由平時(shí)成績(20%)、實(shí)驗(yàn)成績(10%)和期末考試成績(70%)組成，其中平時(shí)成績主要依據(jù)出勤率和作業(yè)完成情況。這種考核方式強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，而忽視了學(xué)習(xí)的過程，無法準(zhǔn)確衡量學(xué)生在學(xué)習(xí)中的參與度和成效。因此，在將思政教育融入課程教學(xué)后，要注重將過程性考核和結(jié)果性考核相結(jié)合，將學(xué)生的課堂表現(xiàn)、學(xué)習(xí)通平臺(tái)學(xué)習(xí)記錄、章節(jié)測試成績等隱性思政元素納入考核范疇，合理分配各部分權(quán)重，從多個(gè)維度對學(xué)生進(jìn)行全面考核。另外，圍繞“學(xué)習(xí)能力的提升”“工程實(shí)踐能力的提升”“科學(xué)思維和科學(xué)精神的培養(yǎng)”“科技成果體驗(yàn)”“課程考核方式合理性”等方面開展問卷調(diào)查，可以全面地了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成效。

四、結(jié)語

通過多角度發(fā)掘思政元素與《控制工程基礎(chǔ)》課程內(nèi)容映射點(diǎn)和融入點(diǎn)，采用設(shè)計(jì)典型思政教學(xué)案例、改進(jìn)教學(xué)方法和模式、完善課程考核評(píng)價(jià)方式等措施，將思政教育和專業(yè)教育同步進(jìn)行，探索了一種適合控制理論教學(xué)的思政融合新模式，使學(xué)生在獲取專業(yè)知識(shí)和培養(yǎng)能力的同時(shí)實(shí)現(xiàn)品德塑造，從而達(dá)到立德樹人的教育目標(biāo)，符合新時(shí)代對工程技術(shù)人才培養(yǎng)的要求。