國產自主工業(yè)軟件MWORKS教學中的課程思政建設探究

基金項目：2025年教育教學改革研究項目“面向‘總師型’人才培養(yǎng)的“教賽研用’四維融合無人系統(tǒng)教學改革”（2025JGY64）；“MWORKS應用驗證項目立項課程”。

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A

引言

隨著科學技術的發(fā)展，利用專業(yè)輔助設計軟件開展控制系統(tǒng)的設計與分析，已經成為控制相關專業(yè)科研人員的必備技能，也成為控制理論相關學科的重要教學內容。但目前該類課程的教學內容主要依賴于國外軟件，隨著中美科技領域競爭的加劇，國外軟件的“斷供”風險將會嚴重影響教學活動的正常開展和國家科技的原始創(chuàng)新。因此，在當前復雜多變的國際形勢下，高等院校必須積極開展基于國產自主工業(yè)軟件的教學活動，助力國產工業(yè)軟件全面普及，推動國產工業(yè)軟件應用人才培養(yǎng)，支撐國家信息安全和產業(yè)自主可控。

課程思政建設能夠將思想政治教育與專業(yè)課程教學有機融合，使學生在學習專業(yè)知識的同時，樹立正確的世界觀、人生觀、價值觀，增強對國家科技發(fā)展的認同感和責任感，為我國科技發(fā)展和控制領域培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|人才。因此，在國產自主工業(yè)軟件教學中，不僅要傳授軟件的使用知識和技能，更要將思政元素有機融入教學活動中，利用國產自主軟件與課程思政教學的天然紐帶關系，全面提高學生的思想政治素養(yǎng)。本文圍繞“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”本科教學課程，在完成“科教融合，教競一體”教學活動設計的基礎上，挖掘思政教學元素、設計思政教學方案、凝練思政教學意義，從而形成國產工業(yè)軟件教學中的課程思政教學體系，助力國產工業(yè)軟件的發(fā)展和用戶生態(tài)的建立。

“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”教學活動設計

MWORKS是一款面向智能設計與仿真驗證的國產工業(yè)軟件平臺，為控制系統(tǒng)設計與系統(tǒng)建模仿真提供了統(tǒng)一高效的運行環(huán)境和功能豐富的函數工具。課程團隊基于相關科研項目經歷和軟件使用經驗，開設了“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證\"課程。通過教學活動設計，一方面使學生熟練掌握國產自主工業(yè)軟件MWORKS的相關知識，高效開展控制系統(tǒng)的設計、驗證及分析等工作；另一方面有效培育國產軟件的用戶生態(tài)，助力國產工業(yè)軟件發(fā)展。

1.圍繞控制系統(tǒng)設計流程的課程教學內容設計

在課程教學內容方面，教學團隊聚焦控制系統(tǒng)的算法設計與驗證的典型工作流程，首先將其拆解為需求分析、總體規(guī)劃、數學建模、模型處理、特征分析、算法設計、仿真驗證、代碼實現等多個設計環(huán)節(jié)，并歸納各環(huán)節(jié)的工作內容；然后對MWORKS相關的軟件功能模塊進行分析，梳理出不同工作內容所涉及的工具模塊和函數方法，從而形成了圍繞控制系統(tǒng)設計流程的課程教學內容（見圖1）。

2.面向科教融合教競一體的課程教學步驟設計

“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”的教學具有涉及專業(yè)多、理論知識廣、實踐需求強等特點。因此，為了提高學生的學習興趣，增強學生的動手能力和學習積極性，團隊圍繞課程內容教學主線，基于科教融合、教競一體的教學理念，設計了多層分解、逐步遞進的教學步驟（見圖2）。結合控制系統(tǒng)設計工程實踐對課程知識點進行重構和串聯，實現理論教學與綜合實踐互補的教學過程，提高學生對課程內容和專業(yè)應用的認知與理解，促進學生形成終身學習能力，培養(yǎng)學生的動手實踐能力和綜合運用能力。

通過設計“無人車避障算控制專業(yè)工作展望 基本概念原理方法補充 控制領域專業(yè)問題分解 法”競賽，開展基于模型軟件功能能力展示 基礎例題編程思維培訓 行業(yè)應用例題深入耦合 的控制方案設計，打通自主軟件思政教育“教競一體”的教學環(huán)境教學構成 教學構成 教學構成 教學構成激發(fā)興趣 夯實基礎 工程應用 綜合實踐教學目的 教學目的 教學目的 教學目的介紹MWORKS在控制系統(tǒng)設計過程中發(fā)揮的作用， 培養(yǎng)學生扎實的理論基礎 引異學生專業(yè)方向 培養(yǎng)學生的動手實踐能展示軟件解決控制系統(tǒng)設 力、科研創(chuàng)新精神、綜合計問題的強大應用能力， 鍛煉學生基礎的編程能力 分析和處理能力，提高學 應用素質和團隊協(xié)作能力激發(fā)學生自主學習興趣 生的實踐能力

“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”課程思政設計

思政教育是實現立德樹人這項教育基本目標的重要途徑，在專業(yè)課程中融入思想政治教育內容是我國高等教育一項重要的國家戰(zhàn)略部署。本文圍繞“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”的課程教學內容，從相互關系、內涵挖掘、實施方案、培養(yǎng)效果等幾個方面論述課程思政的教學體系（見圖3）。

1.國產工業(yè)軟件教學活動中思政元素的相互關系

國產工業(yè)軟件教學與課程思政元素相互融合，共同服務于高素質人才培養(yǎng)的目標。（1）國產工業(yè)軟件教學是課程思政的有效載體：國產工業(yè)軟件從受制于國外技術壟斷，到國內團隊自主研發(fā)突破，再到部分產品在市場嶄露頭角，其發(fā)展歷程蘊含豐富的思政素材，可用于培養(yǎng)學生的愛國主義情懷、創(chuàng)新精神和責任感。（2）思政元素是國產工業(yè)軟件教學的指路明燈：通過課程思政教學，明確教學目標為培養(yǎng)兼具專業(yè)技能與愛國精神、社會責任感、創(chuàng)新意識的高素質人才，確保教學方向與國家需求一致。（3）二者融合提升教學效果和人才培養(yǎng)質量：教學內容通過兩者融合得以優(yōu)化，更緊密貼合國家科技發(fā)展需求與科研實踐場景。一方面，讓學生深刻認識知識的實踐價值，激發(fā)學習主動性；另一方面，幫助學生在提升專業(yè)能力的過程中，塑造正確價值觀，強化職業(yè)道德與團隊協(xié)作意識，使其在復雜環(huán)境中能做出正確價值判斷，更好地適應社會發(fā)展需要。

2.國產工業(yè)軟件教學活動中思政元素的內涵挖掘

該課程主要面向航空航天領域的飛行器控制系統(tǒng)設計，基于國產自主工業(yè)軟件，圍繞控制系統(tǒng)設計的主要工作流程展開教學內容。自主工業(yè)軟件、自動控制專業(yè)、航空航天領域等均與課程思政存在天然聯系，蘊藏著豐富的思政教學素材。課程將從發(fā)展歷程、技術特點、應用領域等多個維度深入挖掘課程思政內涵，形成思政案例。

（1）從軟件研發(fā)歷程挖掘：國產工業(yè)軟件的研發(fā)過程充滿艱辛與挑戰(zhàn)。從最初技術探索階段面臨技術基礎薄弱、資金短缺等困境，到逐步攻克關鍵技術，實現軟件功能迭代與性能優(yōu)化，每個階段都蘊含著寶貴的思政元素。研發(fā)人員在困境中展現的堅韌毅力、創(chuàng)新勇氣，以及對國產軟件發(fā)展的堅定信念，都是值得學生學習的精神品質。（2）從軟件技術特點挖掘：MWORKS集成計算機、控制、電氣等多學科知識，為控制系統(tǒng)設計與仿真驗證提供豐富工具資源。其研制過程要求開發(fā)人員融合多學科知識，通過團隊協(xié)作將理論與工程經驗轉化為實用成果。通過挖掘技術特點中的思政元素，可培養(yǎng)學生筑牢專業(yè)根基、強化學科融合、注重團隊協(xié)作、秉持嚴謹態(tài)度、弘揚創(chuàng)新精神的科研素養(yǎng)。3）從軟件應用領域挖掘：MWORKS作為新一代科學計算與仿真建模軟件，廣泛應用于航空航天、汽車制造等領域，有效提升產業(yè)研發(fā)效率與質量。在課程聚焦的飛行器制導控制系統(tǒng)設計中，軟件應用深度融入“兩彈一星\"“載人航天\"“航空報國\"等精神內涵。通過實際案例，可激勵學生樹立自力更生、艱苦奮斗、無私奉獻、勇于攀登的情懷。

圖2“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”的教學步驟設計

圖3“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”的課程思政體系

3.國產工業(yè)軟件教學活動中思政元素的實施方案

課程通過構建多樣化的課程思政教學方案，采用歷史回顧、政策宣講、典型案例教學、裝備科研實踐、綜合實踐等方式，引導學生在專業(yè)知識的學習過程中體悟課程中的思政內涵，從而實現以歷史教育人、以政策引導人、以案例感動人、以工程指導人、以實踐磨煉人的課程思政教學目標。

（1）國產工業(yè)軟件發(fā)展回顧：課程開篇系統(tǒng)回顧了我國工業(yè)軟件從空白起步、由弱變強的歷程——從20世紀80至90年代的探索起步，到新世紀后的發(fā)展低谷，再到近年來的機遇與挑戰(zhàn)。并以MWORKS軟件為例，介紹研發(fā)團隊十余年的持續(xù)投入，讓學生深度了解我國科技工作者的奮斗精神與創(chuàng)新能力，增強民族自豪感，激發(fā)學生投身國家科技自主創(chuàng)新的使命感。

（2）國家相關政策法規(guī)宣講：在近年來國際形勢日趨復雜的背景下，國家出臺一系列政策規(guī)劃，對工業(yè)軟件產業(yè)的支持力度不斷加強。通過解讀近期國務院及工業(yè)和信息化部、科技部、國家發(fā)展改革委等部委的相關政策文件，讓學生深刻認識到所學內容與國家戰(zhàn)略的緊密聯系，增強學生的時代責任感和歷史使命感，使他們能夠將個人發(fā)展融入國家發(fā)展大局。

（3）身邊教師榜樣案例育人：作為以國防領域為重要服務方向的著名工科高校，眾多畢業(yè)生積極投身國防工業(yè)建設。教學團隊教師的同窗與學生中，許多人已成長為科研院所的型號總師和技術骨干。在課程教學中，授課老師以身邊鮮活的育人案例為例，詳細講述他們在求學、工作及科研歷程中的經歷，以生動案例激勵學生樹立“為國鑄劍、獻身國防”的崇高志向。

（4）裝備科研環(huán)節(jié)全面介紹：課程圍繞飛行器制導控制系統(tǒng)的設計過程展開，教學團隊結合前期豐富的工程實踐經驗，詳細講解科研流程規(guī)范與真實工作場景，讓學生對未來的科研工作有更清晰的認識，對職業(yè)發(fā)展道路有更明確的規(guī)劃。通過沉浸式認知科研實踐，幫助學生實現學用結合、以學促用、以用強學的良性循環(huán)。

（5）綜合實踐競賽團隊協(xié)作：為了讓學生深入理解工程科研實際問題，課程參照學科競賽規(guī)則，設計了綜合實踐競賽教學環(huán)節(jié)。學生以小組為單位，分工明確、協(xié)作配合，共同完成方案設計、模型搭建、仿真驗證、系統(tǒng)調試等任務。通過實踐競賽，有效培養(yǎng)學生的知識綜合運用能力、團隊協(xié)作能力和技術溝通能力。

4.國產工業(yè)軟件教學活動中思政元素的培養(yǎng)效果

通過思政元素的引入，培養(yǎng)學生的家國情懷、創(chuàng)新精神、團隊協(xié)作能力和綜合視野，增強學生服務國家科技發(fā)展的責任感與歷史使命感。

（1）理解國家發(fā)展戰(zhàn)略：讓學生深刻認識所學專業(yè)與國家戰(zhàn)略的緊密聯系，樹立服務國家需求的職業(yè)觀和價值觀，增強時代責任感和歷史使命感。（2）培養(yǎng)愛國奉獻情懷：讓學生深刻感悟我國科技工作者的艱苦奮斗精神與創(chuàng)新擔當，培養(yǎng)愛國奉獻情懷，激發(fā)民族自豪感。（3）鼓勵自主創(chuàng)新精神：激發(fā)學生自主創(chuàng)新思維，鼓勵其在學習與工作中勇于探索未知、追求技術突破，為國家科技發(fā)展注入創(chuàng)新活力。（4）強化團隊協(xié)作意識：通過團隊綜合實踐，強化學生團隊協(xié)作意識，提升溝通協(xié)作能力。（5）拓寬知識視野與綜合能力：通過源于工程實踐的案例教學與課程內容設計，拓寬學生知識視野，提升綜合分析能力與跨學科學習能力。

結語

本文以“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設計與仿真驗證”課程為依托，構建系統(tǒng)的課程思政教學體系。教學活動設計圍繞控制系統(tǒng)設計流程規(guī)劃內容，依托科教融合、教競一體理念設計教學步驟，重構串聯知識點，提升學生學習與實踐能力，為課程思政奠定基礎；課程思政建設剖析國產工業(yè)軟件教學與思政元素的內在聯系，挖掘工業(yè)軟件發(fā)展歷程、技術特點、應用領域中的思政內涵。通過多元思政實施路徑，有效激發(fā)學生家國情懷、創(chuàng)新與團隊協(xié)作精神，增強其責任感與使命感；拓寬知識視野，助力學生成長為德才兼?zhèn)洹⑦m應國家科技發(fā)展需求的高素質人才，為國產工業(yè)軟件生態(tài)建設與科技自立自強注入動能。

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（常曉飛、楊韜、符文星：無人系統(tǒng)技術研究院）