融入思政教育的“自動(dòng)控制原理”課程改革探討

姜冠杰 李 琦 李伯群

（遼寧科技大學(xué)電子與信息工程學(xué)院 遼寧·鞍山 114051）

1 為什么實(shí)施課程思政教育

對(duì)專(zhuān)業(yè)課程進(jìn)行思政教育，是響應(yīng)習(xí)近平總書(shū)記的號(hào)召。習(xí)總書(shū)記在2016年的全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上指出：“做好高校思想政治工作，要因事而化、因時(shí)而進(jìn)、因勢(shì)而新。要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對(duì)性，滿(mǎn)足學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展需求和期待，其他各門(mén)課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使各類(lèi)課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)?！?018年，習(xí)近平總書(shū)記在北京大學(xué)師生座談會(huì)和全國(guó)教育大會(huì)上分別強(qiáng)調(diào)“我們的教育要培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人”?；诖耍浞煮w現(xiàn)國(guó)家高校“立身之本在于立德樹(shù)人”的理念，對(duì)專(zhuān)業(yè)課程加強(qiáng)思政建設(shè)。

“自動(dòng)控制原理”課程思政改革，主要通過(guò)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程的課堂主渠道，切實(shí)落實(shí)全國(guó)高校思政工作會(huì)議精神，強(qiáng)調(diào)“專(zhuān)業(yè)知識(shí)傳授中的價(jià)值引領(lǐng)”原則，既使學(xué)生充分掌握科學(xué)知識(shí)，又使學(xué)生得到思想政治教育，最終的目標(biāo)是培養(yǎng)出能夠建設(shè)具有中國(guó)特色社會(huì)主義的人才。

2 “自動(dòng)控制原理”課程特點(diǎn)及思政教育改革目標(biāo)

本文針對(duì)我校電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程“自動(dòng)控制原理”進(jìn)行思政教育改革，共64學(xué)時(shí)（理論52學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)）。“自動(dòng)控制原理”是一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，涉及的內(nèi)容非常廣泛，因此學(xué)習(xí)難度大。同時(shí)，學(xué)生們需要在學(xué)習(xí)本課程之前掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)，如高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)、電路和模擬電子技術(shù)等。本課程屬于經(jīng)典控制理論，主要處理單輸入單輸出定常反饋控制系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握經(jīng)典控制理論的三種分析方法，即時(shí)域法，根軌跡法和頻域法，圍繞三個(gè)性能指標(biāo)，對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與綜合，繼而培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)際中分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的能力。該課程為現(xiàn)代控制理論、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及智能控制導(dǎo)論等后繼課程打下了必要的理論基礎(chǔ)。

“自動(dòng)控制原理”的思政教育改革，結(jié)合思政教育的目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生在上課過(guò)程中出現(xiàn)的一些問(wèn)題，將課程內(nèi)容和學(xué)生的思想動(dòng)態(tài)相結(jié)合，對(duì)該課程進(jìn)行一系列改革。在講授專(zhuān)業(yè)課程的同時(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行思政教育，幫助學(xué)生養(yǎng)成正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，建立符合社會(huì)主義核心價(jià)值的人生觀，形成洞察世界的科學(xué)態(tài)度和不拘一格的創(chuàng)新思維，從而為祖國(guó)培養(yǎng)出建設(shè)社會(huì)主義的工程師。

3 融入思政教育的“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)改革內(nèi)容

融入思政教育的“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)改革主要從兩個(gè)方面進(jìn)行：

（1）將思政教育與理想信念相結(jié)合，進(jìn)行及時(shí)性思政教育。針對(duì)上課過(guò)程中學(xué)生出現(xiàn)的不良問(wèn)題給予及時(shí)修正，進(jìn)行思想政治教育，充分體現(xiàn)立德樹(shù)人的教育理念。

部分學(xué)生日常上課中出現(xiàn)學(xué)習(xí)態(tài)度不積極，當(dāng)聽(tīng)不懂課程內(nèi)容時(shí)就放棄學(xué)習(xí)，甚至產(chǎn)生厭學(xué)情緒，因此，在教師在授課時(shí)要及時(shí)給予思想政治教育，通過(guò)講事實(shí)，擺道理，激勵(lì)學(xué)生前行。心理學(xué)上講，與身邊的人比較更易獲得幸福感。通過(guò)給出鮮活的事例，特別是生活在我們身邊的人的成功事例,培養(yǎng)學(xué)生克服困難的決心和堅(jiān)定的信念，敢于迎接挑戰(zhàn)的勇氣，培養(yǎng)學(xué)生的對(duì)祖國(guó)的責(zé)任感和使命感。鼓勵(lì)學(xué)生先設(shè)立當(dāng)前目標(biāo)，再樹(shù)立遠(yuǎn)大理想，一步一個(gè)腳印，踏踏實(shí)實(shí)走人生，實(shí)現(xiàn)報(bào)效祖國(guó)的理想。這充分體現(xiàn)及時(shí)性思政的重要性。

（2）將思政教育與自動(dòng)控制原理專(zhuān)業(yè)知識(shí)相結(jié)合。緊緊圍繞“立德樹(shù)人”的教育理念，在對(duì)“自動(dòng)控制原理”課程知識(shí)點(diǎn)講解時(shí)，融入馬克思主義基本原理和具有鮮明家國(guó)情懷、能很好體現(xiàn)社會(huì)主義核心價(jià)值觀、具有強(qiáng)烈時(shí)代責(zé)任感和民族自豪感的實(shí)例或故事。通過(guò)融會(huì)貫通的講解，學(xué)生不僅能學(xué)到專(zhuān)業(yè)知識(shí)，與此同時(shí)還能加強(qiáng)思想政治的學(xué)習(xí)，從而使自動(dòng)控制原理專(zhuān)業(yè)知識(shí)不再枯燥無(wú)味，思想政治教育亦不再空洞。

在第1章中，主要介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念，要求學(xué)生掌握自動(dòng)控制方式、閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成和基本環(huán)節(jié)、自動(dòng)控制系統(tǒng)的類(lèi)型和自動(dòng)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，特別掌握反饋思想。例如，在講“自動(dòng)控制系統(tǒng)”的概念時(shí)，指出整個(gè)社會(huì)也是一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，結(jié)合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)政策、人口政策等，充分說(shuō)明我國(guó)的各項(xiàng)政策制定充分反映了反饋調(diào)節(jié)的思想。講自動(dòng)控制理論的發(fā)展史，講述我國(guó)控制論的奠基人錢(qián)學(xué)森的高尚愛(ài)國(guó)情操和卓越的專(zhuān)業(yè)貢獻(xiàn)。講述新中國(guó)工業(yè)控制領(lǐng)域的成就，比如航天、鋼鐵、機(jī)器人制造等領(lǐng)域；講述中國(guó)的工業(yè)4.0和兩化（自動(dòng)化和信息化）融合的中國(guó)制造2025，利用數(shù)字化手段，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。講述我校教師在工業(yè)自動(dòng)化方面的工作成就：承擔(dān)鞍鋼熱軋生產(chǎn)線1700，1780和2150的厚度控制系統(tǒng)以及營(yíng)口鲅魚(yú)圈鋼廠的1580厚度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；與上市公司鞍山聚龍公司在金融自動(dòng)化領(lǐng)域方面的合作所取得的成績(jī)；還有其他參與的自動(dòng)化公司合作項(xiàng)目和國(guó)家、省級(jí)自然基金項(xiàng)目。從而使學(xué)生更好地了解自己的專(zhuān)業(yè)，并激發(fā)學(xué)生對(duì)自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)的信心，繼而激發(fā)學(xué)生愛(ài)院、愛(ài)校乃至愛(ài)國(guó)情懷，激勵(lì)學(xué)生奮發(fā)向上，勇攀高峰。第2章主要介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，要求學(xué)生掌握如何建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)微分方程，掌握傳遞函數(shù)的定義并求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，學(xué)會(huì)通過(guò)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換求傳遞函數(shù)，繪制信號(hào)流圖用梅森公式求出系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。引導(dǎo)學(xué)生如何發(fā)現(xiàn)科學(xué)問(wèn)題并描述問(wèn)題，這也是辯證唯物主義中的認(rèn)識(shí)論范疇。在建立微分方程中，通過(guò)輸入量和輸出量的不同選取，得到的數(shù)學(xué)模型可能是不同的。對(duì)于個(gè)人，選擇不同的伙伴，得到的結(jié)果是不盡相同。選擇好的伙伴會(huì)達(dá)到事半功倍的效果。在第3章中講述自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析，目的在于分析系統(tǒng)的暫態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性，從而得出改善系統(tǒng)性能的方向。結(jié)合控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，通過(guò)講解穩(wěn)定性對(duì)于控制系統(tǒng)的重要性，延伸穩(wěn)定性對(duì)個(gè)人、家庭，乃至社會(huì)的重要意義。個(gè)人也是個(gè)系統(tǒng)，當(dāng)受到來(lái)自于外界的干擾時(shí)，如何能做到像穩(wěn)定的控制系統(tǒng)那樣，迅速而平穩(wěn)的調(diào)節(jié)，最終消除干擾的影響，是十分必要的。因此，在日常學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)該提高抵御外界干擾因素的能力，提高自我專(zhuān)注力，更好地完成學(xué)業(yè)。穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性（穩(wěn)態(tài)誤差）的矛盾性，體現(xiàn)出兼顧二者平衡的重要性，充分反映了辨證唯物主義和諧共生思想。高階系統(tǒng)的暫態(tài)響應(yīng)分析將其近似簡(jiǎn)化為二階系統(tǒng)，這反映出哲學(xué)中將復(fù)雜問(wèn)題簡(jiǎn)單化的道理，為學(xué)生提供學(xué)習(xí)和生活中處理問(wèn)題的方法。在穩(wěn)定判據(jù)方面，介紹我國(guó)科學(xué)家謝緒愷在控制系統(tǒng)穩(wěn)定性中的貢獻(xiàn)及治學(xué)風(fēng)范，培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷。第4章中的根軌跡法，是根據(jù)反饋系統(tǒng)開(kāi)環(huán)和閉環(huán)傳遞函數(shù)之間的關(guān)系，利用開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)求閉環(huán)系統(tǒng)特征根的方法。通過(guò)根軌跡法，可以求出閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。根軌跡法從哲學(xué)的角度告訴學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的方法多種多樣，當(dāng)直接的方法不好用，就換個(gè)角度，利用間接的方法解決問(wèn)題。繪制根軌跡的法則中，起點(diǎn)和終點(diǎn)的繪制類(lèi)似于哲學(xué)中的問(wèn)題從哪里來(lái)到哪里去，通過(guò)形象生動(dòng)地闡述，使學(xué)生更容易理解根軌跡，繼而更好地掌握本章內(nèi)容。第5章的頻率法是研究自動(dòng)控制系統(tǒng)的一種工程方法，根據(jù)系統(tǒng)的頻率特性間接地揭示系統(tǒng)的暫態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性，可以簡(jiǎn)單迅速地判斷某些環(huán)節(jié)或者參數(shù)對(duì)系統(tǒng)的暫態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性的影響，并能指明改進(jìn)系統(tǒng)的方向。掌握頻率特性的定義及表示方法，掌握開(kāi)環(huán)頻率特性曲線的繪制，奈氏判據(jù)和穩(wěn)定裕度的計(jì)算。進(jìn)一步揭示了解決問(wèn)題的方法多樣性的道理。第6章關(guān)于線性系統(tǒng)的校正方法-采用頻率法校正控制系統(tǒng)。這兩章都是頻域里對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和改進(jìn)。相比于時(shí)域，是從另一個(gè)角度分析問(wèn)題。所以要多種角度看問(wèn)題。

4 融入思政教育的“自動(dòng)控制原理”課程考核機(jī)制

在以往的教學(xué)過(guò)程中，課程考核方式采用平時(shí)成績(jī)（占10%）+實(shí)驗(yàn)成績(jī)（占20%）和考試成績(jī)（占70%）。平時(shí)成績(jī)主要是考核出勤率、作業(yè)上交情況以及平時(shí)小測(cè)驗(yàn)。融入思政教育后，將學(xué)生在德育方面的表現(xiàn)引入課程考核機(jī)制，更加關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。如：平時(shí)作業(yè)是否獨(dú)立完成；課堂出勤更加關(guān)注課上表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行思政教育，而不僅僅依據(jù)單純的出席率。這樣，促使學(xué)生更加注重平時(shí)表現(xiàn)，集中精力，專(zhuān)心聽(tīng)課，繼而端正學(xué)習(xí)態(tài)度，修復(fù)自身缺點(diǎn)。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)將思政教育融于“自動(dòng)控制原理”課程，把思想教育貫穿專(zhuān)業(yè)知識(shí)教學(xué)全過(guò)程，通過(guò)深入淺出的舉例，使學(xué)生在理解專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，學(xué)會(huì)如何養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和方法，如何成為德才兼?zhèn)涞挠杏弥?，從而?shù)立正確世界觀、人生觀和價(jià)值觀。