機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程思政教學(xué)探討

李艷杰 于曉琳 王磊 徐麗

10.3969/j.issn.1671-489X.2022.03.111

摘 要 落實(shí)全國(guó)教育大會(huì)關(guān)于“三全育人”的工作部署，對(duì)沈陽理工大學(xué)機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程在教學(xué)方法上進(jìn)行改革、在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行調(diào)整，深入挖掘課程中蘊(yùn)藏的思想價(jià)值和精神內(nèi)涵，并以短視頻、線上線下混合教學(xué)等多種方式與專業(yè)教育恰當(dāng)融合，培養(yǎng)符合新時(shí)代需求的專業(yè)技術(shù)人才，實(shí)現(xiàn)立德樹人的根本目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)；課程思政；三全育人；慕課；微課；混合式教學(xué)；CourseMaker

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2022）03-0111-03

0 引言

習(xí)近平總書記在全國(guó)教育大會(huì)上關(guān)于高等教育的重要講話為廣大高等教育工作者扎根中國(guó)大地辦好中國(guó)特色社會(huì)主義高等教育指明了奮斗方向，深刻回答了培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人的問題。2020年6月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，明確指出：工學(xué)類專業(yè)課程要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程是機(jī)械大類各相關(guān)專業(yè)大三學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課、必修課，受眾面廣。課程主要講授經(jīng)典控制理論對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行分析和綜合的基本理論與方法及其在工程領(lǐng)域的應(yīng)用，為后續(xù)專業(yè)課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，是理論性很強(qiáng)的一門課。隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在航空航天、制造業(yè)、交通、能源等眾多行業(yè)被廣泛應(yīng)用，極大地提高了社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善了人們的生活水平。

本課程在教學(xué)改革探索過程中，以習(xí)近平總書記對(duì)青年學(xué)生提出的“愛國(guó)、勵(lì)志、求真、力行”四個(gè)希望為核心進(jìn)行思政內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)，在專業(yè)知識(shí)講授過程中恰當(dāng)?shù)厝谌霅蹏?guó)精神、工匠精神、團(tuán)隊(duì)精神以及學(xué)校特色傳承的兵工精神，提高學(xué)生的穩(wěn)定意識(shí)、大局意識(shí)、協(xié)作意識(shí)、規(guī)劃意識(shí)、底線意識(shí)，培養(yǎng)工科學(xué)生的人文情懷、專業(yè)素養(yǎng)等，實(shí)現(xiàn)價(jià)值觀引領(lǐng)，使課程內(nèi)容變得更鮮活、更有感染力。

1 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程中主要的思政

元素

本課程的專業(yè)核心教學(xué)內(nèi)容包括緒論、數(shù)學(xué)建模、時(shí)域和頻域性能分析、穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差分析和系統(tǒng)校正等內(nèi)容，涉及的理論和工程應(yīng)用的背后蘊(yùn)含著著名科學(xué)家的貢獻(xiàn)、關(guān)于辯證統(tǒng)一的科學(xué)認(rèn)識(shí)論、頑強(qiáng)不屈的工匠精神等多種精神內(nèi)涵。表1按專業(yè)知識(shí)的教學(xué)內(nèi)容與體系列出專業(yè)知識(shí)與思政教育的映射和融入點(diǎn)，并示例部分具體的思政元素。

2 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程思政教學(xué)探討

專業(yè)課程教學(xué)融入思政元素，對(duì)專業(yè)課教師的教學(xué)能力提出更高的要求，如何能夠在保證專業(yè)知識(shí)體系完整的前提下，盡量以“潤(rùn)物細(xì)無聲”的方式融入思政元素，做到恰如其分，是需要深度思考和反復(fù)實(shí)踐的。

本課程思政教學(xué)融合了PPT展示、短視頻、慕課、網(wǎng)上交流等多種教學(xué)手段。目前，本課程作為校級(jí)一流本科課程，已經(jīng)在中國(guó)大學(xué)慕課網(wǎng)以獨(dú)立SPOC方式實(shí)現(xiàn)了線上與線下混合式教學(xué)。課程組充分利用慕課平臺(tái)的功能將相關(guān)思政元素制作成短視頻或PPT的形式上傳至慕課平臺(tái)，學(xué)生可以隨時(shí)隨地觀看學(xué)習(xí)，并開通網(wǎng)上問答交流功能，很好地形成互動(dòng)。同時(shí)，針對(duì)素材給出以選擇題和填空題為主的思政教學(xué)過程考核，并以一定的權(quán)重納入最后總評(píng)。

短視頻是目前十分火爆的互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容傳播方式，深受青年人的喜愛。課程組充分搜集與課程內(nèi)容相關(guān)的資料，使用CourseMaker這一微課制作軟件制作20多個(gè)視頻教學(xué)短片，上傳到慕課平臺(tái)。短片內(nèi)容緊湊，文案與視頻恰當(dāng)結(jié)合，專業(yè)知識(shí)點(diǎn)與思政元素有機(jī)融合，不生硬說教，能啟迪學(xué)生的思想，深受學(xué)生喜愛。

拉普拉斯變換是本課程最重要的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，對(duì)工程類學(xué)生只要求理解會(huì)用即可，不要求嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臄?shù)學(xué)證明，但對(duì)應(yīng)用型本科學(xué)生來說仍然很難。為了激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，課程組制作的微課整合了拉普拉斯本人的人生經(jīng)歷以及華為創(chuàng)始人任正非先生接受采訪的視頻資料：“我們知道的是微小的，我們不知道的是無限的”，拉普拉斯對(duì)任何領(lǐng)域都保持濃厚興趣并孜孜以求；華為也正是因?yàn)橹匾暬A(chǔ)學(xué)科研究和對(duì)科技研發(fā)的大力投入，才有了今天的成績(jī)。學(xué)生看后很受鼓舞。

謝緒愷教授在1957年中國(guó)第一次力學(xué)會(huì)議上提出線性系統(tǒng)穩(wěn)定性的代數(shù)判據(jù)，后被稱為“謝緒愷判據(jù)”，在控制理論的發(fā)展歷程中終于有了以中國(guó)人名字命名的研究成果。謝教授當(dāng)年僅32歲。2015年，已經(jīng)耄耋之年的謝教授還心念年輕學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的困難，手寫書稿、手繪圖表，出版《高數(shù)筆談》一書。謝教授的貢獻(xiàn)不僅增強(qiáng)了學(xué)生的民族自信心，同時(shí)令學(xué)生感佩他終身學(xué)習(xí)的態(tài)度和心懷祖國(guó)未來的責(zé)任心。學(xué)生反饋認(rèn)為上課認(rèn)真聽講、獨(dú)立完成作業(yè)、順利通過課程考核，是他們最基本的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，應(yīng)更加努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，為將來用知識(shí)貢獻(xiàn)社會(huì)打好基礎(chǔ)。

在“控制系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差”一章，課程更新引入神舟十二號(hào)與中國(guó)空間站成功對(duì)接的素材?？臻g交會(huì)對(duì)接被形象地稱為“萬里穿針”，對(duì)控制精度的要求非常高，是載人航天活動(dòng)的三大基本技術(shù)之一。這一素材既可以讓學(xué)生對(duì)本章理論知識(shí)的應(yīng)用場(chǎng)景有更直觀的認(rèn)識(shí)，又可以激發(fā)學(xué)生對(duì)我國(guó)最新航天科技發(fā)展的自豪感。最新的科技動(dòng)態(tài)引入課堂也會(huì)讓學(xué)生體會(huì)到教師對(duì)教學(xué)的精益求精，也是對(duì)學(xué)生言傳身教的鮮明體現(xiàn)。

理論與實(shí)踐相結(jié)合是很好的教學(xué)手段。在“控制系統(tǒng)的綜合與校正”一章，在理論講解的基礎(chǔ)上，用實(shí)際工程系統(tǒng)的PID控制實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)學(xué)生開展求真務(wù)實(shí)的科學(xué)態(tài)度和工匠精神的培養(yǎng)。課程組還嘗試以PID為切入點(diǎn)，線上開展關(guān)于經(jīng)典與現(xiàn)代的關(guān)系的討論，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)與人文的結(jié)合。學(xué)生積極參與討論，教師也全力走進(jìn)青年學(xué)生的思想世界，做到教學(xué)相長(zhǎng)。

教學(xué)內(nèi)容中可融入的思政元素較多，教學(xué)設(shè)計(jì)過程中堅(jiān)持以學(xué)生為主體，強(qiáng)化隱性教育，力爭(zhēng)做到融入流暢、恰到好處，似鹽溶于水，同時(shí)注意收集學(xué)生的反饋意見，保持開放設(shè)計(jì)，及時(shí)調(diào)整內(nèi)容、方法和手段。

3 基于CourseMaker制作微課

微課制作技術(shù)手段很多，由于本課程的思政教育微課均是專業(yè)課教師自行完成，因此，選擇一個(gè)易學(xué)易用的編輯工具會(huì)降低教師的視頻制作難度，使教師更聚焦課程思政元素的深度挖掘、相關(guān)資料的收集以及文案的撰寫等核心工作。使用Course-Maker軟件可以很方便地用時(shí)間軸的方式布置視頻、音頻、字幕、摳像、轉(zhuǎn)場(chǎng)動(dòng)畫等，可以配合智能筆進(jìn)行PPT講解，可以錄屏、錄音，還可以制作與學(xué)生的問答互動(dòng)，制作后視頻發(fā)布方便。

圖1為用Coursemaker制作微課的界面截圖。該微課整合了多個(gè)關(guān)于我國(guó)無人機(jī)發(fā)展的視頻，配以文案和解說，帶片頭和片尾，用.MP4格式輸出。這段六分鐘的視頻文件大小為175 MB，視頻清晰度和流暢度等能滿足教學(xué)要求。

4 結(jié)束語

結(jié)合機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，在對(duì)學(xué)生系統(tǒng)講授專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，踐行“三全育人”理念，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的認(rèn)識(shí)論和方法論，幫助其樹立報(bào)效祖國(guó)的使命感和責(zé)任感。思政元素的融入應(yīng)盡量自然、貼切，不留痕跡，融入點(diǎn)盡力貼近學(xué)生的生活和思維方式，方能真正引起他們的共鳴。機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程思政教學(xué)初步實(shí)施效果良好，后續(xù)會(huì)根據(jù)學(xué)生反饋，進(jìn)一步豐富教學(xué)手段和教學(xué)內(nèi)容。

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*項(xiàng)目來源：沈陽理工大學(xué)2020年度課程思政專項(xiàng)課題“《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》課程思政研究”。

作者：李艷杰，沈陽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，教授，教研室主任，長(zhǎng)期從事機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程教學(xué)，研究方向?yàn)闄C(jī)器人智能控制；于曉琳、王磊、徐麗，沈陽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，副教授（100159）。