航空航天背景下自動控制原理課程思政教學設計與實踐

時偉　陳濺來　楊德貴　梁步閣　趙黨軍

摘? 要：思政課的本質是講道理，是落實立德樹人根本任務的重要舉措。該文通過航空航天背景下自動控制原理課程建設的具體實踐，深入挖掘課程蘊含的思政元素，將其與專業(yè)知識內容有機融合，采用靈活的授課形式與教學方法，提高思政課教學的實效性。通過課堂教學實踐，取得良好的效果。

關鍵詞：航空航天；自動控制原理；思政教育；教學設計；人才培養(yǎng)

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）11-0005-04

Abstract： The essence of the ideological and political course is reasoning， and it is an important measure to implement the fundamental task of morality education. Through the specific practice of "Principles of Automatic Control" course construction under the background of aerospace， this paper digs out the ideological and political education resources contained in the professional courses， and integrates the knowledge content of the course itself with the ideological and political education materials，? organically integrates the ideological and political content with professional knowledge content，adopts flexible teaching forms and methods for improving the effectiveness of ideological and political education. From the final construction results， it verifies that good results were achieved．

Keywords： aerospace; Principles of Automatic Control; ideological and political education; teaching design; personnel training

通俗地講，教育目的就是培養(yǎng)一個對社會和個人都“有用”的人，其不僅是知識技能傳授的過程，更重要的還是一個能力和思想素質塑造的過程，必須從教育“育人”本質要求出發(fā)，從國家意識形態(tài)戰(zhàn)略高度出發(fā)，將道德要求、價值觀念、思想認識和政治理念有機融入教學過程，深入發(fā)掘課程思政資源，將各類課程與思政理論課同向同行，形成協(xié)同效應，把“立德樹人”作為教育根本任務的一種綜合教育理念[1-2]。

課程思政是落實立德樹人根本任務的重要舉措，2022年習近平總書記在中國人民大學考察調研時強調：“思政課的本質是講道理”。充分挖掘課程本身的知識內容與其中蘊含的思政育人素材，優(yōu)化教學案例設計是提高課程思政教學質量的前提[3]。

一? 自動控制原理課程思政設計總體思路

自動控制原理課程是具有一般方法論特點的專業(yè)基礎課，隨著計算機技術的迅速發(fā)展，自動控制技術已涉及幾乎所有工程學科并逐漸向政治、經(jīng)濟等領域滲透的具有多學科應用背景的科學技術，是目前國內外工程教學的核心課程，其理論思想貫穿于整個專業(yè)領域。自動控制原理在航空航天領域的重要性不言而喻，從“兩彈一星”到如今的“高鐵”“神舟飛船”“空間站”“深海探測”等，每一項工程的成功實現(xiàn)都凝聚了眾多科學家的無私奉獻、求實和創(chuàng)新等精神。隨著航空航天技術的發(fā)展，思政育人素材也會越來越豐富。所以在自動控制原理的學習中，強調從系統(tǒng)整體角度分析、研究和解決問題，融入科學價值觀、工匠思想和創(chuàng)新思維等，找準課程中思政映射與融入點，凝練課程的核心價值觀，選擇恰當?shù)慕虒W模式、教學方法和教學手段，采用合理的教學評價方式，讓學生在學習專業(yè)知識的同時，樹立愛國愛家、積極樂觀、銳意進取和勇于探索的人生理念，并將其貫穿于今后的學習、工作和生活中[4-10]?？傮w思路如下。

1）針對課程理論性比較強的屬性，采用宏觀知識框架+問題導向式+公式物理意義詳細闡述+應用案例+個性化實踐教學方式，融合現(xiàn)代信息技術教學手段，提高課程理論和實踐教學效果。

2）完善課程教學培養(yǎng)方案，修訂教學大綱，根據(jù)新教學大綱制作能體現(xiàn)課程思政特點的新課件。專業(yè)課程的思政教育，關鍵在于思政融入點的挖掘，有可能是小曲線大人生、小公式大道理等，也可能是一“點”多“面”，一“面”多“點”，一“點”即為一個理論知識點，多“面”即為多個思政取向。所以課題在思政元素挖掘上，以小理論融入大道理為主。同時，在教授方式上，為增進育德效果，在保持政治核心元素的基礎上，將探索實施靈活的教授方法，不再局限于一“點”一“元”，通過隱性潛移默化的、一次次的價值引導，將理論知識的傳輸與正確價值觀的塑造緊密協(xié)作，實現(xiàn)立德樹人之根本目的。

3）融入思政育人評價，完善課程考核評價體系，使德育元素成為考核的重要內容。

二? 自動控制原理課程思政元素及融入點

根據(jù)總體設計思路，結合課程理論授課要點，整理出部分思政映射與融入點見表1。

通過理論知識和思政元素的有效融入，潛移默化中讓學生明白學好一門課程不僅是掌握知識，還是一種責任，個人發(fā)展同國家戰(zhàn)略需求相結合，要有大局意識，樹立遠大理想和宏偉目標。鼓勵學生在學習過程中，要善于思考、善于總結，養(yǎng)成勤思考、多觀察的習慣；細節(jié)決定成敗，通過現(xiàn)象看本質，知己知彼，百戰(zhàn)不殆；學習要有規(guī)劃，做事要留有余地、以不變應萬變；不要迷失方向，要勇于做社會擔當者。

三? 自動控制原理課程思政教學實踐案例分析

（一）? 案例概述及意義

控制系統(tǒng)校正方法是經(jīng)典控制理論的一個重要組成部分。本案例從設計自動控制系統(tǒng)的基本步驟出發(fā)，引出設置控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)的必要性；然后，通過原理示意圖，對系統(tǒng)校正概念及常用校正方式進行定性分析，引導學生從工程的角度思考理論問題，強調理論與實踐的重要性。本案例在講解過程中，通過播放嫦娥五號月表采樣、奮斗者號馬里亞納海溝作業(yè)和C919核心飛控系統(tǒng)現(xiàn)場短視頻，幫助學生理解控制系統(tǒng)被控對象在實際工程中的體現(xiàn)，并穿插“自我情緒調節(jié)”“積極樂觀”的健全人格和嚴謹理性的思想，強調“校正”在系統(tǒng)與人生中的重要作用，讓學生正確認識人生。

（二）? 教學目標（含課程思政目標）

1? 知識目標

掌握常用校正方式及其特性。

2? 能力目標

在工程實際中對系統(tǒng)進行校正時，能正確選擇合適的校正連接方式。

3? 課程思政目標

1）通過播放嫦娥五號月表采樣、奮斗者號馬里亞納海溝作業(yè)和C919核心飛控系統(tǒng)短視頻，一方面加深對“被控對象”概念的理解，引出設置控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)的必要性；另一方面，通過短視頻告訴學生，國家在尖端領域已經(jīng)能夠上“天”入“海”，培養(yǎng)學生的國家自豪感。同時，“空”中（比如C919核心飛控系統(tǒng)處于國外封鎖中）還處于攻堅階段，學生不僅要航天報國、航海報國，還要航空報國。

2）通過對設置控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)進行必要性認識，聯(lián)想到不僅控制系統(tǒng)中需要校正，“校正”在人生中也具有重要作用。人生軌跡可能會有迷茫、有坎坷，理想與現(xiàn)實總會有些差別，在出現(xiàn)不盡如人意的時候，及時通過自我調節(jié)（負反饋消除負能量，正反饋增加正能量）或求助于外界（外接“校正”環(huán)節(jié)，比如老師、輔導員等）。通過控制系統(tǒng)與人生成長歷程的對比，培養(yǎng)學生樹立正確的人生觀，時刻嚴格要求自己向榜樣、模范學習，見賢思齊，及時糾正偏差，做更好的自己。

（三）? 教學實施方案

在教學方式上，重點放在探究能力、創(chuàng)新思維能力、人生價值觀、理論與工程相結合思維能力的培養(yǎng)，融入國家自豪感教育，采用引導+提問+自由討論等方式，問題驅動，輔以實物、多媒體、網(wǎng)絡（QQ等）和MATLAB軟件等多手段，激發(fā)學生的興趣。

1? 課前準備

在QQ群提前把本講導學單推送給學生，指導學生預習本節(jié)課程的內容，初步了解本節(jié)教學的重點和難點。

2? 課堂學習

采用ISW的BOPPPS教學模式。采用一節(jié)課BOPPPS教學模式，分知識點講解與小結。

1）Bridge-in（課程導入）（1.5 min）。從控制系統(tǒng)設計基本步驟出發(fā)，穿插相關短視頻，說明設置控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)必要性，導入授課內容，激發(fā)學生興趣。

2）Pre-Assessment（前測）（2 min）。根據(jù)預學單內容提問學生，了解學生的課前準備情況及對本堂課知識點的把握。

3）Objectives（課程目標）（0.5 min）。梳理本章知識點，明確本節(jié)課程的教學目標、教學重點難點。

4）Participatory Learning（參與式學習）（10 min）。采用引導+提問+自由討論等方式，問題驅動，輔以實物、多媒體、網(wǎng)絡（QQ等）和MATLAB仿真等多方式講授。在內容上，設置多個問題，由問題引導出理論知識點，并融入人生價值觀、愛國情懷等教育；在學習方法上，強調從系統(tǒng)整體角度分析、研究和解決問題，并融入科學價值觀、工匠思想、創(chuàng)新思維；比如，在學習過程中，鼓勵學生自由提問和討論。

5）Post-Assessment（后測）和Summary（總結）（2 min）。和學生一起回顧本小節(jié)主要知識點，梳理重點內容，以帶有標記的文字突出這些內容。

3? 課后復習拓展

1）鼓勵學生積極參與QQ教學群師生交流與討論；

2）設置課后思考題；

3）督促學生完成課后作業(yè)。

（四）? 教學實施

1? 課前導學

課前導學的主內容、數(shù)學目的及要求等見表2。

2? 課程導入和前測

通過控制系統(tǒng)設計基本步驟和視頻，加深學生對“被控對象”概念的理解，引出設置控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)的必要性。從工程應用實際中，幫助學生對相關知識的理解。指導學生預習本節(jié)課程的內容，初步了解本節(jié)教學的重點和難點，如圖1所示。

從控制系統(tǒng)設計基本步驟出發(fā)，穿插播放嫦娥五號月表采樣、奮斗者號馬里亞納海溝作業(yè)和C919核心飛控系統(tǒng)短視頻，說明設置控制系統(tǒng)校正環(huán)節(jié)必要性，激發(fā)學生學習本講知識額興趣；通過導學單問題，導入授課內容。

3? 理論教學

掌握常用校正方式及其特性；在工程實際中對系統(tǒng)進行校正時，能正確選擇合適的校正連接方式。思政總體目標：融入科學價值觀、工匠思想和創(chuàng)新思維等，讓學生在學習專業(yè)知識的同時，能夠樹立愛國愛家、積極樂觀、銳意進取和勇于探索的人生理念，并將其貫穿于今后的學習、工作和生活中，如圖2所示。

以結構圖的動畫演示，幫助學生對控制系統(tǒng)校正的理解。

根據(jù)所學知識，以提問的方式讓學生參與到問題的討論中，比如系統(tǒng)分析和系統(tǒng)校正如何區(qū)別。通過討論，學生對系統(tǒng)分析的實質與系統(tǒng)校正的內涵有更深地認識。

“校正”目的是達到預定的目標。有些人的目標可能一致，但達到目標所采用的的方式會因人而異，有的簡單高效，有的相對復雜，不管采用什么方式，采用科學合理方式的同時，貴在堅持。

（五）? 案例實施效果

自動控制原理課程思政建設方案已在課堂教學中付諸實施，并在中南大學學院課程思政教學設計大賽和教學比賽中分獲特等獎和一等獎。學生在課堂中體驗的不僅是知識理論的學習，更是一種潛移默化的價值觀的階段樹立過程，學習自動控制復雜理論的同時，透過現(xiàn)象看本質，養(yǎng)成勤思考、多觀察的習慣，學習要有規(guī)劃，做事要留有余地、以不變應萬變。

四? 結束語

課程思政建設是一項系統(tǒng)工程，自動控制原理課程是一門理論性和工程應用性都很強的技術基礎課，學習難度較大，其思政建設和改革必須繼續(xù)探索、深化和完善。在教學實施過程中，需要正確理解課程專業(yè)目標和育人目標之間的關系，在分析教學理論材料的基礎上挖掘思政元素，把所挖掘的思政元素合理融入教學方案中，優(yōu)化教學設計，確保知識教育與思政教育的協(xié)調統(tǒng)一。

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基金項目：湖南省普通高等學校教學改革研究項目“一流專業(yè)建設背景下的探測制導與控制技術專業(yè)人才培養(yǎng)新模式研究與實踐”（2021jy056）

第一作者簡介：時偉（1975-），男，漢族，安徽淮南人，博士，副教授。研究方向為導航制導與控制。

*通信作者：陳濺來（1990-），男，漢族，湖南衡陽人，博士，副教授。研究方向為雷達成像。