“現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)”課程蘊(yùn)含思政元素分析與教學(xué)實(shí)踐

劉蕾　王晶

［摘 要］ “現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)”是自動(dòng)化專業(yè)的必修課，主要內(nèi)容包括經(jīng)典控制和現(xiàn)代控制兩部分基礎(chǔ)理論。課程理論性較強(qiáng)，在各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中蘊(yùn)含著豐富的思政元素，能夠在潛移默化中實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的思想政治教育，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)與能力、過(guò)程與方法、科學(xué)素養(yǎng)與價(jià)值引領(lǐng)的統(tǒng)一，從而充分發(fā)揮專業(yè)課教學(xué)的育人功能，做到了使專業(yè)課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)，使課程思政實(shí)現(xiàn)了全課程育人，達(dá)到潤(rùn)物無(wú)聲的效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生世界觀、人生觀、價(jià)值觀的引領(lǐng)。

［關(guān)鍵詞］ 現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)；課程思政；立德樹(shù)人；教學(xué)設(shè)計(jì)；課堂教學(xué)

［基金項(xiàng)目］ 2022年度北方工業(yè)大學(xué)現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)項(xiàng)目“本科課程思政示范課程”（108051360022XN560）；2022年度北方工業(yè)大學(xué)校內(nèi)課程建設(shè)項(xiàng)目“智能控制”（108051360022XN752）

［作者簡(jiǎn)介］ 劉 蕾（1984—），女，河北石家莊人，博士，北方工業(yè)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院副教授（通信作者），主要從事奇異系統(tǒng)魯棒控制和故障診斷與容錯(cuò)控制研究；王 晶（1972—），女，河北玉田人，博士，北方工業(yè)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院教授，主要從事復(fù)雜工業(yè)過(guò)程建模和控制與故障診斷研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G641 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A［文章編號(hào)］ 1674-9324（2024）04-0116-04 ［收稿日期］ 2022-11-28

引言

世界著名科學(xué)家、教育家錢(qián)偉長(zhǎng)曾經(jīng)說(shuō)過(guò)：“我們培養(yǎng)的學(xué)生首先應(yīng)該是一個(gè)全面的人，是一個(gè)愛(ài)國(guó)者，一個(gè)辯證唯物主義者，一個(gè)有文化藝術(shù)修養(yǎng)、道德品質(zhì)高尚、心靈美好的人；其次，才是一個(gè)擁有學(xué)科、專業(yè)知識(shí)的人，一個(gè)未來(lái)的工程師、專門(mén)家”。可見(jiàn)在教學(xué)中，知識(shí)的傳授固然重要，但傳授知識(shí)的同時(shí)更要注重思想上的教育與引導(dǎo)，發(fā)揮好課堂教學(xué)主渠道，開(kāi)辟教育教學(xué)新境界，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)與能力、過(guò)程與方法、科學(xué)素養(yǎng)與價(jià)值引領(lǐng)的統(tǒng)一。

課程思政是貫徹落實(shí)黨的二十大精神，推進(jìn)黨的二十大精神入腦、入心、入行的有效渠道。文獻(xiàn)［1］論述了黨的二十大精神融入課程思政的價(jià)值意蘊(yùn)、主要內(nèi)容、實(shí)踐進(jìn)路。對(duì)于工科學(xué)生，懷工業(yè)報(bào)國(guó)之志、厚植愛(ài)國(guó)主義情懷是至關(guān)重要的。工科的課程思政要達(dá)到潤(rùn)物無(wú)聲的育人效果，需要進(jìn)行頂層設(shè)計(jì)，文獻(xiàn)［2］闡述了工科課程思政的全程式教學(xué)設(shè)計(jì)理念，提出根據(jù)課程特色設(shè)定明確的課程思政總目標(biāo)，將國(guó)家科技戰(zhàn)略和中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化通過(guò)寓道于教、寓德于教、寓教于樂(lè)的教學(xué)設(shè)計(jì)有機(jī)融入課程教學(xué)的全過(guò)程，并且在實(shí)際教學(xué)中有所實(shí)踐，效果顯著。

“現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)”課程在很多高校拆分為“自動(dòng)控制原理”和“現(xiàn)代控制理論”兩門(mén)課程，主要是闡述控制理論相關(guān)知識(shí)。文獻(xiàn)［3］強(qiáng)調(diào)了“自動(dòng)控制原理”課程開(kāi)展課程思政建設(shè)的必要性，詳細(xì)列舉了各章知識(shí)點(diǎn)的思政元素融入，根據(jù)該課程的性質(zhì)和特點(diǎn)，通過(guò)觀視頻、悟道理等多種方法挖掘課程中蘊(yùn)含的思政元素，進(jìn)一步將道德規(guī)范、工匠精神、家國(guó)情懷等融入專業(yè)課教學(xué)過(guò)程。文獻(xiàn)［4］以課程中“負(fù)反饋控制原理”為例，進(jìn)行了實(shí)施路徑探索與實(shí)踐研究。一直以來(lái)，教師更關(guān)注思政元素的挖掘、融入、輸出，然而檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果也是至關(guān)重要的。文獻(xiàn)［5］通過(guò)對(duì)課程思政建設(shè)實(shí)施現(xiàn)狀多維度的分析，在闡明課程思政建設(shè)成效評(píng)價(jià)體系的必要性的基礎(chǔ)上，提出課程思政建設(shè)成效評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建路徑與遵循原則，確保達(dá)到提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的核心目標(biāo)。

開(kāi)展課程思政建設(shè)以來(lái)，本著教育者先受教育的原則，筆者從慢慢摸索到不斷實(shí)踐—總結(jié)—提升，有意識(shí)地挖掘思政元素，并潤(rùn)物無(wú)聲地融入課堂，沿著“學(xué)—思—悟—踐”逐步找到思政知識(shí)和專業(yè)知識(shí)結(jié)合的契合點(diǎn)，找到合適的切入點(diǎn)，課程思政使專業(yè)課更具“生命力”。以下為筆者在教授“現(xiàn)代控制工程基礎(chǔ)”課程中，利用課堂主渠道深入挖掘思政元素，并融入思政的教學(xué)設(shè)計(jì)，以及形成考核反饋等方面的總結(jié)和思考。

一、挖掘思政元素，做好教學(xué)設(shè)計(jì)

教師是推進(jìn)課程思政的主體，自動(dòng)化專業(yè)課程思政建設(shè)的目標(biāo)是以自動(dòng)化專業(yè)為載體，結(jié)合本專業(yè)特色和優(yōu)勢(shì)，通過(guò)專業(yè)科學(xué)素養(yǎng)與核心價(jià)值引領(lǐng)，形成特色鮮明的專業(yè)人才培養(yǎng)模式。主要的困難在于教學(xué)設(shè)計(jì)如何做到潤(rùn)物無(wú)聲。首先要明確的是課程思政不是每堂課都要進(jìn)行德育教育，也不是每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都要機(jī)械地安排思政內(nèi)容，而是結(jié)合課程特點(diǎn)挖掘思政元素，選擇合適的切入點(diǎn)，做到有機(jī)融入，即“把鹽灑進(jìn)湯里”。教學(xué)設(shè)計(jì)中采用“五步設(shè)計(jì)法”：連接—呈現(xiàn)—體驗(yàn)—反思—應(yīng)用。其中連接即為通常說(shuō)的“課程導(dǎo)入”，主要目的是要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，具體實(shí)施方法有造氛圍、舉例子、談節(jié)日、講故事等；呈現(xiàn)的形式主要是直觀展示，講授新知識(shí)，可借助視頻材料、歷史文獻(xiàn)、名人逸事等進(jìn)行講解；體驗(yàn)的過(guò)程實(shí)際是深入學(xué)習(xí)的過(guò)程，增加學(xué)生的參與度，以學(xué)生為中心，翻轉(zhuǎn)課堂；反思的主要目的是尋找差距，檢查是否達(dá)成課程思政目標(biāo)，不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并進(jìn)行修正；通過(guò)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)自我升華，例如，在總結(jié)章節(jié)時(shí)讓學(xué)生分組討論后形成意見(jiàn)，派組長(zhǎng)進(jìn)行匯報(bào)分享，要求理論聯(lián)系實(shí)際，體現(xiàn)工匠精神。

融入思政元素的教學(xué)設(shè)計(jì)，關(guān)鍵是要讓學(xué)生能夠自然接受，即認(rèn)為思政元素是課程的一部分，引起學(xué)生的情感共鳴，有效激勵(lì)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)的內(nèi)生動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解、掌握、拓展與深化。需要注意的是，同一門(mén)課程，由于教師風(fēng)格迥異，學(xué)生性格不同，而且隨著社會(huì)的變遷、經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，教學(xué)設(shè)計(jì)需要不斷調(diào)整，教師也要不斷加強(qiáng)學(xué)習(xí)，將思政元素、德育元素滲透課程教育的環(huán)節(jié)，達(dá)到潛移默化的境界。

二、激發(fā)使命擔(dān)當(dāng)，厚植愛(ài)國(guó)主義情懷

通過(guò)融入科學(xué)家的事跡，進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義和科學(xué)精神教育。以榜樣的力量，激勵(lì)學(xué)生熱愛(ài)祖國(guó)、報(bào)效祖國(guó)。運(yùn)用案例研究方法，強(qiáng)調(diào)要善于挖掘控制科學(xué)領(lǐng)域的成功案例，分析其時(shí)代背景、人物事跡（科學(xué)家的成長(zhǎng)故事）、事件（科學(xué)發(fā)展的歷程）的邏輯過(guò)程，特別要挖掘相關(guān)研究領(lǐng)域的科學(xué)家的先進(jìn)事跡，將其愛(ài)國(guó)、敬業(yè)、奉獻(xiàn)、求真、創(chuàng)新的精神展現(xiàn)出來(lái)，讓生動(dòng)的故事感染學(xué)生。

控制科學(xué)有悠久的歷史，許多控制界的專家都有非常勵(lì)志的人生經(jīng)歷。課堂中通過(guò)一些名人的輝煌成就，鼓勵(lì)學(xué)生不斷努力，向更高的目標(biāo)邁進(jìn)。例如，緒論部分講述控制理論發(fā)展史時(shí)可以詳細(xì)介紹中國(guó)控制界第一人——錢(qián)學(xué)森，通過(guò)觀看視頻，讓學(xué)生深刻了解到錢(qián)學(xué)森不僅是科學(xué)的旗幟，更是中華民族知識(shí)分子的典范，是偉大的人民科學(xué)家，號(hào)召學(xué)生向老一輩科學(xué)家學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)他們堅(jiān)定的理想信念和愛(ài)國(guó)主義情懷，以及鍛造嚴(yán)謹(jǐn)、樸實(shí)，實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和品格。也可以根據(jù)新聞時(shí)事，結(jié)合其他領(lǐng)域的科學(xué)家，如呼吸病學(xué)專家鐘南山院士，有院士的專業(yè)、戰(zhàn)士的勇猛，更有國(guó)士的擔(dān)當(dāng)；國(guó)際著名的地球物理學(xué)家黃大年，帶領(lǐng)400多位科學(xué)家創(chuàng)造了多項(xiàng)“中國(guó)第一”，為我國(guó)“巡天探地潛?！碧钛a(bǔ)了多項(xiàng)技術(shù)空白，將自己毫無(wú)保留地交給了祖國(guó)；等等。

“一個(gè)有希望的民族不能沒(méi)有英雄，一個(gè)有前途的國(guó)家不能沒(méi)有先鋒”［6］，一方面可以用鮮活的事例講好科學(xué)家的故事，講好新時(shí)代中國(guó)故事，弘揚(yáng)愛(ài)國(guó)主義精神，激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)情、強(qiáng)國(guó)志、報(bào)國(guó)行；另一方面，要引導(dǎo)學(xué)生聚焦國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，聚焦世界科技前沿，將創(chuàng)新作為學(xué)術(shù)研究的不懈追求，潛心探索、精益求精，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)。

三、錘煉品德修為，強(qiáng)化價(jià)值引領(lǐng)

要注重強(qiáng)化學(xué)生工程倫理教育，21世紀(jì)的工程倫理教育導(dǎo)向是培育多學(xué)科視角和高責(zé)任感的現(xiàn)代工程師，既要具有扎實(shí)的工程專業(yè)能力，又要具備精深的社會(huì)能力。因此，要錘煉品德修為，踐行社會(huì)主義核心價(jià)值觀，學(xué)會(huì)責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。

一是要立足本科教育，強(qiáng)化價(jià)值引領(lǐng)。例如，講到控制論的奠基人——維納時(shí)進(jìn)行價(jià)值觀教育，都知道維納是神童，但“神童”不是天生的，是他強(qiáng)烈的求知欲望和刻苦鉆研的結(jié)果。二是要讓教育者先受教育，教師要以身作則，率先垂范。教師作為人類(lèi)靈魂的工程師，不僅要教好書(shū)，還要育好人，各方面都要以身作則，為人師表。學(xué)生模仿性很強(qiáng)，他們尊重教師，信任教師，將教師作為模仿的對(duì)象。因此，教師要以自己崇高的職業(yè)責(zé)任言傳身教，潛移默化。學(xué)生對(duì)教師的一言一行耳濡目染，無(wú)形地塑造著學(xué)生的心靈。比如在講根軌跡繪制、頻域響應(yīng)曲線繪制的時(shí)候，教師都會(huì)自己帶著尺子，規(guī)范自己的行為，授課時(shí)尺規(guī)作圖，以作示范。三是科研育人，傳承嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度。要將在科研工作中孜孜以求、鉆研敬業(yè)的優(yōu)良工作作風(fēng)潛移默化影響每一位學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)在的拼搏品格，引導(dǎo)學(xué)生不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，將課本中的理論與亟待解決的科學(xué)問(wèn)題充分結(jié)合，正確面對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的不符合規(guī)律的數(shù)據(jù)，讓思政教育真正全方位立體“著陸”，使學(xué)生專業(yè)成才的同時(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真對(duì)待每一件事。

四、課程評(píng)價(jià)與成效

（一）課程考核評(píng)價(jià)的方法

采取有效的考核方法可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，促進(jìn)師生間的互動(dòng)。自2020年開(kāi)展課程思政以來(lái)，思政元素的融入逐年遞增，在考核上，主要體現(xiàn)在課堂表現(xiàn)和思維導(dǎo)圖繪制，2022年還增加了思政話題研討（占總成績(jī)的4%）。課堂表現(xiàn)中通過(guò)交流研討、師生互動(dòng)等方式，展現(xiàn)學(xué)生的表達(dá)能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，繪制思維導(dǎo)圖可訓(xùn)練學(xué)生的工程思維能力和總結(jié)能力。這樣做不但能夠促進(jìn)學(xué)生更加認(rèn)真學(xué)習(xí)思政內(nèi)容，而且能夠幫助教師更好地進(jìn)一步開(kāi)展課程思政的教學(xué)。

（二）學(xué)生評(píng)價(jià)

控制理論的內(nèi)容專業(yè)性很強(qiáng)，涉及的定理常使學(xué)生陷入被動(dòng)，這種情況下，教師可以選擇通過(guò)“思政知識(shí)調(diào)節(jié)器”調(diào)整，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。關(guān)于本課程的課程思政授課效果，對(duì)2019級(jí)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生做了問(wèn)卷調(diào)查，調(diào)查結(jié)果如圖1所示。調(diào)查顯示大多數(shù)學(xué)生比較關(guān)心課堂學(xué)習(xí)中融入時(shí)政類(lèi)話題（占76.67%），在上課過(guò)程中提到的六類(lèi)典型思政話題和四類(lèi)科學(xué)研究方法印象都比較深刻，其中對(duì)錢(qián)學(xué)森故事感興趣的占73.33%，理論與實(shí)際相統(tǒng)一的研究方法占66.67%。

（三）教學(xué)改革成效、示范輻射情況

本課程堅(jiān)持專業(yè)與思想同步育人，學(xué)生的精神面貌得到了改善，學(xué)習(xí)成績(jī)大幅提高，學(xué)習(xí)效果改善明顯，取得了一定的成效。教師在講授思政內(nèi)容的同時(shí)，學(xué)生能夠積極參與討論，提出一些正能量的獨(dú)到見(jiàn)解，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果得到很大的提高。學(xué)生上完課之后，能夠積極參與“挑戰(zhàn)杯”“互聯(lián)網(wǎng)+”等各級(jí)各類(lèi)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目大賽，并取得了較好成績(jī)，充分說(shuō)明了思想政治教育對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)并運(yùn)用專業(yè)知識(shí)起到了促進(jìn)作用。

結(jié)語(yǔ)

要充分發(fā)揮專業(yè)課教學(xué)的育人功能，深入挖掘課程的思政資源和元素，有機(jī)融入專業(yè)課程內(nèi)容講授中，從課程教學(xué)知識(shí)點(diǎn)設(shè)置，教學(xué)方法等進(jìn)行改革與實(shí)踐，潛移默化地實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生的思想政治教育，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)與能力、過(guò)程與方法、情感與價(jià)值三維教學(xué)目標(biāo)的統(tǒng)一，切實(shí)提高“三全育人”質(zhì)量。

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［6］習(xí)近平在頒發(fā)“中國(guó)人民抗日戰(zhàn)爭(zhēng)勝利70周年”紀(jì)念章儀式上的講話［EB/OL］.（2015-09-02）［2022-10-28］.https：//www.gov.cn/xinwen/2015-09/02/content_2924258.htm.

Ideological and Political Elements Analysis and Teaching Practice for Foundation of Modern

Control Engineering Course

LIU Lei， WANG Jing

（School of Electrical and Control Engineering， North China University of Technology，

Beijing 100144， China）

Abstract： Foundation of Modern Control Engineering is a compulsory course for automation major. The main content includes the basic theory of classical control and modern control. This course has a strong theoretical nature and contains abundant ideological and political elements in various knowledge points. It can realize the ideological and political education to the students imperceptibly， and promote the unity of knowledge and ability， process and method， scientific accomplishment and value guidance. Therefore， the educational function of the specialized course teaching can be brought into full play， and the professional course and the ideological and political theory course go in the same direction and form a synergistic effect， to shape the students world outlook， outlook on life， and values.

Key words： Foundation of Modern Control Engineering; curriculum ideology and politics; building morality and cultivating talents; teaching design; classroom teaching