“自動控制原理”課程思政的教學(xué)探索與實踐

摘 要：在以往的教學(xué)中，自動控制原理只注重學(xué)生專業(yè)知識和技能的學(xué)習(xí)，未能將課程思政有效融入教學(xué)。課程以立德樹人為核心目標，深入提煉自動化專業(yè)課程所包含的思政元素，基于理想信念、職業(yè)道德、追求卓越、工匠精神四個維度，重構(gòu)“知識+思政”的內(nèi)容體系，將所挖掘的思政元素有機融入課堂教學(xué)中的各個模塊，并通過采用小組合作、主題討論等互動式教學(xué)手段促進專業(yè)知識和思政的有機融合，在提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的同時，進一步提升了其思想道德修養(yǎng)，實現(xiàn)育人育才同向而行。

關(guān)鍵詞：自動控制原理 立德樹人 思政元素 四個維度

課程思政是黨和國家的重要教育方針，是我國高等教育回歸本心、立德樹人的選擇，也是黨和國家推動中國特色社會主義辦學(xué)宗旨的意志體現(xiàn)[1]，2020年5月，教育部印發(fā)《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，指出實現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)和提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵是全面推進高校課程思政建設(shè)。隨著全國高校思想政治工作會議的召開，黨和國家對于高校思想政治工作提出了新的要求[2]。

1 “自動控制原理”課程思政必要性

“自動控制原理”是一門涉及自動化、電子信息等多個學(xué)科的綜合性課程，是掌握現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的重要基礎(chǔ)。在教授和學(xué)習(xí)“自動控制原理”的過程中，如何進行思政建設(shè)，強化學(xué)生的思想道德教育與職業(yè)素養(yǎng)培養(yǎng)，是當(dāng)前教育教學(xué)中的熱門話題。課程思政是高校實現(xiàn)德育教育有機結(jié)合、培養(yǎng)全面發(fā)展人才的核心途徑之一。如何挖掘思想政治元素，潤物無聲地融入專業(yè)基礎(chǔ)課程中，是課程思政建設(shè)的重點和難點[3]。作為自動化專業(yè)的重要課程，“自動控制原理”對于學(xué)生其他課程的學(xué)習(xí)以及工程實踐都有著至關(guān)重要的影響，也為學(xué)生養(yǎng)成良好的職業(yè)道德和專業(yè)價值觀奠定了基礎(chǔ)。對“自動控制原理”進行課程思政探索和實施，已然成為自動化專業(yè)達成培養(yǎng)德智體美勞全面發(fā)展的應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標的重要途徑。

“自動控制原理”是一門電氣類、自動化類專業(yè)中的專業(yè)基礎(chǔ)課，也是理論與實踐密切結(jié)合的一門學(xué)科[4]。隨著自動控制技術(shù)在智能控制工業(yè)中的應(yīng)用和實踐，其控制理論已經(jīng)成為如電子信息工程、計算機科學(xué)技術(shù)等跨學(xué)科專業(yè)的基礎(chǔ)理論。課程主要從控制理論的基本概念、原理和方法出發(fā)，研究實際工程中控制系統(tǒng)的建立、分析和設(shè)計。由于課程與高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)等課程聯(lián)系較為緊密，對于側(cè)重于工程運用高校的學(xué)生有一定的難度，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往不能很好地建立起一套完整的控制理論思維，無法真正地將所學(xué)所得所悟運用到實際的智能控制工程中去，且學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，往往只注重理論知識的學(xué)習(xí)，忽略了控制工程背后所蘊含的價值思想。在教學(xué)設(shè)計中，以課程內(nèi)容為脈絡(luò)主線，有機加入思政元素，比如融入愛國精神、工匠精神和團隊協(xié)作精神，以此提升學(xué)生的責(zé)任感、全局觀、合作意識、規(guī)劃能力和底線思維。同時，通過這種方式，可以培養(yǎng)學(xué)生的工科人文情懷和專業(yè)素養(yǎng)，實現(xiàn)價值觀的引導(dǎo)，使課程內(nèi)容更加生動、更具吸引力。

課程思政把思想政治理論恰當(dāng)?shù)剡\用到專業(yè)課中，從思想政治理論的角度去重新理解和運用專業(yè)課知識[5]，無痕得融合為一體，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、價值觀，培養(yǎng)正確的思維方式，塑造自主學(xué)習(xí)的良好習(xí)慣，從而達到學(xué)生人生觀、價值觀的有效提升。要想實現(xiàn)專業(yè)基礎(chǔ)課程在教育中的思想價值，關(guān)鍵在于深入探索并利用課程中蘊含的思政元素進行有效的教學(xué)改革。

2 “自動原理課程”課程思政元素及融入點

2.1 緒論——激發(fā)學(xué)生情感共鳴，建立文化自信和專業(yè)自信

該課程的第一章內(nèi)容涉及較多基本概念，枯燥、晦澀，不容易理解。容易讓學(xué)生望而生畏，提不起學(xué)習(xí)的興趣。案例設(shè)計希望通過形象生動的方式展現(xiàn)這些基本概念，降低大家學(xué)習(xí)的畏難情緒。同學(xué)們第一次接觸本課程，希望讓學(xué)生感受我國古代燦爛文明，激發(fā)學(xué)生的文化自信和愛國情感；感受現(xiàn)代科技力量，激發(fā)學(xué)生的專業(yè)自信。一個小小的“銅壺滴漏”蘊含了豐富的科學(xué)知識和人文歷史，而這只是我國燦爛文明中的滄海一粟。還有指南車、地震儀等古代的科技發(fā)明，同學(xué)們可以深刻地感受到我國古代的燦爛文明。放眼現(xiàn)在，自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用遍及各行各業(yè)，無人駕駛、無人機、神舟系列航天飛船等，科技進步為人類社會帶來了翻天覆地的變化，深刻體會到科技強國的力量，激發(fā)學(xué)生的情感共鳴，建立了文化自信和專業(yè)自信。

2.2 控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型——部分與整體、個人分工與合作的關(guān)系

學(xué)生通過理解控制系統(tǒng)的微分方程如何轉(zhuǎn)化為傳遞函數(shù)，進一步能夠應(yīng)用方框圖等效變換或信號流圖技術(shù)來推導(dǎo)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。在這一學(xué)習(xí)目標下，可以有效融入思政元素。通過數(shù)學(xué)變換的映射原理，傳達誠信和平等的價值觀，即你如何對待他人，他人也將如何對待你；對于簡單的系統(tǒng)，可以使用方框圖等效變換，而對于復(fù)雜的系統(tǒng)，則推薦使用信號流圖方法，這種差異化的教學(xué)方法體現(xiàn)了因人而異、因材施教的教學(xué)理念；通過控制系統(tǒng)中的反饋機制，引導(dǎo)學(xué)生在生活和工作中要學(xué)習(xí)自我反省、自我認識和自我提升，成為一個德才兼?zhèn)涞娜?；通過控制系統(tǒng)中各部分與整體的關(guān)系，引申到個人在團隊中的分工與合作，強調(diào)團隊協(xié)作的重要性。

2.3 反饋控制的思想精髓——修正偏差，不斷完善自我

在講授控制系統(tǒng)的基本概念時，可以強調(diào)控制系統(tǒng)作為一個協(xié)調(diào)一致的系統(tǒng)，其目的是實現(xiàn)預(yù)設(shè)的控制目標。但由于外部環(huán)境的干擾，系統(tǒng)輸出可能會偏離預(yù)設(shè)值，這時系統(tǒng)通過監(jiān)測實際輸出并將其反饋到輸入端，形成誤差信號。然后，系統(tǒng)利用這個誤差信號不斷調(diào)整控制策略，以減少偏差，確保輸出能夠符合預(yù)期目標。在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何進行自我調(diào)節(jié)和自我優(yōu)化，掌握自己的命運，主導(dǎo)自己的人生軌跡；此外，還可以強調(diào)預(yù)防優(yōu)于補救的控制策略，即在問題出現(xiàn)之前就采取控制措施，而不是等問題發(fā)生后再去處理。以此引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中要有預(yù)見性，提前做好規(guī)劃和準備，以預(yù)防可能發(fā)生的問題；通過掌握反饋控制的原理，學(xué)生可以更深刻地認識到自我反思和自我改進的價值。正如“每日三省吾身”所倡導(dǎo)的，通過持續(xù)的自我審視和行為調(diào)整，學(xué)生能夠不斷提升自我，成為一個持續(xù)追求自我完善的個體。

2.4 穩(wěn)、準、快——顧大局，識大體，合作共贏

在講解控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析時，可以將控制系統(tǒng)與國家作類比，將國家視為一個大型系統(tǒng)，其穩(wěn)定性是社會進步和人民幸福生活的基石。在我國，社會秩序的穩(wěn)定和人民的福祉得到了保障，這得益于黨的領(lǐng)導(dǎo)和政府的有效協(xié)調(diào)，使得社會各方面的利益得到妥善處理，實現(xiàn)了資源的合理分配。在這個過程中，社會各界通過溝通與合作，積極減少社會矛盾，共同維護國家的穩(wěn)定。通過這樣的教學(xué)內(nèi)容，不僅教授了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析，還向?qū)W生傳達了社會穩(wěn)定對于國家發(fā)展的重要性，以及每個人在維護社會穩(wěn)定中應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。這樣的教學(xué)方式有助于學(xué)生理解國家治理的復(fù)雜性，以及個人在社會穩(wěn)定中的作用，從而培養(yǎng)他們的社會責(zé)任感和集體主義精神。通過觀看視頻和講述使學(xué)生理解控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要意義，進而引申到國家社會、家庭、系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義以及我們應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。引導(dǎo)學(xué)生明白穩(wěn)定是第一要務(wù)，國家、社會也是如此，穩(wěn)定是經(jīng)濟的發(fā)展和人民的幸福生活的前提，應(yīng)自覺維護國家穩(wěn)定。通過這樣的教學(xué)設(shè)計，不僅教授了控制系統(tǒng)的相關(guān)理論，還引導(dǎo)學(xué)生思考如何在個人和社會層面上實現(xiàn)平衡、效率和抗干擾能力的提升，從而促進他們的全面發(fā)展?；凇爸R+思政”的課程設(shè)計如圖1。

3 課程思政實施策略

經(jīng)過課程思政元素的挖掘，將思政元素融入教學(xué)大綱，進一步明確思政教學(xué)目標，并基于現(xiàn)代信息技術(shù)，通過實施“三段式”混合式教學(xué)模式將課程思政有機融入課堂全過程?！白詣涌刂圃怼闭n程思政三段法如圖2所示。

通過對課程教學(xué)設(shè)計，確定教學(xué)方法，突出思政育人的核心地位。充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，以提高學(xué)生的數(shù)字素養(yǎng)為目標，建立課程思政案例庫和視頻庫，形成數(shù)字化課程資源庫，改革創(chuàng)新教學(xué)模式，豐富教學(xué)手段，采用課前預(yù)習(xí)、課中探究、課后拓展三段式學(xué)習(xí)，并將課程思政元素有效融入教學(xué)全過程，構(gòu)建多元化教學(xué)評價體系，衡量教學(xué)目標的達成情況，根據(jù)達成情況持續(xù)改進，同時對思政內(nèi)容進行評價，實現(xiàn)課程的育人育才同向而行。

實施項目化教學(xué)，學(xué)生在課堂上分析實際工程案例，通過項目化學(xué)習(xí)和項目化探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索精神，合作互助意識，學(xué)生更能深刻理解工程倫理教育的必要性，同時可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，活躍課堂氛圍，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為中心”的教育理念，實現(xiàn)知識傳授和能力的培養(yǎng)。

4 特色與創(chuàng)新

根據(jù)新工科建設(shè)背景下高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，“自動控制原理”以國家級一流課程為標準，創(chuàng)新教學(xué)手段，強化教學(xué)設(shè)計，立德樹人，有機融入思政元素。

4.1 規(guī)范課程大綱的思政要求內(nèi)涵

結(jié)合課程知識點和目標，對每章節(jié)的思政內(nèi)容進行了梳理，結(jié)合章節(jié)理論擴展到相應(yīng)的思政融合。把思政教育元素滲透進課程內(nèi)容，通過探討各種社會現(xiàn)象，深化對學(xué)生思想品質(zhì)的引導(dǎo)，重視學(xué)生的道德操守和精神品質(zhì)，從而全面優(yōu)化教學(xué)效果。

4.2 教學(xué)方法改革

引入“融媒體”，講好中國的大工程中的專業(yè)知識，推動學(xué)生樹立正確的科學(xué)觀和實踐精神，實現(xiàn)知識、能力、素質(zhì)有機結(jié)合。在學(xué)生的課程學(xué)習(xí)和實踐活動中，不斷培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力，能夠讓學(xué)生更加深入地了解專業(yè)技能的應(yīng)用，在實踐中不斷完善自己的技能，提升學(xué)生的綜合能力。

4.3 教學(xué)模式調(diào)整

采用問題導(dǎo)向式學(xué)習(xí)模式，學(xué)生組成小組合作完成項目化教學(xué)任務(wù)，即促進學(xué)生把理論融入工程實踐，又培養(yǎng)了學(xué)生集體主義精神和集體榮譽感。而且在此過程中注重培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維，鼓勵學(xué)生創(chuàng)新提高學(xué)生創(chuàng)新的能力，為學(xué)生未來的創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

在專業(yè)基礎(chǔ)課程中實現(xiàn)德育智育人相向而行，圍繞核心的思政元素進行教學(xué)設(shè)計，形成有效的思政-知識面，以增強德育的效果。這種教學(xué)方法被稱為“一課一教法”，即每堂課都有其獨特的教學(xué)方法。對于“自動控制原理”這門課程，課程思政的實踐是一個持續(xù)的過程。在每一次的專業(yè)課程教學(xué)中，都致力于實現(xiàn)價值觀的引導(dǎo)，這種引導(dǎo)如同春風(fēng)細雨般潛移默化，將知識的傳授與價值觀的培養(yǎng)緊密結(jié)合。理論研究與實踐探索相互融合，相互促進，形成了一個有機的整體，確保了課程思政的有效實施。通過這種方式，不僅傳授了專業(yè)知識，還培養(yǎng)了學(xué)生的思想政治素質(zhì)，實現(xiàn)了知識教育與德育教育的有機結(jié)合，確保了課程思政的實際效果。

基金項目：1.2022年河南省本科高校研究性教學(xué)改革研究與實踐項目“基于OBE-CDIO理念建設(shè)混合式一流課程的研究與實踐”（項目編號：2022SYJXLX087）；2.2023年周口師范學(xué)院教育教學(xué)改革研究項目“CDIO+工匠精神視域下電氣類多元主體合作育人模式的探索與實踐”（項目編號：J2022024）。

參考文獻：

[1]何露丹，李桂紅.高等學(xué)校意識形態(tài)建設(shè)“課程思政”新格局探索[J].沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2020，22（1）：6.

[2]鄭永廷.把高校思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程的若干思考——學(xué)習(xí)習(xí)近平總書記在全國高校思想政治工作會議上的講話[J].思想理論教育，2017（1）：4-9.

[3]傅金陽，嚴惠麒，朱志輝.專業(yè)課課程思政無痕化植入方式與教學(xué)模式探索[J].大學(xué)，2020（18）：141-143.

[4]閆同斌，王憲磊，裴玖玲，等.“自動控制原理”省級一流本科課程教學(xué)創(chuàng)新改革與實踐[J].現(xiàn)代職業(yè)教育，2022（41）：24-27.

[5]楊婕音，路娜.課程思政視域下高職藥品類專業(yè)課程與思政課程協(xié)同育人模式研究與實踐[J].知識經(jīng)濟，2020（021）：147-148.