《自适应控制》思政教学改革的探索与实践

周 玲 王鸿懿 陈志盛

（长沙理工大学电气工程学院 湖南·长沙 410114）

随着《关于深化新时代学校思想政治理论课改革创新的若干意见》，以及《高等学校课程思政建设指导纲要》的发布，高校逐步深入推进思想政治工作综合改革，重点落实培养人才的根本问题。

1 《自适应控制》融合思政教学改革的必要性

我校自动化专业主要为能源、交通等行业服务，在新能源工程自动化、电力系统自动化和工业机器人等方面有明显优势，为全国各地特别是湖南经济建设和工业智能制造领域做出了突出贡献。本专业主要依托电气工程、电子科学与技术一级学科博士点、控制科学与工程一级学科硕士点、国家工程实验室、省部级教学、科研平台，培养基础扎实、实践能力强的自动化高级专业人才。

为了全面贯彻党的教育方针，落实立德树人的根本任务，以促进学生德智体美劳全面发展和适应行业、产业与地方经济社会发展需求为导向，坚持“德育为先、知识为本、能力为重、全面发展”的育人理念，培养具备良好的职业道德和社会责任感，系统掌握自动化专业的基础理论、方法和技术，熟悉与自动化领域相关的人文、伦理、法律、法规、标准及工程管理、经济决策等知识，具备自动控制系统分析研究和设计开发的工程实践能力和创新能力，能在新能源发电控制技术、电气自动化、热工过程自动化和工业机器人等领域从事研究、设计、系统集成、开发和管理等工作的“底色亮、实践强、有情怀、敢担当”的高素质复合型专业人才和行业精英。

《自适应控制》是自动化专业的专业课程，是自动化学科体系从基础理论到控制技术，从系统理论到工程实践，从计算机技术到信号处理，从设计分析到课程实验环节不可缺少的内容。自动化科学技术在众多领域发挥了重大作用，也改变了我国工业整体的面貌，不论是石油化工、电力、钢铁，还是轻工、建材、医药等领域都要用到自动化手段，在国防工业中自动化的作业更是巨大的。

要发展自动化学科，人才是关键。高等学校是人才培养的基地。作为高等学校的领导和教师始终应该把人才培养放在第一位。影响人才培养的因素很多，教学改革是其中一个重要的环节。因此，结合党中央和教育部的精神，把思想政治教育贯穿人才培养体系，全面推进课程思政教育教学改革势在必行。

2 《自适应控制》课程融合思政教学改革的案例分享

2.1 桂卫华院士对热工自动化专业方向建设性指导的思考

随着国家对新能源的发展的加快，火电建设的步伐有所放缓，面向火电的长沙理工大学热工过程自动化的教师们对于专业方向的发展有些迷茫，学生的就业选择也面临外界干扰。就此，院领导请来了中南大学桂卫华院士给自动化专业建设作指导。专业指导会上，院士充分肯定了热工过程自动化方向的前景，非常理解当下我们热自老师们对专业发展困惑的心情。于是分享了他个人从求学到科研，以及在冶金行业孜孜不倦的专研，最终获得成功的宝贵经验。

生于1950年的桂卫华院士，初中毕业响应国家“知青下乡”号召，到湖北谷城县插队落户，两年后被招工到湖北丹江铝厂成为一名电工；1972年进入中南矿冶学院自动化系工业企业电气化及自动化专业学习。毕业后留校任教至今。他长期致力于复杂有色金属生产过程控制理论、技术和工程应用研究。有色金属生产过程自动化，一个行业特色比较鲜明的领域，院士也曾遇到我们现在面临的问题，但是他坚信国家的发展，需要自动化技术在铜铝铅锌等有色金属冶炼及铝加工过程的应用和突破，潜心科研与教学工作，成效显著。先后获国家科技进步二等奖3项，省部级科技进步奖15项；2009年获“何梁何利基金科学与技术进步奖”、2012年获“湖南光召科技奖”；曾获“全国优秀科技工作者”“中国有色金属工业优秀科技工作者”“中国过程控制技术贡献奖”等荣誉称号。2013年11月当选为中国工程院院士。

“为国家搞技术，做一个有担当的人。”院士铭记于心，也践于行，一直激励着他在有色金属自动化技术领域做出卓越贡献。这句话深深震撼了我们，但行好事莫问前程。

作为一名自动化专业的教师，理当向桂院士学习，做一个有情怀的科研工作者。为国家，为火电行业培养更多优秀的毕业生，尽努力为自动化行业做出我们应有的贡献。如果顾虑太多只能停滞我们前进的脚步，目前的困难只是暂时的，需要我们好好思考，转变思路。国家之所以暂缓火电的建设，很大的原因是发电过程能源消耗太大，以及排放的污染对环保的不利影响。结合今年两会上提出的“碳达峰”“碳中和”的工作任务，明确加快调整优化产业结构、能源结构，以及大力发展新能源，继续打好污染防治攻坚战。实现我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和，我们应该从这两方面寻找突破。节能减排的研究一直在持续，但是并没有很大的成效。自动化的技术在火力生产发电过程起着关键的作用，也是我们专业努力的方向。

《自适应控制》课程思政教学过程中，引用桂院士的例子激发学生在《自适应控制》课程学习以及其他本专业课程学习中，掌握先进的控制技术，了解身上应该担当的责任和义务。号召学生向桂院士等专业前辈学习，扎实学好专业，提高自己综合素质，为国家搞技术，做一个有担当的火电工作者。

2.2 《自适应控制》课程知识点教学思政案例分享

《自适应控制》课程针对本科生，主要讲授动态模型与参数估计；自校正调节器；自校正控制器；自校正PID控制器；基于模型参考的跟踪控制器等内容。其中PID自校正控制，是基于最优控制策略与经典控制策略相结合的自校正控制器，自校正控制算法有隐式和显示两种。隐式算法是直接辨识控制器参数，显示算法则首先辨识被控对象的模型参数，然后采用模型参数估计值计算控制器的参数。在讲述这一章节内容时，结合当前部分学生出现的心理问题，进行课程理论与思政教育有效的融合。

根据我国高校学生心理问题调查，学生的心理问题一般可分为心理偏差、心理障碍和心理疾病三个方面。心理偏差几乎是所有心理问题发生根源，不及时发现并引导，矫正和消除，可能导致严重心理危机，造成不可挽回的后果。分析问题产生的原因，主要集中在以下几个方面：进入大学校园在高手如云的集体里，学生从应试教育到素质教育的转变；生活方式由家庭走向集体，需要独自去面对各种不同的情况；学习之外自主安排的时间更多，学习任务更艰巨等等。有些同学适应能力强，很快如鱼得水，而有些同学却是无所适从。生活的节奏被打乱了，自身的调整不及时、不合适，因此有同学出现心理问题。近几年情况更加严重，因心理问题休学同学逐渐增多，甚至有部分同学走上极端。面对这些情况，父母和老师们都很痛心，也深感自己作为专业老师身上的责任。在讲述《自适应控制》课程时，其中重要的一章节内容就是自校正自适应控制，其中自校正PID控制是以经典控制策略为基础的自校正控制方式，对于复杂的被控对象，特别是对于模型参数未知或缓慢变化的被控对象，采用常规的控制得不到满意的控制效果，因此采用自校正控制和常规PID控制相结合，能在线整定和校正PID控制器的参数，具有较好的鲁棒性和控制效果。这个理论与我们大学生这个系统相吻合，大学生自从进入大学校园，不再是原来的生活环境了，环境和周围的人都发生变化。独自面对这样一个复杂的环境下，每个同学应该根据自身的情况实施调整生活的节奏，应对方法（也就是我们这个系统中的自校正控制器控制参数），方法不是一成不变的，也不是千篇一律的，每个个体情况不同，个人控制系统中的控制器参数也不同，整个成长阶段参数也会变化，应该实时调整。

自校正PID控制器显示算法设计中，要根据系统输入输出辨识系统数学模型，根据辨识后的模型参数整定PID控制器的控制器参数。每个学生都应该根据所处环境，自身情况，个人兴趣，今后工作定位建立自己的数学模型，进入大学生涯，学生主要目的是掌握一定的专业知识和技能，提高自身综合素质，学习解决问题，分析问题，处理问题的能力。实现这一目标就要扎实专业理论基础，提高专业实践技能，培养高尚道德情操，锻炼组织社交能力，提高身体和心理素质等多方面去努力。在学习过程中努力寻找自己的学习兴趣，应根据自己的兴趣制定有效的策略。养成发现问题、思考问题、研究问题的习惯，变被动学习为主动学习，提高学习的主动性，实时把握与调节自身的控制器，获取最佳性能的自适应控制系统。

通过以上方式，将思政教育融入《自适应控制》教学的探索与改革，热工过程自动化专业的学生学习积极性提高，不再对专业的发展有质疑，从而热爱自己的专业，并为之努力奋斗。通过课程教学过程中有效引入思政案例，引导学生立足课程，积极思考，选择正确的人生价值观、价值观，为其学习注入持续不断的正能量。课堂氛围活跃，教师与学生积极互动，获得满意效果。

3 总结

高等学校是人才培养的基地。作为高等学校的领导和教师始终要把人才培养放在第一位。影响人才培养的因素很多，教学改革是其中一个重要的环节。因此，结合党中央和教育部的精神，把思想政治教育贯穿人才培养体系，课程有效融合思政教育的教学改革是培养既有专业技能，又有高尚的道德情操的技术工作者的最佳途径。

根据《自适应控制》课程的特点，积极引入思政教学，将课程理论与思政教育融合，把立德树人这一中心环节落到实处。号召学生牢记桂院士自动化专业前辈的无私奉献，努力学好专业知识，坚定自己的就业选择。同时学习自校正自适应控制方式过程中，结合分析大学生中出现众多心理问题,找到问题的解决办法。激发学生在《自适应控制》课程学习兴趣，主动参与到课程学习中来，敢于探索，勇往直前，规划未来宏伟蓝图，立志做一个有担当的热工自动化的技术工作者。