融入思政元素的“自动控制理论”课程建设

曹 敏，徐凌桦

（贵州大学电气工程学院 贵州 贵阳 550025）

“自动控制理论”是自动化、机械、测控技术等控制类专业的核心课程，与实现我国现代化强国建设目标息息相关，因此，在“自动控制理论”课程中融入思政元素，进行思政教育具有重大意义。

1 课程教学目标

“自动控制理论”是一门以原理为主的理论性课程，其内容主要从数学模型出发，讲述自动控制基本原理和控制系统分析与设计的基本方法。加入思政元素后，课程教学目标由原来的“知识培养目标+能力培养目标”转变为“知识培养目标+能力培养目标+素质培养目标”。

1.1 知识培养目标

学生在学习完“自动控制理论”课程后，应了解并掌握自动控制的基本概念，自控系统的基本组成、分类及基本要求；了解系统数学模型的概念、种类，掌握线性定常系统建模的方法、各类数学模型之间的转换及系统数学模型的简化等相关知识；掌握系统分析方法及各种方法的特点、使用场合等，掌握系统的稳定性概念及判稳方法，系统的动态性能、稳态性能及相应的性能指标；了解并掌握校正的概念、分类、PID 控制规律；掌握线性定常系统常用校正方法、校正装置及其设计思路；掌握基于MATLAB 的控制系统建模、分析及校正的实现。

1.2 能力培养目标

在学习完“自动控制理论”课程后，学生应具备以下能力：能够搭建自动控制理论知识体系内容的整体框架；能对工程中常见的自动控制系统，通过一定的化简及抽象，根据已知的物理、化学及电学定理定律，结合数学知识建立线性系统的数学模型、能使用结构图、信号流图来描述系统；能对系统进行简化，求出系统的输入输出模型；能使用不同的分析法（时域法、根轨迹法、频域法）分析系统的稳定性、动态性能及稳态性能并计算相应的性能指标；能对不满足性能指标的系统进行校正并设计校正装置或PID 控制器；能借助MATLAB 对控制系统进行建模、绘制根轨迹图及奈奎斯特图，并对系统进行分析或简单设计。鼓励学生利用课外时间通过自主学习方式不断扩充相关知识技能，开阔专业视野，培养自主学习和终身学习的能力。

1.3 素质培养目标

围绕“立德树人”这一中心思想，“自动控制理论”课程素质培养目标为：增强学生历史使命感和社会责任意识，培养学生实事求是、勤奋创新、科学严谨的专研精神及科学精神；增强学生团队协作意识，引导学生勇于担当职责，培养大局意识及科学报国意识，弘扬爱国主义精神；增强学生的科技强国意识，培养学生的科学思维、工科人文情怀和精益求精的大国工匠精神。

2 融入思政元素的课程建设

“自动控制理论”课程的思想政治教育建设可围绕着科技报国、科学精神、科学思维、工匠精神、团结协作意识等方面展开：

结合自动控制理论的发展历史、我国国家战略发展规划、将自动化领域的最新研究成果、最新理论、最新前沿、最新实践成果以及对我国自动化、现代化做出贡献的杰出科学家们的丰功伟绩等引入课程教学，丰富课程内容，拓展学生知识视野，让学生了解并熟悉自动化在对应专业的应用情况，建立并增强民族自豪感和自信心。培养学生的工科人文情怀，引导学生将个人目标与我国现代化强国战略目标统一起来，建立科技报国的信念。

把“中国自动化之父”“中国导弹之父”“中国航天之父”钱学森的事迹引入课程教学，弘扬爱国主义精神，引导学生思考学习的目的与自我人生价值的实现以及中国梦的实现之间的内在联系，激励学生为实现中华民族的伟大复兴而刻苦学习，努力奋斗。组织学生查阅并观看钱学森的故事，用钱老先生的生平事迹鼓励学生好好学习，掌握自动控制理论课程内容，厚积薄发，夯实专业知识，学以致用，以扎实的基础理论知识为后继课程的学习做好准备，增强历史使命及社会责任意识，坚定科技报国、终身学习思想，树立正确的世界观、人生观和价值观。

本着“自动化是现代化实现的重要标志，而自动控制理论则是自动化实现的原理和方法”这个中心思想，结合“自动控制理论”课程的具体内容，研究课程特点，挖掘课程内容与社会主义核心价值观的隐性的、内在的联系。采用恰当的教学方法、教学策略，制订切实可行的课程教学设计，将课程中涉及的科学思维、科学精神及匠人精神、大局意识、团队合作等隐性思政元素如涓涓细流般自然融入课程教学，潜移默化地对学生的思想形成正向的引导和激励作用。

3 思政融入教学设计案例

“自动控制理论”课程的教学设计通常围绕着“为什么学”，“学什么”和“如何学”三个问题展开，强调“学为中心”，及“目标导向”，主要包括教学主题（教学内容）、教学目标、教学重点及难点、课件设计、主要教学手段和方法、教学资源及工具、教学过程各阶段时间分配、各阶段设计意图、师生活动安排、课后评价与反思等内容。整个课程教学基于BOPPPS教学理念，强调“以学生为中心”，教师“教”和学生“学”均采用“课前——课中——课后”三段式教学模式，首尾相接，形成闭环，如图1 所示。

图1 三段式教学模式

课前环节通常含有预习引导、问题导入、预习视频推送及简单的概念性测试等，旨在让学生对将要学习的内容有一个整体轮廓，建立知识框架，知道将要学什么，可线上完成；而课中环节则通过针对不同教学内容所设计的教学活动，利用信息工具和各种教学手段，以学生为中心，以目标为导向，让学生理解并掌握相应知识，细化课程内容，并融入相关的思政元素，激发并训练学生的科学思维，培养学生分析问题及解决问题的能力，增强学生科技报国意识、职业道德素养、家国情怀、工匠精神等。课后通过作业、小组讨论、知识拓展等让学生将所学知识进行内化并根据学生掌握情况及时调整教学节奏，从而改进教学设计。表1（p108）为“自动控制理论”课程的教学设计样例。

表1

4 结语

“自动控制理论”是自动化专业的基础核心课程。挖掘课程内容中蕴含的思政元素并以“润物细无声”的方式融入课程教学，使思政教育顺其自然，已成为授课教师的一个新课题。一方面，教师需要改变传统仅注重知识传授及技术能力培养的教学目标，制定知识培养与思政教育并行的培养目标，将课程相关的行业时事、名人、关键事件等有机融合到课程教学过程中。另一方面又要避免为了思政而思政，“硬思政”，“强思政”。为此，授课教师需要不断地进行探索，按照挖元素——定目标——融入教学内容——教学设计——教学实践——教学反思——优化调整的步骤积极实践，寻求切实可行的隐性思政方案，言传身教，弘扬科技报国、科学思维、工匠精神和团结协作精神，为课程思政贡献自己的一份力量。