职教院校“自动控制原理”课程思政探索研究

张秀云 王志强

摘 要：立德树人是教育的根本任务，课程思政是立德树人的重要举措，作为以培养职业教育师资为主要任务的高等师范院校来说，如何将课程思政元素融入专业课的课堂中尤其重要。文章深入挖掘自动控制原理各个知识章节的思政元素，并有机融入课堂教学中；同时以频域稳定判据为教学案例，介绍通过五星教学法设计课堂，具体实施课程思政的过程及做法，不仅能完成对学生的思想品德教育，还可以教会学生在以后的工作中如何在自己课堂上融入思政元素，并为职教院校专业课课程思政的实施提供借鉴与参考。

关键词：自动控制原理；课程思政；频域稳定判据；职教院校

Research of Ideological and Political Educationin Automatic Control Principle in Vocational Colleges

Zhang Xiuyun1 Wang Zhiqiang2

（1.School of Automation and Electrical Engineering；2.School of Automobile and Transportation，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222）

Abstract：Morality education is the fundamental task of education，and ideological and political education in curriculum is an important measure of enhancing morality.As a higher normal college whose main task is to train vocational education teachers，how to integrate  ideological and political elements into professional courses is especially important.The article deeply excavates the ideological and political elements in each chapter of Automatic Control Principle and integrates them into classroom teaching.At the same time，the frequency domain stability criterion is used as a teaching case to introduce the process and practice of designing and implementing  ideological and political education through five-star teaching method，which not only completes the moral education of students，but also teaches students how to integrate ideological and political elements into their classrooms in the future work，and provides reference for the implementation of ideological and political education in professional courses in the vocational and technical colleges.

Key words：Automatic Control Principle;ideological and political education in curriculum;frequency domain stability criterion;vocational colleges

习近平总书记在全国教育大会上的讲话中强调：“要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各环节，贯穿基础教育、职业教育、高等教育各领域…….，教师要围绕这个目标来教，学生要围绕这个目标来学。”坚持立德树人，就要将思政工作融入平时课堂教育中，尤其对于职教院校来说，更加需要给学生灌输课程思政的元素，通过不断的启发教育，才能将课程思政的理念不断传递下去。

自動化这一工科专业的特点是：实践性很强、应用性很广，其中的专业课程同样具有理论性和实践性较强、知识容量大、课程间彼此关联大等特点。课程思政是高校课改的新尝试，在提出及实施以来还存在着一些问题：一是部分专业课教师的课程思政意识不强；二是部分课程思政育人资源挖掘不充分，课程教学设计不合理；三是课程思政教学方式不够灵活。因此，如何将课程思政与专业课程教学有机融合，仍然是目前研究的重点内容。教师通过自动控制原理的教学，把思政元素整合在自动控制原理的各个章节中，通过持续发现、不断反思自控中的课程思政元素，主动地和学生沟通想法，进行信息反馈、不断校正、滚动优化的教学方法，不但可以使学生真正学会自控中的基本知识点，还能培养他们对工科专业领域的浓厚兴趣，从而形成正确的世界观、人生观、价值观，并积极实现自身的人生价值。

一、“自动控制原理”课程思政的必要性

自动控制原理是自动化学科中十分重要的一门学科基础课，其内容主要涉及自动控制理论数学模型的构建，控制器的基础理论和分析方法，以及控制器设计与校正的基本方法等，对电路原理、电机与拖动、现代控制理论等内容的教学具有承上启下的重要意义，同时会为解决控制领域实际问题、提高学生的工程应用能力打下必要的理论基础。自动控制原理这门课的理论性比较强，教师在为学生深入浅出讲解的同时，在自控课程中积极探索融入这门课程的思政元素也已经显得尤为重要，这能够潜移默化中提高学生的政治思想觉悟、政治思想素养，并激励学生努力学习，积极向上，综合提高自我能力，实现自我价值，将来为学校、国家的发展贡献自己的一份力。由此看来，深入挖掘课程中的思政教育元素是思政教育课程设计的第一步。

二、“自动控制原理”课程思政元素挖掘

针对课程思政元素的深入挖掘，首先要深入介绍课程发展历史，挖掘培养学生的家国情怀和民族精神；之后要善于利用科学家的故事，挖掘培养学生的进取精神和工匠精神；最后要灵活分析课程与知识内容，挖掘培养学生的服务意识和创新精神。本文通过对《自动控制原理》课程的深入探索，分章总结课程思政元素如下。

第一章：爱国强国。第一章是自动控制的基本概念，主要涉及自动控制的基本知识、基本控制方式、分类及基本组成、发展概况等内容。自动控制的發展离不开我国控制论创始人钱学森的贡献，钱学森同志为中华民族伟大复兴而读书的爱国和治学精神值得我们不断学习，教育强则国家强，老师要以育人为己任，学生要以学习为己任，热爱自己的祖国，为祖国的发展、祖国的富强积极贡献自己的力量。

第二章：互尊互重。第二章是控制系统的数学模型，主要涉及系统微分方程、传递函数、结构图和信号流图以及相互之间的等效变换等内容。等效变换的概念能够映射人与人之间的交往方式应该相互理解和相互尊重，并遵循自由、平等、诚信、友爱、公正的原则。宿舍间舍友的关系、班级间同学的关系、学生与老师的关系，大而至社会间人与人的关系、国家与国家间的关系等都需要建立在互尊互重的基础上，平等和谐共处，这样才能实现共同发展、共同富强的目的。

第三章：社会稳定—“舍得”关系—抗挫折能力。第三章是时域分析法，主要涉及控制系统的时域分析、性能指标、稳定性分析、稳态误差分析等内容。其中稳定性能够映射社会稳定的深层次含义，对于控制系统，稳定性是系统能够达到所需性能的基础，对于社会也是一样，稳定性是社会发展的前提，只有在稳定的社会环境下，学生才能安心学习，人民才能安居乐业，国家才能富强昌盛；性能指标能够映射“舍”与“得”的关系，二阶控制系统中阻尼比越大，超调量就越小，系统响应的振荡倾向也就越弱，此时平稳性会变得越好；但是如果阻尼比过大的话，控制系统响应就会变得迟钝，调节时间也会变长，快速性就会变差，因此凡事过犹不及，要懂得综合考虑，有舍有得，才能做到全局最优；抗扰动性能够映射人的抗挫折能力，抗扰动性是指系统在受到内外扰动时，还能够保持系统稳定的能力，抗挫折能力是指人在受到打击和压力时，还能够让自己避免心理和行为失常的耐受能力，它反映出的是一个人的心理素质和健康水平，目前随着升学、就业等各种压力，大学生的抗挫折能力教育显得越发重要，学生是祖国的未来，要引导学生学会直面挫折和压力，正确认识挫折和压力，理性对待挫折和压力，以培养学生良好的意志品性。

第四章：工匠精神。第四章是根轨迹法，是由工程师伊文思提出的，是一种从实践中总结而来的一种图解方法。这体现出工匠的历史作用，工匠精神，培养“工匠之师”，要动手动脑、全面发展。中国制造正在由低端制造业迈向高端制造业，弘扬“工匠精神”是推动中国高端制造业全面发展的重大举措，职教院校为国家培养德才兼备、全面发展的中国特色社会主义合格建设者和职业教育师资更显得尤为重要。

第五章：留有余地。第五章是线性系统的频域分析法，主要涉及频率特性、奈氏判据、开环频域指标等内容。其中开环频域指标中稳定裕度综合衡量自动控制系统的相对稳定程度、幅值裕度和相角裕度中留有稳定的余量，这能够映射人在做任何事时都要留有余地，以善良、仁爱的心对待周围一切。孔子曰：“君子舒泰而不骄矜，小人骄矜而不舒泰。”由于君子和小人各自不同的修炼，他们在言行举止方面的表现也不尽相同。要引导学生时时处处检点自己，严以律己，并加强个人修养，内外兼修，才能迎接不断变化的社会挑战。

第六章：三省吾身、批评与自我批评。第六章是控制系统的校正，主要涉及校正的基本概念、典型校正装置、串联校正、反馈校正和复合校正等内容。其中校正的含义为进一步改善控制系统的性能，人亦如此，金无足赤人无完人，每个人都有缺点，都会犯错。修正我们的错误有两种途径：一是自省；二是别人的批评。《论语·学而》中曾子曰“吾日三省吾身，为人谋而不忠乎？”通过自身的修养，来维持内心的平衡。因此，人必须三省吾身、不断地了解自我、改变自身、完善自我、提升自身；同时还需要批评和自我批评，才能充分认识到自己的不足、错误，才能真正修正自己的错误，继续向前，进而不断提高自己的政治素养与综合能力。课程思政元素融入图如图1所示。

三、“自动控制原理”课堂教学设计案例

在深入挖掘课程思政元素之后，就要进行课程思政的课堂教学设计，并寻求融合思政元素的教学方法。而作为以培养职业教育师资为主要任务的高等师范院校来说，不仅要培养学生的认知能力、独立思考、自主学习能力和实践动手能力，还要培养学生的师范能力，这就需要在课堂中充分发挥学生的自主性、积极性和创造性，目前主要有线上教学、线上线下混合式教学、翻转课堂教学等教学方式，这些教学方式相比传统教学具有一定的优点，但还存在学生面对信息量广泛的学习内容无所适从，以致抓不住学习重点、学习效率降低等问题。五星教学法能够将教学内容与实际问题加以联系共同呈现，从而让学生从解决实际生活问题角度出发提升自主学习积极性。

教学课堂设计共包含五个过程：聚焦问题——将教学内容与实际问题加以联系共同呈现；激活旧知——通过聚焦的问题启发学生激活先前学过的知识内容；论证新知——通过示例分析法给学生讲授新知识；尝试应用——课堂上让学生进行分组练习；融会贯通——老师布置任务，学生转换角色并搜集素材进行实际课堂模拟，同时寻求课程思政点以便有机融入课程思政到自己的课堂中。

（一）聚焦问题

以稳定性分析为例，聚焦航天事业的迅猛发展，课上为学生播放《钱学森》中的一段视频——钱学森在说服自己好友参与核弹实验时说道：“我曾经发誓，要用我的学识改变中国人的命运，你也说过……手上没有剑，和有剑不用不是一回事。”在漫天黄沙的甘肃科研基地，钱学森带领着中国科研人员和部队战士彻夜奋战，视频最后当蘑菇云腾空而起时，所有人都激动地跳了起来，因为这一刻中国站起来了！这一幕感动了无数人，通过这个视频来培养学生的爱国主义精神，并激发学生不断学习的斗志。同时导弹核弹的成功发射必离不开自动飞行控制系统的应用，自动飞行控制系统即为基于自动控制原理的飞行控制，而如何保证飞行控制中的姿态保持按照既定的轨迹运行，而不会发生坠机等，这就需要设计一个稳定的控制系统，从而引出本节课稳定性的内容。

（二）激活旧知

想要分析稳定性，就要建立控制系统数学模型，回顾之前介绍的劳斯判据判定系统的稳定性，这种方法下需要明确知道系统模型的各个参数，而实际的控制系统十分复杂，参数无法确定或是参数会随着时间变化而发生变化，那么这时需要如何解决呢？引出本节课的内容——频域稳定性判据。这种方法的优点在于可以通过图解法将所有参数放在同一体系中来进行求解，同时能够通过开环系统来判别闭环系统的稳定性，这就会具有简化计算量的优点。结合前面学过的知识：开环传递函数、闭环传递函数、频率特性等内容，进行新知识的引入。这就需要学生懂得前后知识的梳理，并将其联系在一起，综合去分析。

（三）论证新知

在讲频域稳定性判据前，教师首先要通过构建辅助函数来阐述开环传递函数与闭环传递函数的关系，说明如何能够实现通过开环系统来判别闭环系统的稳定性，在这里辅助函数是数学理论的相关知识，需要学生在学习的过程中，学会知识的迁移，善于挖掘各类事物之间的相互联系，运用理性的数学思维去解决问题，通过数学推导及抽象思考事物之间的相互因果联系，找到问题的关键点，抓住事物的本质。同时，要让学生认识到学习过程中积累的重要性，生活中也是如此，机会总是留给有准备的人，天道酬勤，想要最后取得成功，就必须要花功夫花时间去努力学习。

（四）尝试应用

课程教学后，要在课堂上布置习题，同时将学生进行分组，先让学生自主练习，然后再分组讨论，老师进行台下的指导并答疑，这样能够充分调动学生学习的积极性，并充分参与到课堂中，锻炼学生独立思考的能力，培养团组协作的精神。

（五）融会贯通

在案例讲解完成后，老师要布置任务，让学生转换角色并搜集素材进行实际课堂模拟，其间要寻求课程思政点融入课堂中。这个任务可以留在课下去让学生完成，不仅能够起到督促学生复习课堂知识的作用，还能够培养学生的师范能力，为将来就业入职工作打下一定的基础。这样能够让学生充分参与课堂，学生既当选手，又当评委，能够充分认识到听讲与教学的区别，更能够充分认识到课程思政的重要性，并树立正确的世界观、人生观和价值观。

四、结论

育人先育德。教师通过在专业课讲解过程中加入课程思政元素，不仅可以激活课堂，使理论性强的专业课更加生动化，还可以让学生在学习理论专业知识的同时，明白做人做事的道理，二者相辅相成，最终让学生既学到知识，又洗礼心灵，个人修养和心理素质都得到提高。

参考文献：

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［5］閆雷兵，牟光臣.五星教学法在《电磁场与电磁波》课堂中的教学设计与实践［J］.创新创业理论研究与实践，2021，9（17）：36-44.

（责任编辑 吴建荣）