高校“自动控制原理”的课程思政教学改革研究——以前馈—反馈复合调节思想为基础

于文波，张 永，张春慧

（内蒙古农业大学 机电工程学院，内蒙古 呼和浩特 010018）

习近平总书记在2018年全国教育大会上指出，“教育是民族振兴、社会进步的重要基石”“教育是国之大计、党之大计”“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”“教师要围绕这个目标来教，学生要围绕这个目标来学”［1］。2020年4月，教育部等八部门联合印发的《关于加快构建高校思想政治工作体系的意见》指出，健全立德树人体制机制，把立德树人融入思想道德、文化知识、社会实践教育各环节，贯通学科体系、教学体系、教材体系、管理体系，加快构建目标明确、内容完善、标准健全、运行科学、保障有力、成效显著的高校思想政治工作体系［2］。党和国家的高度重视、祖国人民的殷切期许，无不昭示着课程思政理念的贯彻执行已是当今教育的大势所趋，其对高等教育的影响至关重要。

一、“自动控制原理”课程教学现状

“自动控制原理”课程是高等学校控制类、自动化类、电气类、电子类、机械类等专业核心课程，主要内容是以系统数学模型为基础，对系统进行时域、复域、频域等分析，进而采用校正方法改善系统性能的课程。以内蒙古农业大学机电工程学院为例，“自动控制原理”课程是电气工程及其自动化专业、农业电气化专业的核心课程，总学时为56学时，其中理论讲授48学时，实验学时8学时。

长期以来，“自动控制原理”课程教学中存在重知识传授、轻德育育人的问题。“师者，传道授业解惑也”，是对教师育人工作的极致概括。然而，由于该门课程理论性强、内容抽象，因此历来任课教师更多关注知识本身的讲解，极少兼顾专业知识之外的内容；即使偶有部分情况下，教师在讲解专业知识时灵光闪现，对德育育人内容略有涉及，也往往是一带而过，难以形成有效的育人整体。综上所述，为落实立德树人根本任务，亟待进行“自动控制原理”课程的教育教学改革研究，这一点正逐渐获得广大一线教师的关注与研究［3-5］。

二、“自动控制原理”课程思政教学改革方案设计

为了实现“自动控制原理”课程思政预期效果，达到立德树人的根本目的，应当对本门课程的教学方案进行全面系统的改革研究与探索。笔者经过系统分析与深入研究，在自身一线教学经验基础上，深挖课程内含的立德树人元素，提出基于前馈—反馈复合调节思想的课程思政教学改革方案，其系统框图如图1所示。

图1 课程思政教学改革方案系统框图

图1中，整个教学改革方案以课程学习中的大学生群体作为核心被控对象，期望培养德育、智育双重达标的优秀人才。然而，当代大学生在成长成才道路上，总是存在来自内部、外部的各种负面干扰。为了克服上述干扰，本方案首先采用前馈调节器方式，对学生学习成长过程中的若干典型外部干扰进行预先调节，以起到防患于未然的目的。同时，为了实时动态掌握学生的德育实际情况，采用感知器结合反馈调节器的方式，对学生的实际情况做出及时正确调节与纠正。

（一）前馈调节器

客观来说，与过去在校大学生相比，当代大学生在生活水平、知识水平、能力水平乃至智力水平方面，均有不同程度的提升，然而，上述水平的提升也为学生的培育成才带来了更大的难度与挑战。比如，大学生的兴趣爱好越来越广泛，专业课程越来越难以捕获学生的学习兴趣；又如，当今学生成长环境优越，造就了部分学生以自我为中心、漠视他人，甚至对国家民族的前途命运漠不关心。总之，如何将当代大学生正面引导直至培育成祖国的栋梁之材、社会主义的合格接班人，值得每一位教育工作者深思。

要达成上述培养目标，应当各类课程联动起来，真正对习近平总书记关于“使各类课程与思想政治理论课同向同行”重要论述进行深入有力的践行。当然，课程思政并不能简单照搬思政理论，而应当深入挖掘课程内涵，以“自动控制原理”课程为例，应当将课程中的特色思政元素有机融入专业知识教学中。为此，笔者在多年一线教学经验的基础上，进行了深入思考与剖析，最终从“自动控制原理”课程知识体系中寻找支撑点，形成包含国家民族层面、社会层面和个人层面共三方面内容的全方位系统化前馈调节器解决方案，真正做到学生培养中的防患于未然。有关专业知识教学中的部分关键思政支撑点简述如下。

1.控制原理绪论。通过控制理论的发展历程和科技的动态发展，激励学生砥砺前行；通过伟大科学家钱学森以一生践行爱国志向的故事，激发学生的爱国热情，引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观；反馈概念，引导学生学会并运用反馈思想，做到“三省吾身”，不断改正缺点，最终成为有用的人。

2.控制系统数学模型。系统模型框图中各个模块各司其职、有机结合，才能形成一个完整控制系统，引导学生明悟个体恪尽职守与团队协作的道理，强调遵守职业道德和遵纪守法的重要性；传递函数是系统的固有属性，与外在的输入、输出信号无关，引导学生不受外在条件的干扰，而是着重加强个人能力与修养的提升。

3.系统分析方法。稳定性分析，稳定性是控制系统的首要指标，是系统正常工作的先决条件，以此教导学生坚决与一切破坏国家长治久安的行为作斗争，自觉维护国家稳定，深刻理解“天下兴亡，匹夫有责”的道理；快速性与准确性，二者往往存在制约关系，难以做到同时提高，教导学生今后工作中要用辩证的眼光看待问题，具体问题具体分析，不能片面追求某一方面而忽视其他方面的重要性。

4.系统校正方法。必要性，实际中任何系统都有缺点和不足，因而需要进行校正，以此引导学生正视自身，发现缺点、改正缺点，不断校正、不断进步，最终实现自己的人生理想。

5.实验环节。理论联系实际，只有实践才能得出真知，不能做纸上谈兵的赵括，要做理论联系实际的有用人才，教导学生既要有远大理想，更应脚踏实地并努力为之奋斗。

概括来讲，从个人层面，着力引导学生塑造健康、乐观的心态，树立远大的理想，形成正面积极的世界观、人生观和价值观；从社会层面，着力引导学生树立良好的职业道德与过硬的职业素质，建立尊重他人与团队协作的理念，自觉遵守法律道德规范等基本素养；从国家民族层面，着力教导学生深刻认识到“天下兴亡，匹夫有责”的道理，要以国家富强、人民幸福为己任，胸怀理想、志存高远，积极投身中国特色社会主义伟大实践，并为之终生奋斗。总之，前馈调节器的核心思想，在于对当代大学生的学习成长进行预先干预和超前控制，真正做到防患于未然。

（二）反馈调节器

反馈调节器着重感知学生的实际学习成长状态与心理状态，并进行及时引导和纠正，其关键在于要以“学生”为中心。下面以“自动控制原理”课程的第一堂课——绪论课为例，运用内含课程思政点的反馈调节器对第一堂课进行教学设计，主要包括课前、课中和课后三个环节。第一，课前准备：（1）教师在线上学习平台提前发布与课程内容相关的小视频（自动控制前沿技术、《大国制造之破冰前行》、《钱学森》电影片段等）与学习资料（课程讲解PPT、中国大学MOOC在线学习课程链接等），要求学生在课前完成观看与学习，以线上学习时长为考核依据；（2）学生随机分成若干学习小组，每组3～5人不等，小组成员对前述学习内容进行讨论后，从中选择一点内容或自行选取其他内容（只需与课程内涵相关即可，题目不限，以便充分调动学生的想象力与创造力）进行拓展延伸，要求所选择的内容必须符合健康、积极、乐观的主题，形成3～5页的汇报PPT，上传至线上学习平台；（3）教师记录各小组PPT中反映的学生学习情况与思想情况，并进行逐一点评，从中选择一个最佳PPT，提前告知学生进行五分钟课上展示的准备。第二，课中讲授：（1）被选中的学习小组中推选一名学生将小组制作的PPT向全班进行展示，时长约五分钟；展示后，其他学生可就展示内容进行提问或展开讨论；（2）教师在学生展示与讨论环节，完全以学生为核心，教师仅做正面引导，以便充分调动学生参与积极性。第三，课后总结：（1）教师向学生布置课后巩固学习作业，制作并发布学生情况调查问卷，内容涵盖本门课程知识掌握情况、学生日常学习生活情况、思想政治认识情况等内容；（2）学生完成教师布置的课后巩固学习作业，完成调查问卷，并对学到的专业知识与思政知识的个人感受上传至线上学习平台；（3）教师总结本堂课的得失情况，对学生学习的有利方面进行总结，对反映出的问题更应进行及时梳理与记录，后续视情况进行引导和纠正，并为下一堂课做好充分准备工作。

总之，反馈调节器的运用，本质在于及时获取学生实际情况，从而及时进行引导和纠正。因此，教师授课不能是一成不变地进行，而应根据学生情况实时做出调整，只有不断创新的教育理念才能跟上不断变化的学生情况，才能真正为国家培养出优秀人才。

（三）方案实施效果

基于前馈—反馈复合调节思想的课程思政教学改革方案，在实际教学中进行了有力尝试。以内蒙古农业大学2018级电气工程及其自动化专业某班（该班级共有学生37名）为例，采用该教学改革方案后，与往届学生相比，学生线上学习情况、课堂参与情况、课后完成作业情况等均有较大幅度的提升。同时，加入课程思政元素并没有影响专业知识教学，相反，学生的学习兴趣明显提升，从而更有利于开展专业知识教学。经统计，该班级学生的最终成绩平均值为81.5分，标准差为10分，而未实施该方案的某班级学生的最终成绩平均值为74.8分，标准差为11.9分，可以看出，实施方案班级学生的成绩有较大幅度的提升，表明基于前馈—反馈复合调节思想的课程思政教学改革方案在实践中是切实可行的。

结语

“师者，所以传道受业解惑也。”教师不仅应当完成专业知识教学的授业、解惑工作，更应当在教学中注重对当代大学生的正面引导直至培育成祖国和人民的栋梁之材、社会主义的合格接班人，相当于完成对大学生的“传道”工作。高校教师只有全方位完成师者育人的传道、授业、解惑等各项任务，才能最终达成立德树人的根本目的。