張亮霞 李永寧 王彥力 楊麗梅

摘 要：自動(dòng)控制原理作為機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)核心課，課程中數(shù)學(xué)理論知識(shí)點(diǎn)多，學(xué)習(xí)枯燥，學(xué)生興趣點(diǎn)低，課程思政是依托專業(yè)課而進(jìn)行的思想政治教育實(shí)踐活動(dòng)，它將思想政治教育融于專業(yè)課程，實(shí)現(xiàn)課堂思想政治與專業(yè)知識(shí)的融合。通過探討該課程與思政教育的必要性，以二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)分析一節(jié)的課程思政為例，給出課程思政的做法，分析了這種做法對(duì)于提高課堂教學(xué)質(zhì)量的有力推動(dòng)原因與實(shí)現(xiàn)教育學(xué)生改良作風(fēng)與學(xué)風(fēng)的效果。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制;課程思政;教學(xué)設(shè)計(jì)

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》，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)?！毒V要》指出，全面推進(jìn)高校課程思政建設(shè)是深入貫徹習(xí)近平總書記關(guān)于教育的重要論述和全國(guó)教育大會(huì)精神、落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的戰(zhàn)略舉措，高校要深化教育教學(xué)改革，充分挖掘各類課程思想政治資源，發(fā)揮好每門課程的育人作用，全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

課程思政是依托或借助于專業(yè)課、通識(shí)課而進(jìn)行的思想政治教育實(shí)踐活動(dòng)，它將思想政治教育融于專業(yè)課程，具體操作時(shí)以課堂教學(xué)為切入點(diǎn)，以教師作為重要因素，在優(yōu)化課程設(shè)置，專業(yè)教材修訂，教學(xué)設(shè)計(jì)完善過程中，把思想政治工作貫穿于教學(xué)。課程思政成為落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的重要舉措，是構(gòu)建德、智、體﹑美、勞全面培養(yǎng)的教育體系和高水平人才培養(yǎng)體系的有效切入，成了完善全員、全程、全方位“三全育人”的重要抓手。

專業(yè)課程蘊(yùn)含著豐富的思政元素。首先，專業(yè)知識(shí)本身具有明顯的價(jià)值傾向、家國(guó)情懷等;其次，教師可以通過深度挖掘，在已有思政元素的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步拓展和開發(fā)。“自動(dòng)控制原理”課程是機(jī)械專業(yè)的核心專業(yè)課程，在課程體系中處于重要位置，上承經(jīng)典控制理論，下啟智能控制，是學(xué)生認(rèn)識(shí)世界、改造世界的有力工具。“自動(dòng)控制原理"培養(yǎng)目標(biāo)具有以下幾個(gè)方面：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用自動(dòng)控制原理的基本概念原理、建模方法表達(dá)控制工程問題;建立控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型并求解，進(jìn)而完成分析、解決自動(dòng)化領(lǐng)域復(fù)雜工程問題;能夠針對(duì)復(fù)雜控制工程的要求和特性，綜合運(yùn)用數(shù)學(xué)、物理、現(xiàn)代控制理論的知識(shí)，確定控制系統(tǒng)的控制方案，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。將思政元素融入“自動(dòng)控制原理”課程，不是簡(jiǎn)單的“課程”加“思政”，不是在專業(yè)授課中單獨(dú)拿出幾節(jié)課講授思政內(nèi)容，而是將二者有機(jī)融合、協(xié)調(diào)發(fā)展，通過由表及里、引人入勝的方式引導(dǎo)學(xué)生理解社會(huì)制度的歷史性變革和國(guó)家取得的歷史性成就，把家國(guó)情懷自然滲入課程之中，實(shí)現(xiàn)潤(rùn)物無聲的效果。

通過對(duì)“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)內(nèi)容的梳理，深入發(fā)掘課程中的哲學(xué)思想、價(jià)值觀等育人元素，從自動(dòng)控制原理的發(fā)展﹑模型建立性能分析等多方面開展實(shí)踐，探索如何做好專業(yè)課的思想政治教育，明確落實(shí)教學(xué)目的、精準(zhǔn)把握好教學(xué)內(nèi)容、創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)方法，在傳授知識(shí)的過程中對(duì)學(xué)生的價(jià)值觀進(jìn)行引導(dǎo)，達(dá)到自然滲透、有效遷移的目的，設(shè)計(jì)入心入情的課程思政內(nèi)容，對(duì)激發(fā)學(xué)生追求科學(xué)真理，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生家國(guó)意識(shí)，都具有重要的意義。

“自動(dòng)控制原理”課程是一門卓越的自然辯證法，課程內(nèi)容深刻地體現(xiàn)了系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)、內(nèi)因外因、相互作用、相互聯(lián)系的哲學(xué)思想。在我國(guó)古代，從“指南車”到“木牛流馬”，處處體現(xiàn)了“自動(dòng)控制””反饋”的思想，而隨著控制理論的發(fā)展，尤其是在具有更廣泛應(yīng)用價(jià)值、以研究多變量控制系統(tǒng)的現(xiàn)代控制理論誕生后，其迅速成為一門重要的應(yīng)用理論科學(xué)。與此同時(shí)，我國(guó)科學(xué)家更是在現(xiàn)代控制理論的發(fā)展中做出了卓越的貢獻(xiàn)，如錢學(xué)森。“自動(dòng)控制原理”課程內(nèi)容理論性強(qiáng)，數(shù)學(xué)推導(dǎo)證明較多，如何在有限的授課時(shí)間內(nèi)，將思政內(nèi)容有機(jī)地融合進(jìn)課程并走進(jìn)學(xué)生心中，成為上好“自動(dòng)控制原理”課程思政的關(guān)鍵，因此，在設(shè)計(jì)“自動(dòng)控制原理”課程思政內(nèi)容時(shí)，課程組以教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成為出發(fā)點(diǎn)，以立德樹人為根本任務(wù)，結(jié)合教學(xué)大綱和教學(xué)方案，對(duì)課程內(nèi)容深耕細(xì)作，從知識(shí)點(diǎn)到章節(jié)內(nèi)容的各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)思政要點(diǎn)。

1 “自動(dòng)控制原理”課程思政的融合方法：

1.1 理論知識(shí)講解內(nèi)容

在時(shí)間響應(yīng)章節(jié)中分析二階系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)是一節(jié)重要的內(nèi)容，二階系統(tǒng)主要探討了單位階躍響應(yīng)，其中ζ、ω常數(shù)是二階系統(tǒng)響應(yīng)的重要參數(shù)。

二階系統(tǒng)的傳遞函數(shù)可表示為：

二階系統(tǒng)的單位階躍響應(yīng)可表示為：

其時(shí)間響應(yīng)的特性曲線表示為圖所示，圖中表示出了，單位階躍的時(shí)間響應(yīng)特性。

1.2 課程思政內(nèi)容融合

在二階系統(tǒng)中，重點(diǎn)討論ζ、ω，它們二者的取值直接決定著系統(tǒng)響應(yīng)的快速性、穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性。ζ取太大或太小都會(huì)影響ω的合理選取，二者互相制約;只有使二者的選取都恰當(dāng)，才可以使系統(tǒng)快速克服擾動(dòng)、穩(wěn)定運(yùn)行。在授課分析的過程中，給學(xué)生灌輸看待問題需要從系統(tǒng)、整體的角度入手的思想，考慮大局觀。大學(xué)生是國(guó)家的未來，民族的希望，更應(yīng)該具有深厚的家國(guó)情懷。在“自動(dòng)控制原理”課程的學(xué)習(xí)中，要讓學(xué)生明確個(gè)人價(jià)值的實(shí)現(xiàn)，是與國(guó)家和民族的強(qiáng)大分不開的。授課過程中，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)控制理論的發(fā)展過程中，始終有智慧的中國(guó)人民在貢獻(xiàn)自己的力量。如介紹在自動(dòng)控制原理的發(fā)展過程中，結(jié)合中國(guó)古代古樸的“自動(dòng)控制理論”思想，通過對(duì) “木牛流馬”等內(nèi)容的講解介紹，讓學(xué)生體會(huì)到中華傳統(tǒng)文化源遠(yuǎn)流長(zhǎng)、博大精深。而在介紹系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析時(shí)，從概念上完成穩(wěn)定性的介紹后，將穩(wěn)定性延伸到一個(gè)民族、一個(gè)國(guó)家的發(fā)展層面，讓學(xué)生深刻地意識(shí)到“穩(wěn)定”不但是系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，從更加廣泛的意義上講，穩(wěn)定更是一個(gè)國(guó)家一個(gè)民族發(fā)展的根本保障，當(dāng)代大學(xué)生有責(zé)任有義務(wù)擔(dān)負(fù)起“國(guó)家"這個(gè)大系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展的重?fù)?dān)。

在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，我們通過講解現(xiàn)代控制理論的發(fā)展歷程，重點(diǎn)介紹我國(guó)多位在控制論中做出卓越貢獻(xiàn)的科學(xué)家，尤其是現(xiàn)代控制理論的奠基人之—錢學(xué)森教授，介紹其在現(xiàn)代控制理論發(fā)展中做出貢獻(xiàn)的同時(shí)，通過線上線下多種資源和多種學(xué)習(xí)方式，展示這位偉大的人民科學(xué)家的民族大義和愛國(guó)主義情懷。通過對(duì)偉大科學(xué)家事跡的學(xué)習(xí)，引領(lǐng)學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)什么是真正的民族精神和時(shí)代精神，當(dāng)代青年應(yīng)該以什么樣的人作為榜樣和偶像，堅(jiān)定學(xué)生社會(huì)主義核心價(jià)值觀的信念，樹立正確的人生目標(biāo)，不斷加強(qiáng)個(gè)人道德修養(yǎng)。

為了培養(yǎng)學(xué)生正確的科學(xué)觀和良好的科學(xué)素養(yǎng)，在授課過程中，我們強(qiáng)調(diào)思維方式的重要性，對(duì)晦澀的定理、復(fù)雜的推導(dǎo)采用漸進(jìn)式引入，對(duì)比式講解，使學(xué)生明白追求真理的過程并不是一帆風(fēng)順的，科學(xué)研究的道路是曲折的，問題從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，只有秉持實(shí)事求是，不斷探索鉆研的精神，才能接近真理，最終解決問題。

“自動(dòng)控制原理”授課過程中，應(yīng)該對(duì)課程思政內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，全面培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，提升課程內(nèi)涵，始終堅(jiān)持以育人為中心，堅(jiān)持弘揚(yáng)中華優(yōu)秀文化，堅(jiān)定社會(huì)主義核心價(jià)值觀，其最終目的是幫助學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀，端正學(xué)生對(duì)科學(xué)技術(shù)態(tài)度認(rèn)知，培養(yǎng)學(xué)生健全的人格和專業(yè)能力，從而做到以科學(xué)的態(tài)度看待問題和解決問題。

2 “自動(dòng)控制原理”課程思政教學(xué)方法：

在明確“自動(dòng)控制原理”課程思政要點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生通過線下教學(xué)、線上復(fù)習(xí)、小組討論等多種方式，落實(shí)思政教學(xué)內(nèi)容。授課過程中，使用啟發(fā)式教學(xué)、探究式教學(xué)及研討性教學(xué)等多種教學(xué)方法的組合，力求將思想政治教育自然地融入專業(yè)課學(xué)習(xí)，保證課程能夠潤(rùn)物無聲地提高學(xué)生思想水平、政治覺悟、道德品質(zhì)和科學(xué)素養(yǎng)。

2.1 啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)以學(xué)生為主體，能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。在教學(xué)過程中，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際，課堂氛圍活躍，能更好地鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。如在介紹現(xiàn)代控制理論的發(fā)展過程時(shí)，首先通過線上布置文獻(xiàn)查閱任務(wù)，讓學(xué)生初步了解現(xiàn)代控制理論的發(fā)展歷程;線下教學(xué)時(shí)，針對(duì)重要時(shí)間及事件節(jié)點(diǎn)，教師“拋磚引玉”講解部分內(nèi)容，由學(xué)生根據(jù)課前查找的資料補(bǔ)充完整;最后，完成現(xiàn)代控制理論發(fā)展的思維導(dǎo)圖作業(yè)，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果及理解程度。學(xué)生可以通過思維導(dǎo)圖的形式，完成經(jīng)典控制理論發(fā)展過程和現(xiàn)代控制理論發(fā)展過程的對(duì)比，自然地引出現(xiàn)代控制理論的研究方法和研究目的與經(jīng)典控制理論的差異，使學(xué)生明白事物發(fā)展的演化規(guī)律，掌握科學(xué)的思維方式。

2.2 探究式教學(xué)

開展探究式教學(xué)的關(guān)鍵是激發(fā)起學(xué)生探究的欲望，使其能通過思考、討論、聽講等途徑主動(dòng)探究，自行發(fā)現(xiàn)從而掌握相應(yīng)的原理與結(jié)論，因此，課程中在哪里設(shè)置探究問題顯得至關(guān)重要。如講解穩(wěn)定性問題，教師根據(jù)授課內(nèi)容，設(shè)計(jì)問題，如：什么是穩(wěn)定性？為什么要研究系統(tǒng)的穩(wěn)定性？ 穩(wěn)定性受哪些因素的影響？如何判定線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性？通過回答這些問題，學(xué)生會(huì)對(duì)“穩(wěn)定性”進(jìn)行深入思考，自覺查閱文獻(xiàn)尋找答案。在此過程中，學(xué)生會(huì)對(duì)預(yù)備知識(shí)、相關(guān)概念、定理、公式等內(nèi)容消化理解，了解穩(wěn)定性理論的建立過程，掌握穩(wěn)定性的判別方法，再通過教師的課上講解加深印象，以積極的態(tài)度穩(wěn)定性章節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

2.3 研討式教學(xué)

研討式教學(xué)是以解決問題為中心的教學(xué)方式。教師設(shè)置問題情境，然后師生共同查找資料，研究、討論、實(shí)踐、探索，從而提出解決問題的方案，通過以上過程使學(xué)生掌握知識(shí)和技能。研討式教學(xué)的問題情境設(shè)置一定要貼近學(xué)生的生活、富有吸引力，同時(shí)要求教師能夠全面把握問題的方向，提出深刻的見解，幫助學(xué)生提高原有能力水平。

通過以上多種教學(xué)方法的靈活使用，全面培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，務(wù)實(shí)的治學(xué)作風(fēng)，求真的鉆研精神，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，掌握良好的學(xué)習(xí)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)從被動(dòng)接受轉(zhuǎn)變到主動(dòng)學(xué)習(xí)，在完成課程學(xué)習(xí)的同時(shí)，不斷提高自身的科學(xué)素養(yǎng)和專業(yè)能力。

3 課程思政效果分析：

通過課堂教學(xué)，把課程思政與課堂內(nèi)容聯(lián)系在一塊，實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)效果與思政教育的幾個(gè)目的。

3.1 加強(qiáng)班級(jí)紀(jì)律。通過以班級(jí)遵守課堂紀(jì)律的思政教育的案例引入，使學(xué)生指導(dǎo)教師在強(qiáng)化課堂記錄，潛意識(shí)中達(dá)到提高班級(jí)紀(jì)律的目標(biāo)，又把課程中的知識(shí)點(diǎn)講解的形象化了，使學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解更加透徹，也更容易記憶，更容易與機(jī)械系統(tǒng)結(jié)合。

3.2 敦促學(xué)生自我管理意識(shí)。上課玩手機(jī)、注意力不集中，主要是由于智能手機(jī)的興起引發(fā)的。有的學(xué)生沉溺之中，不能自拔，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績(jī)上不去，而在課堂教學(xué)中有意識(shí)融入思政教育，不直接說教，但從反面中給出敦促學(xué)生需要提高自我克制與管理的意識(shí)，實(shí)現(xiàn)真正的育人目的。

3.3 使學(xué)生對(duì)積極人生觀和消極人生觀的認(rèn)識(shí)有了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的支撐。時(shí)間響應(yīng)特性的分析從微分方程中分析得到響應(yīng)特性，用復(fù)變函數(shù)簡(jiǎn)化表達(dá)，把人生觀的這個(gè)積極與消極一面通過思政教育聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)了人生觀認(rèn)識(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)表達(dá)，使學(xué)生對(duì)教育合理性認(rèn)識(shí)更加容易接受，實(shí)現(xiàn)了思政教育的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)支撐。

3.4 實(shí)現(xiàn)教學(xué)的質(zhì)量提升與思想作風(fēng)教育的雙重效果。通過引入思政內(nèi)容把教育的內(nèi)容更加形象化，使得教學(xué)質(zhì)量得到提升，同時(shí)也起到了教育學(xué)生的目的，在理論的講解中對(duì)學(xué)生的思想作風(fēng)實(shí)現(xiàn)更好的教育。

結(jié)語：

通過對(duì)“自動(dòng)控制原理”課程思政的設(shè)計(jì)及教學(xué)方法的實(shí)踐，全面落實(shí)全員、全方位、全過程的“三全育人”要求。在深入挖掘?qū)I(yè)課程思政要素的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮專業(yè)課程、科學(xué)研究、教學(xué)改革等工作的育人功能，完善育人機(jī)制，不斷豐富課程內(nèi)涵，調(diào)動(dòng)教師的積極性與創(chuàng)造性，推動(dòng)專業(yè)課程思政的改革創(chuàng)新，使專業(yè)課的思政內(nèi)容更加具有親和力和針對(duì)性，讓思政發(fā)揮作用，達(dá)到提高培養(yǎng)人才質(zhì)量的目的。通過課程的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生樹立正確的人生觀、世界觀、價(jià)值觀，不斷加強(qiáng)個(gè)人道德修養(yǎng)的培養(yǎng)，擔(dān)負(fù)起民族復(fù)興的使命。

基金項(xiàng)目：本文系寧夏高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目：植入器械牙齒種植體個(gè)性化基臺(tái)疲勞壽命的研究和優(yōu)化。

（寧夏理工學(xué)院，寧夏 石嘴山753000）