“現代控制理論”課程思政教學案例建設研究

姜順

[摘 要] 現代控制理論作為自動化和電氣類專業的一門重要專業基礎課，它著重培養學生系統建模、系統分析與系統綜合方面的能力。該課程內容蘊含著豐富的思政元素，授課過程中通過思政案例的講解，能夠在潛移默化中引導學生踐行社會主義核心價值觀，激發學生的愛國熱情與社會責任感，培養出具有“工匠精神”的新工科人才，從而實現知識傳授與價值引領的協同育人目標。

[關鍵詞] 現代控制理論;課程思政;案例;協同育人

[課題名稱] 2019年江南大學本科教育教學改革研究項目“新工科背景下《現代控制理論》課程思政教學案例建設研究”（JG2019047）

[作者簡介] 姜 順，江南大學物聯網工程學院副教授，碩士生導師，主要從事控制理論研究。

[中圖分類號] G642.0? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）40-0035-02? ? [收稿日期] 2020-03-06

一、引言

“課程思政”是新時期高校思想政治工作的新模式，是“全員育人”觀念的進一步深化和拓展，也是高等教育中育德與育才、德育與智育相統一的具體體現和要求，它體現了中國特色社會主義大學的辦學方向[1]，是培養中國特色社會主義事業建設者和接班人的重要保障，對新時期高校思想政治工作改革創新有著積極的指導意義，是今后高校思想政治教育工作必須長期堅持的指導思想。課程思政是高校落實立德樹人根本任務，鑄就教育之魂的理念創新和實踐創新，積極推進高校“課程思政”教學改革成為今后高校思想政治教育工作和課程教學改革工作的重要主題[2]。

現代控制理論課程是自動化和電氣類專業的一門重要專業基礎課，它是以狀態空間法為基礎研究系統分析與綜合方法的理論性課程，在自動化和電氣類專業相關專業本科人才培養體系中發揮著舉足輕重的作用。該課程側重理論分析，主要講解線性系統狀態空間模型的建立、線性系統狀態空間表達式的求解、線性系統的能控性、能觀性與穩定性以及線性系統的綜合問題;著重培養學生在系統建模、系統分析與系統綜合方面的能力，進而培養學生提出問題、分析問題與解決問題的能力，為從事系統與控制科學領域的科學研究與技術開發奠定必要的理論基礎。這門課程蘊含著豐富的哲學思想，處處貫穿著系統、運動、內因、外因及因果關系等哲學原理。另外，在控制理論發展的歷史長河中，涌現出許許多多卓越科學家和大國工匠，他們背后的故事彰顯了赤誠報國的家國情懷和銳意創新的治學精神，這些極具感召力的先進事跡和歷史故事均可以作為課程思政的經典案例。在講授這門課程時，我們可以結合“現代控制理論”課程的特點和知識體系結構，設計課程思政案例。

二、課程思政案例

（一）人類創造歷史的兩種基本活動——認識世界與改造世界的思政案例

現代控制理論課程的主要內容可以分為兩大板塊：第一板塊主要包括現代控制理論的發展歷程、控制系統狀態空間模型的建立方法，系統的運動分析、能控制與能觀性以及系統的穩定性，這一部分側重于對已知系統的性能分析;第二板塊主要包括系統的控制器設計、觀測器設計、極點配置及性能優化等內容，這一部分則側重于如何設計控制器使系統的運動行為滿足人們的實際需求。從哲學的角度看，第一板塊恰好屬于認識世界的范疇，而第二板塊則屬于改變世界的范疇，而認識世界與改造世界是互為前提和基礎的，也是互相促進的。

因此在講授這門課程緒論時，可以引導學生先從宏觀上總體把握這門課程的知識架構，從哲學的角度就是讓學生學會自覺地把認識世界與改造世界統一起來，在改造世界的過程中正確認識世界，在正確認識世界的指導下有效地改造世界，實現真理與價值的統一。

（二）控制工程領域偉大科學家錢學森赤誠報國的思政案例

在講授推動現代控制理論發展的關鍵人物時，可以結合中華人民共和國在控制理論與控制工程研究方面取得的重要成果，特別是我國杰出科學家錢學森將維納的純粹理論應用于工程實踐，創立了工程控制論與系統科學，首次把控制理論成功應用于我國的航空航天領域，并用英文出版了《工程控制論》，這本著作對現代科技的發展具有極其深遠的意義，錢學森對我國火箭、導彈和航天事業具有開創性貢獻，被稱為“中國航天之父”[3]。錢學森自愿放棄美國的優厚條件，毅然回國支援中華人民共和國的建設，五年的艱難歸國路，美國政府千方百計阻撓錢學森回國并施以各種威脅和誘惑，可是依然沒有阻擋住他回國的決心。他一生的經歷和成就，在中國的國家史、華人的民族史和人類的世界史上，同時留下了耀眼的光芒。作為中國航天事業的先行人，他不僅是知識的寶藏、科學的旗幟，而且是民族的脊梁、全球華人的典范，他向世界展示了華人的風采。

課堂上可以利用這個典型的思政案例，充分對學生進行主人翁意識教育，樹立民族自豪感，引導學生敢于擔當，勇于創新，踐行報國之志，通過偉大科學家的感人事跡激發學生的家國情懷和奉獻精神，進一步增強學生的愛國主義情操，增強使命感和責任感。

（三）從穩定性理論的嚴謹性看科學家崇尚科學、追求真理的思政案例

李雅普諾夫穩定性理論是現代控制理論極為重要的組成部分，它在自動控制系統的最優控制、最優估計、濾波和自適應控制、神經網絡控制等方面，發揮著非常重要的作用，其理論和方法已經成為自動控制系統分析和設計不可缺少的普適性理論和有效工具之一。李雅普諾夫穩定性理論中包含了嚴密的數學定義和定理，其敘述的嚴謹性和準確性經常讓工科學生覺得過于理論化，但正是由于這種嚴謹性才使得李亞譜諾夫穩定性理論成為現代控制理論奠基石，有著極其廣闊的應用領域，控制理論領域的許多科學家甚至形成一種共識“凡是李雅普諾夫沒有證明的都不能用”。在控制理論領域類似于李雅普諾夫的科學家有很多，例如我國現代控制理論研究的開拓者與傳播人——關肇直院士，他在20世紀60年代，敏銳地意識到現代控制理論對我國國防現代化的重要性，他毅然回國創建了國內第一個控制理論研究室，開始研究現代控制理論在軍事方面的應用，之后他在人造衛星測軌、導彈制導及潛艇控制等方面做出了開拓性貢獻。

雖然這些偉大的科學家處于不同時代、不同國度，但他們都有一個共同特點，那就是他們都有著赤誠的愛國情懷，對科學真理有著執著的追求。在講授“現代控制理論”課程中關于利用李雅普諾夫穩定判據判斷系統穩定性時，我們可以穿插這個思政案例引導學生把崇尚科學和追求真理作為一種信念、一種精神境界，在探索自然、認識社會、領悟人生中擺脫愚昧和狹隘，從而樹立起堅定的信念、遠大的理想，在平凡的崗位上創造出不平凡的業績。

三、結語

在“新工科”背景下，通過典型案例設計、創新教學方法、完善配套實踐等舉措，將思政之“鹽”融于課程之“湯”，在教學過程中通過這些思政案例的講授，能夠讓學生在準確的理解專業知識的同時，自覺樹立起正確的世界觀和價值觀，進一步增強學生的愛國主義情操，增強使命感和責任感。通過思想道德教育，使學生意識到工匠精神在個人職業發展和我國科技發展中的重要性。這些思政案例能夠為控制理論課程思政教學實踐提供一些有益參考。

參考文獻

[1]焦連志.“課程思政”理念指導下的高校“課程思政”建設實踐探索[J].成都中醫藥大學學報（教育科學版），2018，20（4）：71-74.

[2]金曉怡，張航，杭魯濱.“新工科”背景下《機械設計》課程思政教學建設[J].教育教學論壇，2019（42）：34-35.

[3]周悅，周魯寧，霍海波，等.《自動控制原理》課程思政建設探討[J].課程教育研究，2018（20）：215.