《自適應控制》思政教學改革的探索與實踐

周 玲 王鴻懿 陳志盛

（長沙理工大學電氣工程學院 湖南·長沙 410114）

隨著《關于深化新時代學校思想政治理論課改革創新的若干意見》，以及《高等學校課程思政建設指導綱要》的發布，高校逐步深入推進思想政治工作綜合改革，重點落實培養人才的根本問題。

1 《自適應控制》融合思政教學改革的必要性

我校自動化專業主要為能源、交通等行業服務，在新能源工程自動化、電力系統自動化和工業機器人等方面有明顯優勢，為全國各地特別是湖南經濟建設和工業智能制造領域做出了突出貢獻。本專業主要依托電氣工程、電子科學與技術一級學科博士點、控制科學與工程一級學科碩士點、國家工程實驗室、省部級教學、科研平臺，培養基礎扎實、實踐能力強的自動化高級專業人才。

為了全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人的根本任務，以促進學生德智體美勞全面發展和適應行業、產業與地方經濟社會發展需求為導向，堅持“德育為先、知識為本、能力為重、全面發展”的育人理念，培養具備良好的職業道德和社會責任感，系統掌握自動化專業的基礎理論、方法和技術，熟悉與自動化領域相關的人文、倫理、法律、法規、標準及工程管理、經濟決策等知識，具備自動控制系統分析研究和設計開發的工程實踐能力和創新能力，能在新能源發電控制技術、電氣自動化、熱工過程自動化和工業機器人等領域從事研究、設計、系統集成、開發和管理等工作的“底色亮、實踐強、有情懷、敢擔當”的高素質復合型專業人才和行業精英。

《自適應控制》是自動化專業的專業課程，是自動化學科體系從基礎理論到控制技術，從系統理論到工程實踐，從計算機技術到信號處理，從設計分析到課程實驗環節不可缺少的內容。自動化科學技術在眾多領域發揮了重大作用，也改變了我國工業整體的面貌，不論是石油化工、電力、鋼鐵，還是輕工、建材、醫藥等領域都要用到自動化手段，在國防工業中自動化的作業更是巨大的。

要發展自動化學科，人才是關鍵。高等學校是人才培養的基地。作為高等學校的領導和教師始終應該把人才培養放在第一位。影響人才培養的因素很多，教學改革是其中一個重要的環節。因此，結合黨中央和教育部的精神，把思想政治教育貫穿人才培養體系，全面推進課程思政教育教學改革勢在必行。

2 《自適應控制》課程融合思政教學改革的案例分享

2.1 桂衛華院士對熱工自動化專業方向建設性指導的思考

隨著國家對新能源的發展的加快，火電建設的步伐有所放緩，面向火電的長沙理工大學熱工過程自動化的教師們對于專業方向的發展有些迷茫，學生的就業選擇也面臨外界干擾。就此，院領導請來了中南大學桂衛華院士給自動化專業建設作指導。專業指導會上，院士充分肯定了熱工過程自動化方向的前景，非常理解當下我們熱自老師們對專業發展困惑的心情。于是分享了他個人從求學到科研，以及在冶金行業孜孜不倦的專研，最終獲得成功的寶貴經驗。

生于1950年的桂衛華院士，初中畢業響應國家“知青下鄉”號召，到湖北谷城縣插隊落戶，兩年后被招工到湖北丹江鋁廠成為一名電工；1972年進入中南礦冶學院自動化系工業企業電氣化及自動化專業學習。畢業后留校任教至今。他長期致力于復雜有色金屬生產過程控制理論、技術和工程應用研究。有色金屬生產過程自動化，一個行業特色比較鮮明的領域，院士也曾遇到我們現在面臨的問題，但是他堅信國家的發展，需要自動化技術在銅鋁鉛鋅等有色金屬冶煉及鋁加工過程的應用和突破，潛心科研與教學工作，成效顯著。先后獲國家科技進步二等獎3項，省部級科技進步獎15項；2009年獲“何梁何利基金科學與技術進步獎”、2012年獲“湖南光召科技獎”；曾獲“全國優秀科技工作者”“中國有色金屬工業優秀科技工作者”“中國過程控制技術貢獻獎”等榮譽稱號。2013年11月當選為中國工程院院士。

“為國家搞技術，做一個有擔當的人。”院士銘記于心，也踐于行，一直激勵著他在有色金屬自動化技術領域做出卓越貢獻。這句話深深震撼了我們，但行好事莫問前程。

作為一名自動化專業的教師，理當向桂院士學習，做一個有情懷的科研工作者。為國家，為火電行業培養更多優秀的畢業生，盡努力為自動化行業做出我們應有的貢獻。如果顧慮太多只能停滯我們前進的腳步，目前的困難只是暫時的，需要我們好好思考，轉變思路。國家之所以暫緩火電的建設，很大的原因是發電過程能源消耗太大，以及排放的污染對環保的不利影響。結合今年兩會上提出的“碳達峰”“碳中和”的工作任務，明確加快調整優化產業結構、能源結構，以及大力發展新能源，繼續打好污染防治攻堅戰。實現我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，力爭2060年前實現碳中和，我們應該從這兩方面尋找突破。節能減排的研究一直在持續，但是并沒有很大的成效。自動化的技術在火力生產發電過程起著關鍵的作用，也是我們專業努力的方向。

《自適應控制》課程思政教學過程中，引用桂院士的例子激發學生在《自適應控制》課程學習以及其他本專業課程學習中，掌握先進的控制技術，了解身上應該擔當的責任和義務。號召學生向桂院士等專業前輩學習，扎實學好專業，提高自己綜合素質，為國家搞技術，做一個有擔當的火電工作者。

2.2 《自適應控制》課程知識點教學思政案例分享

《自適應控制》課程針對本科生，主要講授動態模型與參數估計；自校正調節器；自校正控制器；自校正PID控制器；基于模型參考的跟蹤控制器等內容。其中PID自校正控制，是基于最優控制策略與經典控制策略相結合的自校正控制器，自校正控制算法有隱式和顯示兩種。隱式算法是直接辨識控制器參數，顯示算法則首先辨識被控對象的模型參數，然后采用模型參數估計值計算控制器的參數。在講述這一章節內容時，結合當前部分學生出現的心理問題，進行課程理論與思政教育有效的融合。

根據我國高校學生心理問題調查，學生的心理問題一般可分為心理偏差、心理障礙和心理疾病三個方面。心理偏差幾乎是所有心理問題發生根源，不及時發現并引導，矯正和消除，可能導致嚴重心理危機，造成不可挽回的后果。分析問題產生的原因，主要集中在以下幾個方面：進入大學校園在高手如云的集體里，學生從應試教育到素質教育的轉變；生活方式由家庭走向集體，需要獨自去面對各種不同的情況；學習之外自主安排的時間更多，學習任務更艱巨等等。有些同學適應能力強，很快如魚得水，而有些同學卻是無所適從。生活的節奏被打亂了，自身的調整不及時、不合適，因此有同學出現心理問題。近幾年情況更加嚴重，因心理問題休學同學逐漸增多，甚至有部分同學走上極端。面對這些情況，父母和老師們都很痛心，也深感自己作為專業老師身上的責任。在講述《自適應控制》課程時，其中重要的一章節內容就是自校正自適應控制，其中自校正PID控制是以經典控制策略為基礎的自校正控制方式，對于復雜的被控對象，特別是對于模型參數未知或緩慢變化的被控對象，采用常規的控制得不到滿意的控制效果，因此采用自校正控制和常規PID控制相結合，能在線整定和校正PID控制器的參數，具有較好的魯棒性和控制效果。這個理論與我們大學生這個系統相吻合，大學生自從進入大學校園，不再是原來的生活環境了，環境和周圍的人都發生變化。獨自面對這樣一個復雜的環境下，每個同學應該根據自身的情況實施調整生活的節奏，應對方法（也就是我們這個系統中的自校正控制器控制參數），方法不是一成不變的，也不是千篇一律的，每個個體情況不同，個人控制系統中的控制器參數也不同，整個成長階段參數也會變化，應該實時調整。

自校正PID控制器顯示算法設計中，要根據系統輸入輸出辨識系統數學模型，根據辨識后的模型參數整定PID控制器的控制器參數。每個學生都應該根據所處環境，自身情況，個人興趣，今后工作定位建立自己的數學模型，進入大學生涯，學生主要目的是掌握一定的專業知識和技能，提高自身綜合素質，學習解決問題，分析問題，處理問題的能力。實現這一目標就要扎實專業理論基礎，提高專業實踐技能，培養高尚道德情操，鍛煉組織社交能力，提高身體和心理素質等多方面去努力。在學習過程中努力尋找自己的學習興趣，應根據自己的興趣制定有效的策略。養成發現問題、思考問題、研究問題的習慣，變被動學習為主動學習，提高學習的主動性，實時把握與調節自身的控制器，獲取最佳性能的自適應控制系統。

通過以上方式，將思政教育融入《自適應控制》教學的探索與改革，熱工過程自動化專業的學生學習積極性提高，不再對專業的發展有質疑，從而熱愛自己的專業，并為之努力奮斗。通過課程教學過程中有效引入思政案例，引導學生立足課程，積極思考，選擇正確的人生價值觀、價值觀，為其學習注入持續不斷的正能量。課堂氛圍活躍，教師與學生積極互動，獲得滿意效果。

3 總結

高等學校是人才培養的基地。作為高等學校的領導和教師始終要把人才培養放在第一位。影響人才培養的因素很多，教學改革是其中一個重要的環節。因此，結合黨中央和教育部的精神，把思想政治教育貫穿人才培養體系，課程有效融合思政教育的教學改革是培養既有專業技能，又有高尚的道德情操的技術工作者的最佳途徑。

根據《自適應控制》課程的特點，積極引入思政教學，將課程理論與思政教育融合，把立德樹人這一中心環節落到實處。號召學生牢記桂院士自動化專業前輩的無私奉獻，努力學好專業知識，堅定自己的就業選擇。同時學習自校正自適應控制方式過程中，結合分析大學生中出現眾多心理問題,找到問題的解決辦法。激發學生在《自適應控制》課程學習興趣，主動參與到課程學習中來，敢于探索，勇往直前，規劃未來宏偉藍圖，立志做一個有擔當的熱工自動化的技術工作者。