《自動控制原理》課程思政在混合式教學模式中的構建與實踐

駱吉安

（杭州電子科技大學自動化學院，浙江 杭州 310018）

習近平總書記在全國高校思想政治工作會議上強調：“要用好課堂教學這個主渠道，思想政治理論課要堅持在改進中加強，提升思想政治教育親和力和針對性，滿足學生成長發展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責任田，使各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協同效應”[1]，堅持以“立德樹人”為根本任務，把思想政治工作貫穿教育教學全過程。

在教育理念不斷發展，教育改革不斷深化的現代，社會對于高校的教育質量有著更高的要求，對高校學生的專業能力也進一步提高。為了應對社會對德智體美勞全面發展人才的要求和對行業快速發展的要求，高校肩負著調整人才培育的重任。為了達到這些要求，需要高校在構建學生專業知識結構的基礎上，加強課程思政的教學手段，通過專業知識和課程思政內容的融合，引導學生形成崇高的職業觀，提升學生的大局觀。

1 《自動控制原理》開展課程思政必要性

1.1 課程開展的廣泛性

自動控制技術幾乎滲透到國民經濟的各個領域及社會生活的各個方面，是當代發展最迅速，應用最廣泛的技術[2]。《自動控制原理》就是指導實現自動控制技術的基本理論，它是自動化、電氣工程自動化等本科專業的一門重要的專業基礎課，在整個專業體系和培養計劃中具有承上啟下的關鍵作用[3]。此課程的主要目標是培養學生樹立正確的設計思想，了解和掌握控制系統設計的基礎知識，初步具備一般控制方案設計和分析的能力。在自動化專業課程體系中，其憑借多學科應用的特點，在人才培養中發揮著重要的促進作用[4]。

1.2 課程思政融入點突出

自動控制原理課程介紹了自動控制的基本理論及其工程分析和設計方法，使學生清晰地建立起線性反饋控制系統的基本原理和基本概念。在利用“自動控制原理”進行系統分析時，需要利用大量的理論知識和科學思想，比如穩定性理念、反饋制度等，這些理論化的內容不斷熏陶學生，使學生在實踐中形成創新意識，完善自身的專業化能力和素養。另外，在系統化學習“自動控制原理”課程內容時，需要引導學生進行全局分析，幫助學生理解系統和系統性能的關系，以及二者相互配合和協調的重要性，學生在操控中的宏觀控制力能到訓練，專業上的素養得到提升。

1.3 課程教學目標與思政教育方向一致

自動控制原理課程的主要目標是培養學生樹立正確的設計思想，開發創造性思維和創新能力，為后續在本領域的深入學習打下基礎。自動控制原理課程支撐的畢業要求是使學生能夠針對復雜控制工程問題提出解決方案，設計滿足特定需求的系統、單元或工藝流程，并能夠在設計環節中體現創新意識，考慮社會、健康、安全、法律、文化以及環境等因素。課程的教學目標和支撐的畢業要求與思政教育同向同行，相得益彰。

2 自動控制原理混合教學中的課程思政教學模式構建

2.1 自動控制原理混合教學的特點

自動控制原理涉及的知識面范圍較廣，涵蓋了“高等數學”“復變函數”和“信號與處理技術”等較為深奧的課程內容[5]，知識概念抽象，不易理解。在現代信息技術的高速發展背景下，充分利用互聯網工具[6]，將線上線下的教學相結合，各取其長，將抽象的概念具體化，更能加深學生對所學知識的理解。自動控制原理混合教學模式是基于OBE理念，以學生為中心的自動控制原理教學方案，注重將線上教學工具與線下教學模式相結合，理論與實踐相呼應[7]；采用“5D四維”教學模式，強調探索研究式學習過程；通過師評、自評、互評相結合進行多元化的過程考核和教學評價；通過多周期教學效果反饋動態調整和持續進行教學改進與創新。同時，在課堂教學中增加控制論背后的哲學思想講授[8]，幫助學生形成正確的世界觀、人生觀、價值觀；通過在自動控制原理的教學過程中增加課程思政元素，引導學生樹立嚴謹負責的職業道德觀，樹立建設祖國的使命感與責任心。

2.2 課程思政的主要目標

為了應對社會對德智體美勞全面發展人才的要求和對行業快速發展的要求，各個高校肩負著調整人才培育的重任。將人才培育的重心調整為注重人才的品德發展；將課程實施的重心調整為使學生了解自動控制理論的基礎原理，掌握控制系統設計的能力。為了達到這些要求，需要高校在構建學生專業知識結構的基礎上，加強課程思政的教學手段，通過專業知識和課程思政內容的融合，引導學生形成崇高的職業觀，提升學生的大局觀。同時要求授課老師在已有的教學基礎上，將課程思政融入專業課程的學習中。使學生在學習專業理論知識的同時，循序漸進地受到品德教育的浸潤；達成在潛移默化中強化學生思想政治覺悟和道德素養的目標[9]。

2.3 課程思政的實施方法

為達成上述目標，課程思政教學的實施過程可以與混合式教學理念相結合，具體包括：系統性理念，在系統工程的理念指導下進行統一規劃、設計和一體化學習，特別強調控制系統的整體性和系統性概念；創造性理念，強調教學過程是一個創造性的過程，以點撥、啟發、引導、開發和訓練學生的創造力才能為基本目標；主體性理念，充分調動并發揮學生的教育主體能動性，開啟學生的內在潛力與學習動力，教學過程從以教師為中心、以講授為中心轉變為以學生為中心、以實踐為中心，使教育過程真正成為學生自主自覺的活動和自我建構過程。課程思政的實施過程具體表示在：

增加線上線下課程教學內容的課程思政元素，如在學習控制系統的傳遞函數所用到的拉氏變換時，讓學生深入理解拉氏變換能夠將復雜的微分方程變換為簡單的代數方程以及不同變換域的等價性，順勢教導學生數學變換（映射）所蘊含的誠信、友愛、平等的思想；在講授線性系統輸入輸出關系的卷積定理時，讓學生理解對于線性時不變系統，如果知道該系統的單位脈沖響應，那么將單位脈沖響應和輸入信號求卷積，就相當于把輸入信號的各個時間點的單位脈沖響應加權疊加，就直接得到了輸出信號。順勢引導學生要獲得“良好”的“產出”，需要靠平時不斷的積累，不積跬步無以至千里，不積小流無以成江海。

結合新的教學手段開展課程思政教育：（1）任務驅動法：以小組為單位布置貫穿全課程的綜合性設計項目，對指定的不同被控對象按照教學進度安排分別從建模、時域分析、根軌跡、頻域分析、控制器設計等方面進行逐漸深入的探究式學習，讓小組每位同學在階段性討論和最后的PPT整體匯報中進行講解答辯，培養學生的系統觀念、獨立探索、語言能力及合作精神；（2）問題導向法：在教學過程中注重采用問題導入，以設問、點撥、啟發、引導等方式開發和訓練學生分析問題、解決問題的能力，培養學生的創造力；（3）自主學習法：給學生留課前預習題和課后思考題，并在討論區發起問題討論，讓學生利用網絡資源自主學習的方式尋找答案，然后進行討論評價，避免養成學生在學習上急功近利的習慣，培養學生主動思考和解決問題的耐心。

在學習資源建設與使用上，充分利用多方優質資源并進行思政要素融會貫通。線上視頻資源主體采用他建方式，從經過大量實踐檢驗和具有良好口碑的國家精品課程中挑選出適合于我校學生學情以及本課程改革的優秀視頻，以中國大學MOOC華中科技大學王永驥教授負責的《自動控制原理》為基礎，根據教學內容整合本課程組錄制的部分教學視頻和其他線上視頻資源。讓學生在觀看不同名師的優秀教學視頻的過程中，學習他們嚴謹的治學精神，養成努力鉆研的研究干勁。以課題組雨課堂教學中開發的試題庫為基礎，參考王永驥教授自控原理測試題并結合新的教學模式，構建新的題庫。引導學生進行課下自主的研究，使學生形成正確的學習觀念。

通過以上教學模式的改革，使學生能更加深刻的掌握自動控制原理的知識與概念，對課程思政的理解能更進一層深度，以實現自身道德觀念和政治覺悟的提升。

3 自動控制原理混合教學下課程思政實施與成效

3.1 線上學習

自動控制原理課程，從大量的國家精品課程中挑選出優秀視頻，實現了優質師資共享、優勢互補，提高了教學質量。通過線上視頻的學習，學生跳出了教室課堂的小圈子，把學習資源進一步擴大。通過采用線上修讀和線下面授互動的教學方式，激發了學生個性化學習的興趣，提高了學習效率，同時也有了獲取先進學校優質課程資源的機會。根據教學計劃學生需要線上學習的章節，觀看完成率均為100%。這種線上學習，線下提問、討論和強化的教學模式，明顯改善了學生的學習態度，提高了學習效率。

3.2 課堂學習

線下課堂與雨課堂智慧教學手段結合，通過課堂題目測驗、彈幕、投稿等方式調動學生課堂學習氛圍。和思政案例與具體教學內容相結合，培養學生運用自動控制理論解決簡單工程問題的能力；將線下課堂融入課程思政元素，通過課堂講解案例，將理論知識與實踐相結合，讓學生更深刻理解工程哲學思想，從思想觀念和價值取向方面對學生產生影響。在學生對雨課堂教學方式的反饋中，有超過94%的學生認為這種教學模式對知識點的學習有幫助。這種課堂即使測試得到學習反饋的方式，對學生的學習積極性有明顯的提升。

3.3 小組項目

在線上學習和線下教學的基礎上，學生自主組隊完成項目設計，并制作PPT進行匯報。以引導式、啟發式、問題式、互動性、總結式教學方法為主，培養學生的團隊合作精神、自學探究能力、科學思維和創新意識；使學生掌握復雜控制和電氣系統工程的基本設計與開發方法和技術，了解影響設計目標和方案的因素，初步具備一般控制方案設計和分析的能力；掌握不同設計方案、分析方法背后的內涵本質和哲學思想。經過初期的探索與實踐，我們已經取得了一定的成效。學生能夠積極參與思政話題的討論，并發表有見地的正能量的意見，學習目的更加明確，學習態度更加端正，學生上課的出勤率、課堂的抬頭率和課后作業的完成率都得到了極大的改善和提高。

3.4 多元化考核方式

構建OBE模式下的多元化考核評價體系，注重過程考核、實踐能力考核、創新能力考核。發揮學生評價的主體作用，采用“師評+自評+互評”模式，在學習過程和學習成果兩個維度上設置若干個考核評價指標。

在整個教學項目中實施多周期閉環反饋，將課程目標進行拆分，通過多維目標教學和自主探究翻轉教學的方法完成課程目標，讓學生通過雨課堂、SPOC平臺、問卷星等多個平臺進行不同長短周期的教學效果反饋，及時了解學生對知識點掌握情況，聽取學生對成的評價和建議，通過從學生方收集到的反饋信息對課程目標進行精準調節，在整個教學過程中對教學目標多次改進，達到動態調整教學內容與進度、持續改進教學方法與模式的目的。在學生對課程的總結評價中，不少同學提到“課程對自己的學習有很大幫助”，“感受到不一樣的授課形式”，“感受到了素質教育的魅力”，“學習態度因此轉變”等。上述考核方式能夠讓學生更加積極主動地參與思政內容的學習，樹立更加明確的價值觀、更加正確的學習態度，也促進教師更加有效地進一步開展課程思政的教學。

4 結語

自動控制原理課程作為工科應用廣泛、理論性與實踐性強的專業基礎課，將課程思政與混合式教學相結合是一次有益的嘗試與改革。通過內容豐富的課程思政教學活動，形式多樣的課程思政教學手段，實現了立德樹人和教書育人的目的，有利于培養適應社會發展和需求的畢業生。自動控制原理經過這一輪的教學實踐，我們發現學生的學習態度有很大轉變，解決問題的能力也得到了提升；學生的職業認同感和社會責任感也得到加強。

由于課程思政改革還處于探索階段，課程思政的實施方案還可以進一步完善。我們要始終堅持以學生為中心的教學理念，不斷創新教學模式，借助信息化教學工具，將課程思政元素更加巧妙的融入自動控制原理混合教學模式中，潛移默化間引導學生的思想品德發展。