《控制工程基礎》課程思政建設的實踐與探索

□王 蕊

立德樹人是國家對新時代教育根本任務的新概括，也是對學校教育提出的新要求。在新的經濟背景下，我國智能制造產業迅猛發展，急需要有知識、有道德、有擔當的工程技術人才[1]。因此，通過開展課程思政改革，把思政教育有機融入專業課堂，構建品德塑造、知識傳授、能力培養三位一體的教學體系，是新時代人才培養的必然要求[2]?！犊刂乒こ袒A》課程是機械類專業一門重要的專業領域課。本次課程思政改革以“立德樹人”為核心，堅持“德”的引領作用，通過充分挖掘控制系統動態特性所蘊含的思政元素，將道德品質教育、辯證思維教育、工程精神教育與控制工程的基本原理相融合，使學生在掌握控制理論知識的同時又受到思想政治教育，實現“知識傳授與價值引領并重”，切實提高新時代新工科人才的培養質量。

一、課程思政教育存在的問題

(一)專業課教師自身認知存在偏差。有些老師沒能深入理解課程思政的內涵，認為課程思政是思政課教師和輔導員的任務，專業課教師只需要承擔本學科理論知識和技能的教學，從而使得專業課與思政課教學各司其職，學科間不能相互滲透和統一。教師自身對課程思政認知存在偏差是阻礙課程思政有效開展的主要因素，只有教師自己認同課程思政，才能真正起到思政育人的作用。

(二)專業課教師思政育人能力不足。專業課教師由于長期從事與本學科基礎理論相關的教學和科研工作，所以不能深入了解思政教育的相關理論，或者還沒有形成系統的理論知識體系[3]。目前在專業課中融入的思政元素數量少，甚至有些思政元素和專業課知識點融合得比較生硬，因此如何提高專業課教師的政治理論水平，多角度地挖掘蘊含在專業課中的思政內涵和元素，是深入開展課程思政所要解決的一個重要問題。

(三)學生缺乏對思政課學習的自覺性。機械類專業的本科生作為國家智能制造產業的核心力量，除了要掌握專業理論知識和實踐技能以外，還需要具備正確的價值觀、團隊合作精神、工程職業道德和社會責任感。長期以來學生都很重視對專業知識和實踐技能的學習，但大部分學生缺乏對思政課學習的自覺性，思想上不重視思政類課程的學習，平時不關心時事政治，缺少對社會和行業的了解，無法適應新時代的發展要求。

二、課程思政教學實踐

《控制工程基礎》課程在大三第一學期開設，共安排48學時(其中實驗6學時)，主要介紹控制系統分析和設計的基本原理和思想方法，具有較強的專業性、邏輯性和實踐性。在本課程的教學改革中，緊扣課程知識點，利用專業課程優勢對學生進行思政教育，將思政元素貫穿于教學大綱、授課內容、教學方法、教學評價等整個教學過程，多角度、多層次地對學生進行道德品質教育、辯證思維教育、工程精神教育，使課程思政教學改革成效最大化，具體實施方法如圖1所示。

圖1 課程思政教學實踐方法

(一)修訂課程教學大綱。以立德樹人根本任務為引導，結合2015年頒布的工程教育認證標準確定工科學生畢業要求指標，確定《控制工程基礎》課程目標與畢業要求指標的對應關系，特別是對照在人文、工程與社會、環境和可持續發展、職業規范等方面提出的通用標準，修訂本課程教學大綱。圍繞授課內容，挖掘和梳理控制理論中蘊含的思政元素和育人功能，通過對教學模式和方法的改革，使學生在知識傳授和能力提升的過程中潛移默化地接受思政教育，實現全方位育人，是本課程思政改革的總目標。

(二)“黨建+課程思政”育人模式。鑒于專業課教師的知識背景所限，可以通過依靠教工黨支部發揮堅強戰斗堡壘作用，提高教師的政治理論素養。尤其是要充分發揮“雙帶頭人”教師黨支部書記在黨建和學術方面的獨特優勢，把黨建與專業教學相融合，為課程思政源源不斷地輸送思想和內容，使黨建和課程思政建設相互促進、相得益彰[5]。

(三)引入控制理論中的思政案例?！犊刂乒こ袒A》課程教學可以結合典型人物、中華優秀傳統文化、科研成果等思政案例，這樣不僅能使學生更容易理解課程內容，還可以激發學生的家國情懷和民族自豪感，增強責任感和使命感。

1.基于“典型人物”的思政案例。在控制理論悠久的發展歷史中，涌現出許多卓越的科學家，通過他們的感人事跡使學生在思想上產生共鳴，激發學生的愛國情懷和奉獻精神。例如，在講述控制理論的發展史時，會重點介紹我國杰出科學家錢學森赤誠報國的案例，以及對我國“兩彈一星”和航天事業所做出的開創性貢獻，推薦學生閱讀他的著作《工程控制論》，觀看影片《錢學森》。在講述控制系統穩定性時，介紹我國科學家謝緒愷在系統穩定性分析中的貢獻。因此，在控制理論的教學過程中，將教學內容與相關“典型人物”結合起來，可以激發學生學習這些偉大科學家的家國情懷、科學精神和奉獻精神，引導學生要勇于擔當和奉獻，踐行報國之志。

2.基于“優秀傳統文化”的思政案例。我國作為世界四大文明古國之一，具有悠久的歷史和優良的文化傳統。在緒論講述控制理論的發展階段時，以圖片和視頻的形式介紹我國古代的漏壺、候風地動儀、指南車、自動提花織機、自動蒸汽輪船“黃鵠”號等發明，從而向學生展現前期控制階段我國古代人民所做出的重要貢獻，加深學生對我國優秀傳統文化的認知，增強民族自豪感和對民族智慧的敬仰之情，堅定文化自信。

3.基于“科技成果”的思政案例?？茖W技術的進步離不開控制理論的發展和應用。在控制理論的教學內容中有很多前沿的研究動態和成果，例如，在講述控制系統的基本要求時，會播放數枚導彈齊發擊中目標的片段，給學生說明導彈跟蹤目標所需過渡時間過長的話，就不可能擊中目標。還可以引入當前發生的科技熱點事件，例如，神舟系列飛船的發射、嫦娥四號月背著陸、蛟龍號載人潛水器成功下水、2022年北京冬奧會餐廳機器人大廚等。通過把這些科技發展的實例引入課堂教學，不僅可以提高學生學習課程的積極性，還會增強學生的國家榮譽感和社會責任感。

(四)發掘控制理論中的辯證思維?！犊刂乒こ袒A》課程主要研究系統及其輸入、輸出三者之間的相互關系，課程內容蘊含著豐富的哲學思想[6]。例如，在講述控制系統由不同元件組成時，讓學生明白每個元件都起作用才能使系統正常運行，由此延伸到科學研究也需要團隊合作精神，發揮自己的優勢，處理好與其他成員的關系。在講述二階系統的動態性能指標時，可以以質量—彈簧—阻尼系統為例，說明只有采取合理的折中方案或補償方案，才能設計出既有較高阻尼程度，又有較高響應速度的二階控制系統。由此引導學生要把握事物的客觀規律，用聯系、發展、全面的觀點分析和解決問題。從上面實例可以看出，將控制理論專業知識和辯證思維教育有機結合，學生在學習專業知識的同時，還可以利用辯證思維的觀點對控制系統進行性能分析，進而能思考和解決生活中的實際問題。

(五)推廣現代信息技術MATLAB?！犊刂乒こ袒A》課程主要包括系統建模、系統分析和系統校正三個方面，系統分析是核心，涉及的數學公式推導多，繪圖量大，難以在有限的學時內展開深入的講解，學生也聽得空洞乏味，難以理解[7]。因此在控制理論的教學過程中，引入計算機仿真軟件MATLAB準確、快速地進行系統分析就顯得尤為必要了。例如，在講解二階系統的時域分析時，用MATLAB繪制二階系統的單位階躍響應曲線，可以直觀清楚地看到特征參數阻尼比對系統瞬態響應特性的影響。用MATLAB時域分析函數編寫程序，或者LTI Viewer圖形界面工具求解二階系統在欠阻尼狀態的性能指標，可以避免繁瑣的計算過程。另外，還可以借助基于MATLAB的可視化動態仿真平臺Simulink對系統進行建模和仿真，方便對復雜控制系統的設計和分析。由此可見，運用現代信息技術MATLAB分析和解決控制工程問題，有利于培養學生的工程實踐能力和多學科交叉意識，形成科學的世界觀和方法論。

(六)靈活運用多種教學方法。

1.BOPPPS教學模型。針對《控制工程基礎》課程內容抽象、公式多、理論性強，學生難以理解的特點，采用BOPPPS教學模型，將教學過程設計為“引入、目標、前測、交互、后測、小結”六個階段，從“以教為中心”向“以學為中心”轉變，融入引導式、互動式、案例分析等教學方法，激發學生的學習興趣，關注學生的課堂參與度和“學到了什么”，通過教學反饋實現教與學的同步，提升課堂教學效果。

2.結合學習通線上學習平臺。鑒于現在的學生都喜歡網絡交流，并且能熟練地掌握線上平臺的使用方法，采用線上線下混合教學，把學習任務、微課視頻、“前測”、“后測”、課后作業等教學環節利用學習通完成，還可以將與課程相關的新聞時訊、前沿科技知識、科學家事跡和著作也在學習通發布。通過依托互聯網方便、高效、快捷的優勢，教師可以根據平臺統計數據，精準地掌握學生的學習動態和學習效果，及時調整教學方案；對于學生而言，不僅可以提高學習的參與度，還可以了解時事和行業動態，關注社會發展，主動承擔起建設制造強國的歷史責任。

3.完善課程隱性思政考核方式。傳統的課程考核由平時成績(20%)、實驗成績(10%)和期末考試成績(70%)組成，其中平時成績主要依據出勤率和作業完成情況。這種考核方式強調學生學習的結果，而忽視了學習的過程，無法準確衡量學生在學習中的參與度和成效。因此，在將思政教育融入課程教學后，要注重將過程性考核和結果性考核相結合，將學生的課堂表現、學習通平臺學習記錄、章節測試成績等隱性思政元素納入考核范疇，合理分配各部分權重，從多個維度對學生進行全面考核。另外，圍繞“學習能力的提升”“工程實踐能力的提升”“科學思維和科學精神的培養”“科技成果體驗”“課程考核方式合理性”等方面開展問卷調查，可以全面地了解學生的學習成效。

四、結語

通過多角度發掘思政元素與《控制工程基礎》課程內容映射點和融入點，采用設計典型思政教學案例、改進教學方法和模式、完善課程考核評價方式等措施，將思政教育和專業教育同步進行，探索了一種適合控制理論教學的思政融合新模式，使學生在獲取專業知識和培養能力的同時實現品德塑造，從而達到立德樹人的教育目標，符合新時代對工程技術人才培養的要求。