由“系統能控性、能觀性”談中國抗擊新型冠狀病毒感染疫情成功經驗
——現代控制理論課程思政教學實踐

陳一秀

（韓山師范學院 物理與電子工程學院，廣東 潮州 521000）

課程思政作為一種綜合教育理念，以立德樹人為教育的根本任務，以構建全員、全程、全方位育人格局的形式實現各類課程與思想政治理論課同向同行，推動教學工作與學校德育工作相互結合，形成協同育人效應。然而，課程思政不是簡單的課程+思政的教學，課程思政是一種與課程教學內容蘊含的思政教育元素相適應的、恰當的教育，這種教育既適用于教學內容，也適用于教育對象，而不是不著邊際、大而不當的教育。因此，課程思政的實施應充分挖掘教學內容自身蘊含的、與教學內容黏合在一起的思政元素，做到自然、貼切，起到水到渠成的效果。這樣，如何實施課程思政，如何挖掘思政元素，對于很多專業課特別是工程類專業課是個亟待解決的問題。本文針對電氣工程及其自動化專業的一門專業課——現代控制理論的課程思政教學實踐做了一些有益的嘗試。

一 課程教學內容和課程目標

現代控制理論是電氣工程及其自動化專業的一門專業課?，F代控制理論是在經典控制理論基礎上，伴隨著計算機技術的發展及工程實踐的需要發展起來的，其在時間域應用狀態空間方法，研究系統狀態的運動規律，使系統的各種指標達到最優。通過本課程的學習，使學生熟練地掌握線性控制系統的狀態空間描述和時域分析；掌握利用狀態空間模型分析系統性能（如穩定性、能控性和能觀性）的方法；掌握利用狀態空間模型進行系統設計和綜合的方法。通過本課程學習，培養學生具備運用現代控制理論中的狀態空間方法分析系統性能和對系統進行設計綜合的能力[1]。

二 課程思政案例——系統的能控性、能觀性

（一）教學內容

現代控制理論是建立在系統用狀態空間描述的基礎上的。狀態方程描述了系統輸入u（t）引起狀態變量x（t）的變化過程，輸出方程則描述了由狀態變化引起的輸出y（t）的變化。系統的能控性和能觀性正是分別分析輸入u（t）對狀態變量x（t）的控制能力及輸出y（t）對狀態變量x（t）的反映能力。如果存在一個分段連續的輸入u（t），能在有限時間區間內使系統由初始狀態變化到指定的任一終端狀態，則系統狀態是能控的。因此，要使系統為能控的，其所有狀態變量都要與輸入有關或與其余狀態變量有關，即系統是一個串聯型結構，沒有孤立部分。如果系統的每一個狀態變量對輸出都產生影響，狀態變量變化能由輸出反映出來，那么通過對輸出的測量能獲得全部狀態變量的信息，則這個系統就是能觀的[1]。

（二）課程思政元素導入

如上所述，系統能控性反映了輸入對系統狀態的制約能力，即輸入能否控制狀態；系統的能觀性反映了輸出對系統狀態的判斷能力，即狀態能否由輸出反映。聯想到中國抗擊新型冠狀病毒感染（以下簡稱“新冠感染”）疫情這場偉大斗爭，據外媒報道其成功控制住疫情的三大支柱是：強有力的領導、全面的聯防聯控機制和廣泛的支持。中國共產黨強有力的領導確保了抗疫工作保持正確的方向和戰略，正是在黨的領導下建立集中統一高效的指揮體系，才能全國一盤棋，上下一條心，最終在這場新冠感染疫情防控人民戰爭、總體戰和阻擊戰中取得重大戰略成果[2]。如果把這場抗擊新冠感染疫情人民戰爭看成是一個龐大體系、系統的話，中國共產黨的領導就是系統的“輸入”，系統的“輸出”就是中國抗擊疫情的成功經驗和戰略成果，而堅持聯防聯控機制，果斷采取“封城”隔離措施，嚴守社區防疫的“第一道”防線，采取科學防疫措施，運用新一代信息技術輔助診斷、開展國際聯防聯控等抗擊疫情中的各項舉措則是系統的“狀態變量”。由此可見，中國抗疫這場沒有硝煙的人民戰爭是輸入能控，且輸出能觀測的，具體分析見表1。

表1 “系統能控性、能觀性”課程思政教學方案設計

三 課程思政方案實施

如上所述，系統的能控性和能觀性是系統的重要性質。一個系統的各個狀態變量都要存在內在關聯性，而且都能隨著輸入變化而變化，這樣輸入對各個狀態變量才是能控的，從而才能通過各個狀態變量控制著輸出的變化，與此同時通過輸出的變化也反映出各個狀態變量的動態變化的過程信息。因此，一個系統如果是能控能觀的，系統就不能有孤立的狀態變量，每個狀態變量都有內在聯系且與輸入有直接或間接的關聯。同樣，每個狀態變量也與輸出有關聯，其信息能由輸出反映出來。由此可見，能控能觀的系統一定是一個在輸入調配下的有機的統一體。

中國抗擊新冠感染疫情能取得階段性勝利，成功控制住疫情，大中小學陸續開學，各行各業復工復產步入正軌，關鍵在于整個抗疫斗爭形成了一個有機、有序、能控和能觀的系統。系統的有序、良性運行必須有一個強有力的輸入，中國的新型舉國體制在本次抗疫中發揮了關鍵作用。疫情發生后，黨中央迅速做出部署，成立應對疫情工作領導小組并向湖北派出了中央指導組，加強對疫情防控一線工作的指導督導，確保疫情防控有序推進，堅決遏制疫情擴散蔓延。正是在黨的領導下建立了集中統一高效的指揮體系，才能形成全國一盤棋，上下一條心的局面，才能使抗疫防控這個巨大復雜的系統工程成為能控，才能打贏抗疫防控這場艱巨的人民戰爭。正是有了黨中央的統一指揮領導這個“系統輸入”，抗疫戰這個系統內的各個“狀態變量”就在輸入作用下發生以下各種變化。

（一）由國家衛健委牽頭建立了應對新冠感染疫情的聯防聯控工作機制，以最快速度集結各界力量，共同筑起“抗疫長城”

在中央的統籌部署和指揮協調下，截至2020 年3月5日，共派遣31 支醫療團隊、42 000 余人支援湖北，有效保證了醫療救治能力。十余天建成建筑面積3.4 萬m2、1 000 多張床位的火神山醫院和3 萬m2、1 500 多張床位的雷神山醫院，酒店、學校和體育館等公共場所被迅速改建為方艙醫院和隔離收治點，實現了“應收盡收、應治盡治”。大批醫療防疫物資紛紛抵達武漢，僅8 天就收到社會捐款25.86 億元和急需物資16 萬件套，彰顯了“中國速度”背后的“中國力量”[3]。

（二）為了阻斷病源從武漢輸出，抑制病毒的蔓延擴散，果斷實施“封城”舉措

阻斷病源從武漢輸出是疫情前期防控的重要途徑，武漢封城是非常時期的非常之舉，有效降低了返鄉、探親和旅游等人口流動，阻斷了疫情外部輸出和內部擴散，事實證明了封城政策的正確性和必要性，為贏得全國抗疫勝利作出了巨大的貢獻。全球頂級研究機構分析發現，采取“封城”這一舉措，使中國感染新冠病毒的病人人數減少96%。同時政府統籌協調各類社會資源，保障醫療物資、生活物資供應充足，確保人民群眾基本生活需求，使人民群眾平穩度過疫情期。

（三）在這場疫情防控中，基層社區是聯防聯控的第一線，也是群防群治的最前沿

城市“內防擴散”是否能夠做到，關鍵在于能否控制住社區。社區防控是抗疫的關鍵環節和主要戰場之一，為中國抗疫的階段性勝利作出了不可磨滅的貢獻，彰顯了中國之治的基層根基。武漢抗擊新冠感染疫情背景下，通過動員、激活與引領，不斷實現著防控資源、防控重心和防控力量向城鄉社區下沉，激活社區防控的免疫力，努力營造人人重視，人人防控的社區氛圍，促進社區成為疫情防控的堅強堡壘。

（四）采取科學防治措施，加強疫情信息公開，持續優化醫療診治方案

疫情發生以來，政府及時通過傳統媒體、新媒體等多種渠道準確發布疫情信息，政府部門在風險溝通過程中承擔起責任，及時告知公眾相關風險信息，進而達到風險溝通的目的。中西醫結合、中西藥并用，是中國新冠感染疫情防控的一大特點。在抗擊疫情的過程中，中醫藥及中西醫結合在臨床救治中應用率達到80%以上，對疫情的迅速控制起到了不可忽視的作用。中醫關注癥候，講究辨證論治；西醫關注病毒，要破解病毒的結構，中西醫各有所專、各有所長。新冠感染疫情爆發之際，在沒有特效藥的情況下，國家實行中西醫結合，先后推出8 版全國新冠感染診療方案，篩選出“三藥三方”等臨床有效的中藥西藥和治療辦法。中醫藥在防治越來越復雜的新冠病毒過程中，起到了不可替代的作用。

（五）信息技術和數字技術在本次疫情監測分析、病毒溯源、防控救治和資源配置等方面提供了技術保障和信息支撐

如海爾等知名企業發揮工業互聯網柔性制造的優勢，迅速轉產口罩、防護服等抗疫物資，保證前方抗疫需求并援助疫情嚴重、物資緊缺的國家。過硬的通信基礎設施支持全民隔離抗疫，疫情期間中國的網絡經受住了考驗，人們的工作、生活、學習和娛樂全部轉移到了網上，5G 通信使得智慧醫療的遠程指揮成為可能。在武漢“封城”、人民居家隔離期間，互聯網快遞電商全力支持抗擊疫情，保障群眾生活和醫療物資的正常供應。在疾病的快速診斷和治療方面，利用人工智能、大數據和5G 等技術加快病毒檢測、疫苗新藥的研發和防控救治等工作的速度和進度，提高抗疫的效率，實現遠程精準診斷和治療。無人機、無人車和機器人的應用加快了企業復工復產，工業互聯網、工業應用軟件、人工智能和虛擬現實等新技術的運用，推動了協同研發、無人生產、遠程運維及在線服務等新模式和新業態，加快恢復制造業的產能。

（六）主動分享抗疫經驗，開展國際聯防聯控，支持藥物、疫苗和檢測聯合研發，積極維護全球經濟穩定，有效防止疫情跨境傳播

中國在整個抗疫防控過程中，堅持及時通報疫情，公開抗疫成果，主動分享抗疫經驗，分享治療方案，深入推進醫療衛生領域國際交流合作，支持藥物、疫苗和檢測聯合研發，特別是在疫情發生后第一時間向世界衛生組織報告疫情，第一時間同各國分享新冠病毒基因序列，第一時間建立疫情信息定期溝通機制……[3]。疫情發生以來，中國加大與疫情防控相關的國際技術合作交流力度，積極向疫情嚴重國家提供抗疫物資援助，向疫情嚴重國家派遣援助醫療隊，并與國外公共衛生機構、醫療單位合作開展專業技術培訓，共同提升各國疾控專業技術人員的能力和水平，面向人類展現出積極的中國作為。

綜上所述，中國抗擊新冠感染疫情斗爭正是在黨中央的集中統一高效的領導下（系統輸入）從以上幾方面（系統狀態變量）采取了行之有效的舉措，已經取得了這場艱難持久抗疫戰的關鍵性勝利，為全世界抗疫積累了寶貴的中國經驗（系統輸出）。其中系統的輸入及輸出與各狀態變量的關系尤其重要。正是由于黨的集中統一領導，以及在這個高效的指揮體系下采取的各項舉措，才能在這場抗擊疫情的“大考驗”中交出一份合格的“成績單”，反之這份“中國答卷”也反映出了黨中央采取的各項舉措的正確性和有效性。

四 課程思政教學感悟

綜觀中國抗擊新冠感染疫情的艱難歷程及取得的偉大勝利，充分彰顯了中國特色社會主義制度的獨特優勢[2，4]。

（一）黨的集中統一領導是中國制度的最大政治優勢

歷史已經證明，堅持黨的集中統一領導，我們取得了中國革命、建設和改革的全方位勝利，中國從封建的積貧積弱的被動挨打的落后局面，走到了如今成為世界第二大經濟體并日益接近世界舞臺中央的政治局面。這次抗擊新冠感染疫情取得的偉大勝利就說明了黨的集中統一領導的制度優勢和重要性，讓我們更加堅信，新時代的中國要排除各種風險，化解世界經濟全球化一體化中的不確定性、復雜性和潛在的威脅，順利實現中華民族的偉大復興，必須繼續堅定發揮中國共產黨總攬全局、協調各方的領導核心作用。

（二）舉國同心、集中力量辦大事是中國制度優勢的最集中體現

習近平總書記強調：“我們最大的優勢是我國社會主義制度能夠集中力量辦大事。這是我們成就事業的重要法寶?！敝袊伯a黨享有崇高的威望和地位，掌握著強大的資源，具有快速的組織動員能力，人民群眾具有很高的認同感和服從感，這些因素共同構成了集中力量辦大事的制度優勢。整個抗疫期間，以習近平同志為核心的黨中央充分發揮了統攬全局、協調各方的領導核心作用，迅速建立了從中央到地方、從社區到民眾的完善的防疫體系，上下一盤棋、上下一條心，強大的執行能力是其他國家和制度無法辦到的。

（三）公有制、社會主義基本經濟制度是中國制度的最堅實物質基礎

隨著中國的發展和強大，其面臨的風險和挑戰也會愈來愈多，而戰勝這些風險和挑戰的基礎就是我們國家的基本經濟制度，沒有公有制為主體的基本經濟制度作為保障，就無法集中全國全社會的物力、財力和人力去應對各種突發風險和挑戰。

（四）生命至上、以人民為中心是中國制度的最大價值優勢

在新冠感染疫情防控期間，黨和政府把人民群眾的生命安全和身體健康放在第一位，把生命至上和“以人民為中心”的理念貫徹到抗疫的各個環節和方面，真正讓每一個患者都得到了精心的治療和照顧，讓全國人民真正感受到了中國共產黨的偉大和中國特色社會主義制度的優勢，人民群眾的愛國熱情和凝聚力也因此得到了空前提高。

（五）命運與共、構建人類命運共同體是中國制度的最終發展趨勢

新冠感染疫情發生以來，中國在以習近平同志為核心的黨中央的堅強領導下，為迅速遏制疫情向中國其他地區和全球擴散作出了重要貢獻，彰顯了中國共產黨“構建人類命運共同體”的理念優勢和價值關懷優勢。中國在自身抗擊疫情取得重要成果的同時，不忘伸出援手，跨越西方意識形態偏見和鴻溝，超越民族、種族的局限，積極主動為需要幫助的西方國家、第三世界國家提供力所能及的支援，給他們帶去急需緊缺的醫療技術、抗疫物資和抗疫經驗，幫助他們共同應對新冠感染疫情的挑戰。

一個系統的輸入、系統內部狀態變量及系統的輸出要形成一個有機的統一體，才能使系統狀態受控于輸入且可由輸出反映體現出來，即系統是能控能觀的。在這里，系統的輸入及各個狀態變量與輸入的關系起著決定性的作用，這是“系統能控性、能觀性”的本質內涵?，F代控制理論是電氣工程及其自動化專業的一門專業課，是一門理論性較強的課程，需要用到很多前面所學的基礎課和專業基礎課的知識，往往學生都感覺比較抽象、難以理解。其中“系統的能控性、能觀性”這部分內容如果只是按照書上描述“能控性”“能觀性”的定義來講解的話，學生即便能明白字面意思也很難理解、體會其本質含義。通過引入思政元素，引入中國抗擊新冠感染疫情這場人民戰役這個大系統，分析這場戰役（系統）當中黨的統一領導、中國特色社會主義制度的優勢（系統輸入）及戰役中采取的各項戰略舉措（狀態變量）、最后取得的偉大勝利和成功經驗（系統輸出）三者之間的辯證關系，使學生能夠直觀地領悟“能控性、能觀性”本質內涵，又能通過抗疫的真實經歷真切體會到黨的領導和中國特色社會主義制度的優越性。

這場偉大的抗疫斗爭，讓我們更加堅信——有中國共產黨的堅強領導，有中國特色社會主義制度的巨大優勢，有億萬中國人民共同奮斗的磅礴之力，我們必將戰勝前進道路上一切艱難險阻，未來之中國，必將在中華民族偉大復興的新航程中乘風破浪、一往無前！