網絡化系統控制理論精品課程建設探究

摘 " "要：以哈爾濱理工大學為例，對網絡化系統控制理論課程建設進行探究。結合學校的辦學定位和人才培養目標，從“雙素養、雙能力”人才培養入手，分別闡述在課程教學內容、教學方法與手段、教學隊伍等方面的建設效果，在課程思政教學改革方面的探索和實踐，對精品示范課程建設進行初步探討。最后，總結課程建設的重點、難點及解決辦法，以期為相關課程建設提供參考。

關鍵詞：精品課程建設；網絡化系統控制理論；立德樹人；內涵建設；思政建設

中圖分類號：G642.3 " " " " 文獻標識碼：A " " " " "文章編號：1002-4107（2025）01-0049-03

2003年，《教育部關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知》要求建立各門

類、專業的校、省、國家三級精品課程體系。2007年發布的《教育部 財政部關于實施高等學校本科教學質量與

教學改革工程的意見》決定繼續推進精品課程建設，使建設精品課程這一“質量工程”成為高校共識。所謂精品課程，是指包括一流師資團隊和教學方案在內的一流課程，它是整個教育辦學的生命線，是高等院校教育質量與教學基本建設的重要組成部分，在推動教學發展、深化教學改革中具有舉足輕重的作用[1]。想建設好精品課程，就要制定合理的課程規劃，加強高水平師資隊伍建設，做到實際與理論相結合，充分運用現代科學技術等手段，對以往教育理念進行合理化的革新[2]。

21世紀的控制系統多數是通信網絡與控制方法相結合的系統，網絡化系統隨之成為新興的理工交叉學科中的熱點研究對象之一[3]。隨著人工智能技術的快速發展，人工智能理論方法也被融入網絡化系統研究及其相關課程中，相關課程內容建設與課程思政建設也相應得到了學者的關注[4-5]。本文以哈爾濱理工大學的網絡化系統控制理論（中英雙語）課程為例，系統介紹該精品示范課程的建設和應用，持續深化哈爾濱理工大學教學改革，提高教師的專業水平和教學能力，促進計算機、網絡以及人工智能技術在教學中的廣泛應用，共享優質數字化教學資源，打造課前布置與課后實踐相結合、教師主講與學生翻轉相結合的教學模式，深化學校課程思政建設，踐行王大珩精神，推動示范性教學。

一、課程建設的創新與特色

哈爾濱理工大學數學學科從2016版研究生培養方案開始設置了網絡化系統控制理論（中英雙語）課

程。該課程作為數學專業本科生、數學學科運籌學與控制論及應用數學等二級學科方向的前沿研究生選修課程，注重數學基礎理論講授、交叉科學問題探索、知識運用能力提升等要素，致力于培養學生掌握對復雜系統進行分析與設計的能力、創造性地探究本領域新問題的能力、靈活運用英語的能力[6]，有力支撐了學校人才培養方案，符合學校的理工學科發展方向。經過七輪次授課，學校教師團隊遵循“厚基礎、重交叉、求創新”的課程建設與模式探索思路，堅持立德樹人根本任務、創新能力培養目標導向，不斷優化課程教學資源，提高教學團隊師資水平，加強課程內涵建設與課程思政建設，全面助力實現地方高等院校高水平創新人才培養目標。經過幾年建設，網絡化系統控制理論（中英雙

語）課程于2021年入選教育部課程思政示范課程，相關課程案例于2022年入選黑龍江省研究生課程思政案例。同年，該課程入選黑龍江省研究生精品課，這為課程建設、探索與實踐提供了持續支持。

（一）加強課程內涵建設

在課程內涵建設方面，教學團隊注重抓好課堂知識傳授，持續夯實基礎理論，把基礎知識與前沿問題緊密聯系起來，如課前設置研讀任務，使學生了解網絡化系統控制最前沿的方法。課上結合教學內容有針對性地講解科研文獻中的基本知識，使學生能夠追蹤國際前沿、把握科研動態；抓好應用能力提升，把理論知識與實際問題有機結合，設置與課程體系緊密銜接的“移動機器人避障”“水箱液位控制”等實踐活動，促進學生原創意識的形成。課后抓好研討實踐，把問題研究與科研創新交叉融合，教學團隊的多位教師都有國家級或省部級科研項目的主持經歷，能夠為學生提供較為全面的選題方向。學生能夠結合自己的興趣，設計和執行實驗方案，加深對知識的把握，進一步接觸學科前沿。強化學生人文、科學“雙素養”及創新、科研“雙能力”的提升，使其成為厚基礎、重交叉高素質復合型創新人才。

（二）加強課程思政建設

在國際、國內兩個大局和兩種資源（社會熱點問題、重大事件）的背景下，發掘并梳理課程隱含的思政元素和承擔的德育作用，引導學生更加注重潛心學習基礎理論夯實基礎，同時關注課程相關領域、關心國家發展戰略。在教學內容中，注重挖掘專業知識中的思政元素，如輪詢協議通信規則隱含沒有規矩不成方圓的人生道理，嘗試一次丟棄協議通信規則隱含個人權利、局部利益須服從服務于整體利益的哲學道理，幾類通信協議的介紹暗含事物發展遵循從簡單到復雜、從低級到高級的一般規律，使學生正確認識局部和全局的辯證關系，凡事要以國家利益、整體利益為重，并引導其樹立正確、樂觀的人生態度。在知識應用中，同樣注重挖掘思政元素，如通過對移動機器人定位系統的仿真實現，進一步踐行了學生實踐創新能力的培養，傳承勇于探索的“大珩精神”、立志科技興國、激發強國斗志；組織開展“重走鐵人路，傳承中華魂”“愛國，從我做起”等社會實踐活動，強化對學生思想品德和政治素質的培養，使學生成為思想品德好、政治素質高的國家棟梁之材。

二、課程建設規劃

該課程自開設起，注重加強在課程教學內容、教學方法與手段、教學隊伍等方面的系統建設，在課程思政教學改革方面進行了深入的探索和實踐。

（一）課程教學內容

一是注重教學內容的基礎性、系統性和完整性，既注重講述數學基礎理論，又強調數學方法在網絡化系統分析與設計中的廣泛應用。二是強調教學內容的先進性、實踐性和創新性，將網絡化系統分析領域中的前沿問題引入課堂，充實實際教學案例。三是實施部分內容動態調整，不斷融入相關領域的最新研究成果與科研進展，提煉和更新課程思政案例，以期達到課程育人成效。本課程的知識模塊如圖1所示。

（二）教學方法與手段

該課程教學以網絡化系統控制、故障檢測、濾波方法及分析為主線，依托創新教學模式的主動式教學環境，系統講授網絡化系統控制的相關理論及最新成果，激活學生的創新潛能，使其創新能力得到提升，實現高規格、高水平人才培養目的。筆者歷時七年，總結出了多種適合數學專業的教學方法。

第一，從情境陶冶中激發學生的求知欲，潛移默化地影響其認知和情感。通過結合知識點講解與課程相關的學科領域名人事例，激發學生對該課程及前沿研究方向的求知欲。

第二，發散學生思維，在代表性案例的講授與討論中，以“前瞻性的網絡化系統發展動態”帶動“理論知識學習”，以“名人典故”夯實“德育教育”，促進愛國情懷的形成、嚴謹品格的塑造。

第三，探索啟發式育人模式，結合網絡化控制系統領域中的前沿研究進展，引導學生主動分析與對比相關領域的研究特點與區別，熟練掌握網絡化系統分析與綜合領域中的最新研究手段與方法，積極嘗試開展深入的數學基礎理論研究。

第四，借助理實結合，使學生在掌握傳感器網絡基本原理、基本網絡協議、基本支撐技術和應用技術基礎上，進一步了解和掌握復雜網絡的分析和應用手段，使他們學會運用理論指導實踐，并在實踐中檢驗理論。

課程采用傳統的教師主講與新型的師生研討相結合的教學模式，提倡質疑討論，打破傳統課堂的沉默局面；堅持踐行科研反哺教學理念，在課堂中不斷調整充實授課內容，堅持引入教師組的最新研究成果與研究項目，實現以理論方法為驅動的教學體系與以實際問題為驅動的教學體系的結合，達成科教融合目標。因為多元化的授課載體能激發學生的學習興趣，充分發揮學生主動性，所以要創新教學方法與手段，打破沉默課堂，并注重經典的黑板教學模式與現代的多媒體教學模式相結合；實施課上學習與課下討論相結合、課前布置與課后實踐相結合、教師主講與學生翻轉相結合，激發學生主動發現問題、探索問題以及解決分析問題的欲望，營造主動探索、生動活潑的課堂氛圍。

（三）師資隊伍建設

一是根據課程特點、授課任務、人才培養目標、教師研究方向等建設由課程負責人、主講教師和團隊教師共同承擔相關教學任務的課程教學團隊；選派團隊青年骨干教師赴國內外知名高校或團隊進行學術交流，學習相關高校授課經驗，提高師資水平。目前，50%以上授課教師具有一年以上海外高校留學經歷且入選省級以上人才稱號名單，可以很好地為課程建設提供師資保障。二是加強教學團隊建設，提升團隊水平，從學術水平、教學能力、師德師風、知識結構、創新能力等方面提升教學團隊的整體素質。三是推動課程教學改革，提升教學質量，落實團隊日常教學研討，不斷改進課程教學中的相關問題。

（四）課程思政改革

在課程建設中，注重課程教學實踐的同時，深入研究課程思政教育的內涵、方式和方法，牢牢把握“立德樹人”根本任務，將課程思政理念與實踐有機地融入課程教學和學生培養的各個環節[7]。具體方式如下。

第一，在專業教學中融入思政教育，實現課程思政與專業教學的有機結合。通過課程背景介紹、研究動態分析、專題知識講授、翻轉課堂實踐、課后專題研討、團隊合作完成大作業等環節，深入挖掘課程思政元素，精心設計思政導入方法，合理營造思政教育環境。具體可通過對網絡化系統的實際背景、研究現狀與前沿問題的講授，引導學生抓住國家快速發展的戰略機遇，將個人的價值體現融入國家發展建設，走科技興國道路，樹立并堅定遠大的理想；通過網絡化系統研究成果在國防科技領域應用的分析，增強學生投身專業研究的使命感和榮譽感，增強自信，努力把愛國情懷轉化成為國家科技發展奉獻力量的行動；通過對國內外最新研究成果的跟蹤學習，學生能夠了解前沿科學問題及處理方法，立足專業基礎理論，提高科研創新能力；以本領域國內外專家和學者的成長經歷和勵志故事，激勵學生不懈奮斗、勇于挑戰、攻堅克難。

第二，延伸課堂教學，強化課程思政。組織學生黨員學習小組，落實課程思政“最后一公里”，實現“課程育人”的目的，并形成系統的課程思政實踐方法。具體可召集課程學生黨員、成立黨員學習小組、邀請非黨員學生參加及定期組織學生開展學習小組會議。發揮課程負責人“省優秀共產黨員”的先鋒示范作用，引領教學團隊成員與學生進行深入交流，了解他們的思想動態，鼓勵他們樹立遠大的理想抱負，堅定為中華民族偉大復興而奮斗的信念。錘煉學生志存高遠、永不言敗的信心。

三、課程建設的重點、難點及解決辦法

（一）課程建設重點

堅持基礎研究是推動原始創新、構筑科技和產業發展“高樓”的基石，重視數學基礎理論教學的重要性，弘揚“王大珩精神”，將立德樹人、科研興教作為課程建設的方向目標，以“學生為中心、成果導向、持續改進”的教育理念，執行“靈活設計、過程監控、信息反饋、問題改進”這一環環相扣、層層推進的質量監控路線。主要建設任務包括以下幾方面。

第一，提升課程內容的高階性。把握課程主線，增添前沿元素，實現課程內容的動態調整，構建風格獨特的課程體系，適應社會發展與課程改革的需要，聚焦數學與控制交叉領域的新問題、新知識和新方法，系統講授網絡化系統控制與濾波的相關理論及最新成果。

第二，增強課程思政的潛在性。深挖網絡化系統控制理論與思政元素的契合點，豐富課程思政內容，逐步由多個“知識—思政”元素點形成“知識—思政”案例線，最終形成“知識—思政”課程面與專業知識有機融合；以潛藏的方式將政治引導、思想引領、道德熏陶、心理健康教育等內容滲透到課程教學中，寓教于無聲無息之中。

第三，強化課程理論的應用性。依托黑龍江省復雜系統優化控制與智能分析重點實驗室，以綜合應用傳感技術、檢測技術、控制理論和智能信息處理技術，開展工業、農業生產過程中的課程實踐，提升基礎理論的實用價值，打破純理論、純學術模式。

第四，加強課程考核的綜合性。形成以課程目標達成評價和學生形成性跟蹤評價為核心、以保障教學質量持續改進為目標的多閉環系統，通過對課程教學目標、畢業要求、培養目標三級達成情況評價，梳理過程，查找問題，分析原因，提出改進手段，反向作用于課程建設與人才培養的各個階段，進而提高課程建設成效。

（二）課程建設難點

課程建設難點主要包括以下幾方面。

第一，如何從教育模式、制度建設、專業建設、管理建設方面落實高校教學改革和建設的核心任務是課程內涵建設的難點問題。若不重視課程的內涵建設，則會出現重包裝、走過場，而弱創新、輕實踐等現象，使得已獲批的精品課程無法達到真正意義上的資源共享，影響輻射效果。

第二，在做好專業課程教學的前提下，如何更好地融入課程思政理念體現了協同育人的大格局觀，如何發掘課程內容與思政教育的契合點，找到能引起學生共鳴與關注的觸點，潤物無聲、潛移默化地影響學生正確核心價值觀的形成，是課程建設與改革的另一個難點。

第三，如何獲取教學全過程的相關信息，全面掌握課程教學情況及質量，是實現課程持續改進的難點問題。對教師的教學情況和學生的學習效果進行分析、管理，以便及時發現問題并制定出更加科學合理的教育方案和策略，促進教學效果的提升。

（三）解決措施

針對課程建設重點及相關任務，教學團隊成員可采取以下措施。

第一，“三多”推動精品課程內涵建設。多學習，通過參加課程建設培訓、調研活動等，加強師資隊伍的內涵建設；多研討，課程團隊教師做到經常性地交流研討，開展示范教學，并與學生形成良好的溝通交流，共同探討課程建設中的關鍵問題，尋求對學生有激勵作用的、易被學生接受的課程內容和形式，加強教學內容建設；多實踐，將本課程的創新教學方法、教學理念推廣應用于團隊教師承擔的其他研究生課程之中，通過多維度能力評價指標體系的建立，提出課程建設的保障機制與優化策略。

第二，“環境”育人實現全維度課程思政。課程思政環境的營造不能僅局限于課堂，如教師作為學生價值觀的引導者，將學生關注的時事、熱點素材與專業知識結合引入教學；還應該充分利用好課堂以外的時間、學校以外的場景，如讓“課程思政”走出課堂、走進社會、走上網絡，以春風化雨的方式實現全方位、全維度育人。

第三，“巡課”系統打造數據化教學反饋。利用好由校院兩級督導、課程組教師、主講教師、學生為執行主體的“四位一體”的教學過程質量監控機制，通過引入在線巡課系統，基于校院督導、教師互評、教師自查、學生評教反饋等手段實現課程建設任務與創新型人才培養目標，為決策提供更多數據支持。

四、結束語

本文以哈爾濱理工大學網絡化系統控制理論（中

英雙語）課程為例，開展了研究生精品示范課程建設。對標學校辦學定位和人才培養目標，通過優化教學內容、創新教學方法、建設師資隊伍、開展課程思政教育等實現課程建設規劃，全面落實“雙素養、雙能力”人才培養。最后，總結課程建設的重點、難點及解決辦法，以期為相關精品課程建設提供借鑒。

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