新工科背景下過程控制系統與裝置課程思政探索與實踐

［摘 要］文章以過程控制系統與裝置課程為例，結合課程特色以及新時代大學生特點，探討了新工科背景下課程思政的難點、實踐路徑，深入挖掘了該課程中的思政元素，以期通過教學改革，在潛移默化中培養學生的安全意識、工程思維與工程倫理道德、團隊協作和奮斗創新精神，從而更好地落實立德樹人的根本任務，為國家和社會培育有用人才。

［關鍵詞］新工科；課程思政；過程控制系統與裝置

［中圖分類號］G641 ［文獻標識碼］A ［文章編號］2095-3437（2025）04-0078-06

2018年，習近平總書記在全國教育大會上強調：“培養什么人，是教育的首要問題。我國是中國共產黨領導的社會主義國家，這就決定了我們的教育必須把培養社會主義建設者和接班人作為根本任務，培養一代又一代擁護中國共產黨領導和我國社會主義制度、立志為中國特色社會主義事業奮斗終身的有用人才。”[1]在新工科背景下，筆者響應國家關于專業課做好課程思政的號召，以《中共云南省委教育工委 云南省教育廳關于推進高校課程思政建設的指導意見》為指引，聚焦課程思政熱點、難點和重點問題，探索課程思政教育教學改革的新模式、新方法，注重學生知識傳授與價值引領的有機融合，將好的思政元素融入專業課的教學過程，把立德樹人融入思想道德教育、文化知識教育、社會實踐教育各環節，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現全程育人、全方位育人[2-3]。不同課程有不同的背景與特色，其思政元素的融入要采取不同的方式，即課程思政不存在統一的模式。許多教師已經在具體課程中對如何融入思政元素展開研究，并取得了豐碩成果[4-6]。本文為探索新工科背景下的課程思政教學思路和方法，根據過程控制系統與裝置課程特點，結合當前技術發展前沿和新時代大學生的特點，從思政理念、思政元素挖掘、教學設計和效果評價等方面進行闡述，以期實現思政教育與專業課程教育的有機融合，達到協同育人的根本目標，為國家和社會培育棟梁之材[7]。

一、課程介紹

過程控制系統與裝置課程緊密關聯著現代制造業，特別是諸如石化、醫藥、冶金、食品等過程控制行業，這個領域以智能、綠色、高端制造為未來的愿景，正借助工業互聯網平臺不斷優化升級。這門綜合性專業特色課程主要教授學生流程工業中檢測、控制儀器設備的工作原理、設計結構、控制策略等方面的知識和實際技能。在新工科教育中，這門課程突出了實際應用技能培養，培養學生跨學科的綜合能力，以滿足先進制造業的需求。此外，這門課程還注重社會責任感和創新精神的培養。學生在學習過程中需要關注工程技術與社會、環境、安全等方面的關系。同時，鼓勵學生在設計和操作過程控制系統時積極創新，促進技術的不斷發展。這符合新工科教育的核心理念，有助于培養學生的社會責任感、創新思維和實際創新能力。最重要的是，課程思政在其中扮演著關鍵角色。通過將專業知識與思想政治教育相結合，引導學生思考工程技術與社會、國家發展的互動關系，明確工程技術人員在社會中的責任和使命。因此，過程控制系統與裝置課程不僅傳授專業知識，還培養學生的綜合素質、社會責任感和創新精神，為國家的科技進步和社會的可持續發展貢獻積極力量。

二、課程思政難點

自2020年5月教育部頒布《高等學校課程思政建設指導綱要》以來，高校課程思政建設如火如荼地進行。然而，部分理工科教師對課程思政仍存在認知誤區，對如何科學推進專業課程的思政建設沒有頭緒，面臨多重困難[8]。表1是常見的課程思政難點及其影響。

由表1可見，在專業課教學中融入思政教育面臨諸多困難。由于專業課程思政元素的隱蔽性、多義性以及授課時間的限制，除了要糾正部分教師的教學習慣和對課程思政的錯誤認知，還對授課教師的自身人文修養以及授課節奏把握能力等方面提出了更高的要求。

三、課程思政實踐路徑探索

（一）課程目標與思政目標統一

在貫徹課程思政實踐教學精神、促進測控專業教育與思政教育協同發展的過程中，將課程目標明確定義為“基礎知識、能力培養、核心價值”（見圖1）是一項關鍵舉措。

這三個目標與課程思政的結合有助于培養出具有更全面綜合素質的專業人才。

1.基礎知識。基礎知識是培養學生技能的基礎。將思政元素融入基礎知識的教學可以提升學生的綜合素質。例如，在教授測控系統的原理時，可以引入與工程倫理、道德、社會責任等相關的思政元素，通過討論其與技術發展之間的關系，讓學生更好地理解技術決策的社會影響，培養學生的社會責任感。

2.能力培養。專業課程的核心在于培養學生解決實際問題的能力。課程思政可以在這一過程中起到引導學生思考社會、倫理和價值問題的作用。通過項目或實驗任務，學生可以面對現實世界中的倫理挑戰，例如環境保護、數據安全等，這有助于培養他們的批判性思維、團隊合作和解決復雜問題的技能，也有助于增強他們的社會責任感。

3.核心價值。課程思政的核心在于傳遞核心價值觀念，這與測控專業的培養目標相輔相成。課程思政通過引導學生思考道德、社會和文化價值觀，可以促使他們更深刻地理解工程技術與社會、國家發展的互動關系。這樣，學生更容易將所學知識與社會實踐相結合，成為關注社會可持續發展的專業人才。

（二）思政設計與教學設計有機結合

思政設計與教學設計有機結合，旨在將思想政治教育融入各個學科的教育過程。在這一過程中，思政設計與教學設計應該相輔相成、相互融合，以更好地實現育人目標。

1.在教學計劃的制訂階段，思考如何融入思政元素。這需要教師明確課程的思政目標，并確保這些目標與專業課程的教學目標相一致。例如，在工程類專業的教學中，可以將工程倫理、社會責任等思政元素融入項目設計和實踐活動中，以引導學生在實際工程項目中思考倫理和社會問題。

2.在教學過程中引入思政元素。這需要教師具備一定的思政知識和思政教育技能，能夠將抽象的思政理論與具體的專業知識相結合，引導學生思考與專業相關的倫理和社會問題。

3.不斷評估和改進。建立有效的評估機制，以監測課程思政效果，并根據評估結果對教學設計進行調整和改進。這有助于確保思政教育與專業教育結合的效果。

（三）推進教學方法改革

1.案例分析。在課堂上，引入案例分析可以幫助學生將抽象的理論知識與實際情境相結合。例如，可以考慮一個工廠的生產流程，在這個案例中，學生需要了解流程控制系統的技術細節，也需要思考工廠的環保政策和社會責任。他們可以探討工廠是否采用了最佳的環保措施，是否符合相關法規，以及是否對社區產生了積極的影響。通過這樣的案例分析，學生不僅不再局限于對技術問題的思考，還可以增強對倫理和社會責任的敏感性。他們需要綜合考慮各種因素，提出可行的解決方案，同時思考他們的決策對環境和社會的潛在影響。這有助于他們培養批判性思維和綜合問題解決能力。

案例分析也可以激發學生的興趣和主動性，因為他們可以看到專業知識與現實生活的聯系，了解自己所學的技能如何應用于實際工程。這種聯系可以激發他們對課程的學習動力，并為將來的職業發展打下堅實的基礎。

2.跨學科教學。跨學科教學可以通過引入社會科學家等領域專家來探討倫理問題，幫助學生深入理解技術決策背后的道德考量。例如，當討論一個工程項目的決策時，可以邀請校外資深專家參與，共同探討在項目實施中可能涉及的倫理困境，如資源分配、環境保護、員工權益等。這樣的合作可以幫助學生認識到技術決策不僅僅是技術問題，還涉及對社會和倫理價值觀的考量，培養他們的道德判斷能力。

跨學科教學可以拓寬學生的知識視野，讓他們了解不同學科的研究方法和理論框架，并有機會學習倫理學、社會科學等領域的基本概念和理論，從而更好地理解倫理和社會責任的重要性。這有助于培養學生的跨學科思維能力，使他們能夠綜合運用不同領域的知識解決復雜的問題。

跨學科教學可以激發學生的興趣和創造力，使課程更具吸引力。通過與不同領域的專家互動，學生會受到啟發，甚至產生創新性的思考和想法。

3.小組討論和辯論。小組討論和辯論可以促使學生積極參與課程，激發學生的學習興趣。在小組活動中，學生需要就技術和社會責任問題展開討論，這些問題通常具有一定的爭議性和復雜性。通過與同學互動，學生將不斷思考和辯論，從而更深入地理解問題的多維性。這種積極的參與可以增強學生的學習動力。

小組討論和辯論培養了學生的批判性思維和問題解決能力。在討論和辯論過程中，學生需要分析問題、提出論點、支持觀點，并回應他人的觀點和質疑，這極大地鍛煉了他們的邏輯思維，提升了他們的辯證思維能力，使他們能夠更好地理解和評估技術和社會責任問題。這樣的批判性思維和問題解決能力對工程技術領域的學生來說尤為重要，因為他們將來可能會面臨復雜的技術抉擇和社會責任挑戰。

小組討論和辯論也能夠提高學生的表達能力。在與同學的互動中，學生需要清晰地表達自己的觀點和論據，并有條理地陳述自己的立場。這有助于他們提高口頭和書面表達能力，培養有效溝通的能力。這對于他們未來的職業生涯和社交生活都具有重要意義。

4.實踐項目。實踐項目提供了一個理論與實踐相結合的學習機會。在課堂上學到的知識和技能可以通過參與實際項目得以應用和驗證。例如，學生可以運用課程中學到的過程控制技術來制定環保措施或優化工廠流程，從而解決工程實際問題。這種實踐性的學習方法可以讓學生更深入地理解課程內容，并提高他們的實際操作能力。

實踐項目能夠培養學生的團隊合作和溝通能力。在項目中，學生通常需要與團隊成員一起合作，共同解決問題，這能夠鍛煉他們的團隊協作和溝通技巧，培養他們的領導能力和團隊精神。這些能力和精神對于他們未來的職業發展至關重要，因為工程技術領域通常需要團隊協作來解決復雜的問題。

實踐項目讓學生直接面對技術、經濟和社會責任問題。例如，在設計選擇管道使用的調節閥以及檢測儀器時，學生需要考慮如何最大限度地符合安全規范并減少對環境的影響、如何確保員工的安全和健康、如何遵守法律法規等。這些問題涉及技術和社會責任，學生需要在實際操作中權衡各種利弊，作出符合技術、法規和社會價值要求的決策。

5.社會實踐和調研。社會實踐和調研能幫助學生了解專業和行業的發展現狀。在社會實踐中，學生有機會親身體驗社會的方方面面，例如環境保護、資源管理、工業安全等。通過調研，他們可以深入研究社會問題的背后原因及其影響。這種親身經歷和深入研究使學生對社會問題更加敏感，并能夠分析和理解其中的倫理因素。

社會實踐和調研能夠培養學生的社會責任感。學生在參與社會實踐時，往往會遇到一些社會問題，例如生產環境污染或安全隱患。這時，他們需要思考如何采取行動來解決這些問題，如何為社會作出積極的貢獻。這一過程能夠培養學生的社會責任感，讓他們意識到自己作為工程技術人員的責任和使命。

6.其他關鍵點。要成功推進課程思政，教師培訓與發展也起著重要作用。教師是課堂的引領者，他們對課程思政的理解和實踐直接影響到課程思政的質量。因此，測控專業教研室應定期組織各類培訓和研討活動，幫助教師更好地理解和實施課程思政的理念。通過教師培訓，教師能夠掌握課程思政的基本概念和核心要求，明確思政在專業課程中的地位和作用。通過分享成功的案例和經驗，啟發教師的創新思維，特別是如何將工程倫理、社會責任等思政元素融入專業課程，引導學生思考與專業相關的倫理問題。教師培訓不僅能促進教師掌握新的教學方法和內容，還能促進教師之間的交流與合作。通過共同參與培訓和研討，教師可以相互學習和分享經驗，形成良好的教學研究氛圍。

為了支持課程思政的實施，還需積極開發新的教材和資源。這些教材和資源包括但不限于研究案例、跨學科教材，旨在為教師提供更多的教學工具，以便教師更好地將思政元素融入專業課程。在研究案例方面，鼓勵教師與行業合作，收集實際案例，涵蓋技術問題、倫理和社會責任問題等多個方面。這些案例不僅用于教學，還用于學生的小組討論和實踐項目，幫助學生理解和思考問題。此外，專業課教師應與其他學科的教師合作，開發跨學科教材，將不同領域的知識相結合，以豐富教學內容，激發學生的興趣，使他們更好地理解工程倫理和社會責任。

7.課程思政教學效果評價。對課程思政教學效果的評價一直是教育學領域的挑戰。傳統的單一評價方法難以全面衡量課程思政的效果，因此，需要采用多種評價方法，從不同角度全面評估其效果。第一種評價方法是將思政元素融入作業或試題，通過學生的回答直接了解他們對思政元素的理解和接受程度。第二種評價方法是同行評價，即邀請其他教師或課程組成員來審查思政元素和教學方法。如果正確提取了思政元素并采用了適當的教學方法，那么課程思政的效果就有了保證。第三種評價方法是學生評價，通過學生的反饋了解他們是否喜歡這門課程。學生的積極反饋說明他們較好地接受融入了思政元素的課程。這三種評價方法的綜合運用可以在一定程度上反映出課程思政教學的效果，幫助評估和改進教學方法。

四、課程思政元素挖掘

深度挖掘可能存在的課程思政元素是本課程教學的一項重要任務，也是一項具有挑戰性的工作。新時代，大學生的價值觀呈現多元化的特點，課程思政僅僅依靠課堂上的幾個案例和故事是遠遠不夠的，需要教師對課程進行系統規劃，將思政元素與專業知識有機融合，引導學生樹立正確的世界觀、人生觀和價值觀。過程控制系統與裝置課程的特點是強調系統性和實用性，主要講述檢測、變送、控制和執行等環節的原理和應用。為了融入思政元素，教師需要在不增加學時、不影響原有知識點的前提下，精心設計教學方案，確保課程思政的教育效果。下面是課程各部分內容可挖掘的思政元素。

（一）緒論部分

1.認識過程控制在航空、航天、軍事等國防領域的重要應用，尤其是錢學森與“兩彈一星”以及空間站建設的故事，激勵學生把個人發展與民族復興緊密結合在一起。

2.認識國內外過程控制領域裝備、技術發展存在的差距，立志解決“卡脖子”技術難題，激發學生的奮斗精神。

3.認識新中國成立以來，測控技術在過程控制領域的飛速發展，引導學生堅定“四個自信”。

（二）檢測儀表與控制儀表部分

1.以溫度檢測為例，討論新冠疫情中廣泛使用的多種測溫方式，了解測溫方法原理以及溫度檢測在工業和生活中的重要作用。

2.以氣體、壓力檢測的應用為例，討論中國天宮空間站里的傳感器和檢測儀表為保證艙內壓力和氧氣含量的正常穩定所發揮的重要作用等。

3.以激光、視覺檢測為例，講述在天舟飛船、神舟飛船與空間站的對接過程中，激光定位和視覺檢測定位等方式為順利交會對接立下的汗馬功勞。

（三）執行器和防爆系統部分

1. 以2016年內蒙古多倫煤化工有限責任公司甲醇儲罐發生爆燃事故，造成2人死亡、1人受傷為例，分析與安全防爆儀表有關的安全事故及其警示意義。

2.以某電廠因低加旁路電動門未聯鎖打開，鍋爐MFT（主燃料跳閘）動作為例，分析執行器的控制板發生故障導致執行器的控制系統紊亂所造成的安全生產事故。

每年發生的安全事故里有很大一部分都是由于執行器、防爆儀表不合格或者維護不及時造成的，給國家、社會、人民帶來了不可估量的損失。要讓學生樹立安全意識，學好知識，致力研發智能檢測設備與監測系統，改進所在環境設防措施，減少燃燒爆炸事故造成的損失。

（四）簡單過程控制系統部分

1.通過單回路控制系統的設計，培養學生分析、解決問題的能力。

2.以西方國家對Matlab等工業軟件的禁用事件為例，激勵學生努力學習、迎難而上，開發具有自主知識產權的工業軟件，改變我國主流工業軟件長期依賴國外的現狀。

3.以PID控制算法的特點為例，每個參數的特點包括：比例控制可以快速消除誤差，但存在靜態誤差；積分控制可以消除靜態誤差，但容易產生積分飽和；微分控制能提高系統的響應速度和動態性能，但是對變化率較大的噪聲會有過度的反應[9]。因此，比例控制、積分控制和微分控制每種單獨作用都有各自的優缺點，但在整體中能更好地發揮作用。由此，引導學生樹立實踐出真知的意識，了解局部與整體、個人與集體的辯證關系。

（五）復雜過程控制系統部分

1.以重油氣化的造氣生產過程中，氣化爐的氧氣和重油流量應保持一定的比例為例，啟發學生在工作生活中向優秀的科學家學習，把事情安排得井井有條，合理高效地分配自己的時間，做時間管理的高手，取得優異的成績。

2.通過精餾塔的液泛現象來引出選擇性控制系統中蘊含的擇善從之的價值觀，啟發學生很多選擇都不能立馬見效，我們能做的就是在確定作出正確選擇的前提下，全力以赴，完成基本的積累，讓量變引起質變[10]。

復雜系統在我們日常生活中無處不在，無論是對復雜系統進行描述，還是對復雜系統進行有效的預測，都充滿了挑戰。要教導學生敢于面對挑戰，掌握抽絲剝繭、化繁為簡的技巧，養成良好的科研和職業素養。

五、結語

在新工科背景下，課程思政不只是簡單地講故事，還要結合課程內容的需要，與新時代特征巧妙地融合。本文以過程控制系統與裝置課程為例，對常見課程思政難點進行匯總分析，通過優化教學目標、細化教學設計、改革教學方法等措施，探討了課程思政的實踐路徑，深入挖掘課程的思政元素并設計融入點，以引導學生培養分析設計過程控制系統的能力，學會辯證分析問題、解決問題的正確思路，堅定“四個自信”，勇于面對挑戰，激發學生學習動力，培養學生創新思維，引導學生未來積極投身民族復興的偉大事業，實現立德樹人的育人目標。

［ 參 考 文 獻 ］

[1] 把培養社會主義建設者和接班人作為根本任務[EB/OL].（2018-09-12）[2024-07-16].http：//news.cnr.cn/native/gd/20180912/t20180912_524358053.shtml.

[2] 劉慧，曹潔.課程思政與思政課程協同育人問題研究[J].陜西教育（高教），2023（9）：10-12.

[3] 曹海霞.“新工科”背景下大學物理課程中融入課程思政的實踐與探索[J].物理通報，2020（12）：9-12.

[4] 陳丁丁，劉鈞，邢素麗.專業課程與思政互融互促教學模式的探索[J].高教論壇，2021（10）：57-59.

[5] 徐冬梅，王曉軍，劉燁.提升自動化類專業課程思政的時效性方案探討：以《過程控制系統》為例[J].現代商貿工業，2023，44（10）：252-254.

[6] 謝宇，孫強，王仁寶，等.課程思政視域下應用型課程建設探索：以“過程控制與儀表”為例[J].哈爾濱學院學報，2022，43（10）：130-132.

[7] 宋鵬，申立群，李辰，等.過程控制技術與系統課程思政實踐探究[C]//教育部高等學校航空航天類專業教學指導委員會.第三屆全國高等學校航空航天類專業教育教學研討會論文集，北京：北京航空航天大學出版社，2022.

[8] 鄢顯俊，楊溥，朱新蕊，等.高校理工科課程思政的“思政元素”提煉與教學評估：以“抗震設計-課程思政”教育實驗為例[J].電子科技大學學報（社科版），2023，25（1）：97-105.

[9] 王培進.從PID控制算法看人文素養與科學素養相融合的課程思政[J].工業和信息化教育，2021（3）：6-9.

[10] 賈承宗.“中國制造2025”背景下“過程控制工程”課程思政教學設計[J].現代商貿工業，2022，43（20）：176-177.

［責任編輯：周侯辰］