國(guó)產(chǎn)自主工業(yè)軟件MWORKS教學(xué)中的課程思政建設(shè)探究

基金項(xiàng)目：2025年教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“面向‘總師型’人才培養(yǎng)的“教賽研用’四維融合無(wú)人系統(tǒng)教學(xué)改革”（2025JGY64）；“MWORKS應(yīng)用驗(yàn)證項(xiàng)目立項(xiàng)課程”。

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用專業(yè)輔助設(shè)計(jì)軟件開(kāi)展控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與分析，已經(jīng)成為控制相關(guān)專業(yè)科研人員的必備技能，也成為控制理論相關(guān)學(xué)科的重要教學(xué)內(nèi)容。但目前該類課程的教學(xué)內(nèi)容主要依賴于國(guó)外軟件，隨著中美科技領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)的加劇，國(guó)外軟件的“斷供”風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)嚴(yán)重影響教學(xué)活動(dòng)的正常開(kāi)展和國(guó)家科技的原始創(chuàng)新。因此，在當(dāng)前復(fù)雜多變的國(guó)際形勢(shì)下，高等院校必須積極開(kāi)展基于國(guó)產(chǎn)自主工業(yè)軟件的教學(xué)活動(dòng)，助力國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件全面普及，推動(dòng)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件應(yīng)用人才培養(yǎng)，支撐國(guó)家信息安全和產(chǎn)業(yè)自主可控。

課程思政建設(shè)能夠?qū)⑺枷胝谓逃c專業(yè)課程教學(xué)有機(jī)融合，使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，樹(shù)立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，增強(qiáng)對(duì)國(guó)家科技發(fā)展的認(rèn)同感和責(zé)任感，為我國(guó)科技發(fā)展和控制領(lǐng)域培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才。因此，在國(guó)產(chǎn)自主工業(yè)軟件教學(xué)中，不僅要傳授軟件的使用知識(shí)和技能，更要將思政元素有機(jī)融入教學(xué)活動(dòng)中，利用國(guó)產(chǎn)自主軟件與課程思政教學(xué)的天然紐帶關(guān)系，全面提高學(xué)生的思想政治素養(yǎng)。本文圍繞“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”本科教學(xué)課程，在完成“科教融合，教競(jìng)一體”教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，挖掘思政教學(xué)元素、設(shè)計(jì)思政教學(xué)方案、凝練思政教學(xué)意義，從而形成國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)中的課程思政教學(xué)體系，助力國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展和用戶生態(tài)的建立。

“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

MWORKS是一款面向智能設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證的國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件平臺(tái)，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與系統(tǒng)建模仿真提供了統(tǒng)一高效的運(yùn)行環(huán)境和功能豐富的函數(shù)工具。課程團(tuán)隊(duì)基于相關(guān)科研項(xiàng)目經(jīng)歷和軟件使用經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)設(shè)了“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證\"課程。通過(guò)教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，一方面使學(xué)生熟練掌握國(guó)產(chǎn)自主工業(yè)軟件MWORKS的相關(guān)知識(shí)，高效開(kāi)展控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、驗(yàn)證及分析等工作；另一方面有效培育國(guó)產(chǎn)軟件的用戶生態(tài)，助力國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展。

1.圍繞控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在課程教學(xué)內(nèi)容方面，教學(xué)團(tuán)隊(duì)聚焦控制系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)與驗(yàn)證的典型工作流程，首先將其拆解為需求分析、總體規(guī)劃、數(shù)學(xué)建模、模型處理、特征分析、算法設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、代碼實(shí)現(xiàn)等多個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，并歸納各環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容；然后對(duì)MWORKS相關(guān)的軟件功能模塊進(jìn)行分析，梳理出不同工作內(nèi)容所涉及的工具模塊和函數(shù)方法，從而形成了圍繞控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程的課程教學(xué)內(nèi)容（見(jiàn)圖1）。

2.面向科教融合教競(jìng)一體的課程教學(xué)步驟設(shè)計(jì)

“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”的教學(xué)具有涉及專業(yè)多、理論知識(shí)廣、實(shí)踐需求強(qiáng)等特點(diǎn)。因此，為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)積極性，團(tuán)隊(duì)圍繞課程內(nèi)容教學(xué)主線，基于科教融合、教競(jìng)一體的教學(xué)理念，設(shè)計(jì)了多層分解、逐步遞進(jìn)的教學(xué)步驟（見(jiàn)圖2）。結(jié)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程實(shí)踐對(duì)課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行重構(gòu)和串聯(lián)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與綜合實(shí)踐互補(bǔ)的教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容和專業(yè)應(yīng)用的認(rèn)知與理解，促進(jìn)學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)能力，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和綜合運(yùn)用能力。

通過(guò)設(shè)計(jì)“無(wú)人車避障算控制專業(yè)工作展望 基本概念原理方法補(bǔ)充 控制領(lǐng)域?qū)I(yè)問(wèn)題分解 法”競(jìng)賽，開(kāi)展基于模型軟件功能能力展示 基礎(chǔ)例題編程思維培訓(xùn) 行業(yè)應(yīng)用例題深入耦合 的控制方案設(shè)計(jì)，打通自主軟件思政教育“教競(jìng)一體”的教學(xué)環(huán)境教學(xué)構(gòu)成 教學(xué)構(gòu)成 教學(xué)構(gòu)成 教學(xué)構(gòu)成激發(fā)興趣 夯實(shí)基礎(chǔ) 工程應(yīng)用 綜合實(shí)踐教學(xué)目的 教學(xué)目的 教學(xué)目的 教學(xué)目的介紹MWORKS在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中發(fā)揮的作用， 培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的理論基礎(chǔ) 引異學(xué)生專業(yè)方向 培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能展示軟件解決控制系統(tǒng)設(shè) 力、科研創(chuàng)新精神、綜合計(jì)問(wèn)題的強(qiáng)大應(yīng)用能力， 鍛煉學(xué)生基礎(chǔ)的編程能力 分析和處理能力，提高學(xué) 應(yīng)用素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣 生的實(shí)踐能力

“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”課程思政設(shè)計(jì)

思政教育是實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人這項(xiàng)教育基本目標(biāo)的重要途徑，在專業(yè)課程中融入思想政治教育內(nèi)容是我國(guó)高等教育一項(xiàng)重要的國(guó)家戰(zhàn)略部署。本文圍繞“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”的課程教學(xué)內(nèi)容，從相互關(guān)系、內(nèi)涵挖掘、實(shí)施方案、培養(yǎng)效果等幾個(gè)方面論述課程思政的教學(xué)體系（見(jiàn)圖3）。

1.國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)活動(dòng)中思政元素的相互關(guān)系

國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)與課程思政元素相互融合，共同服務(wù)于高素質(zhì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)。（1）國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)是課程思政的有效載體：國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件從受制于國(guó)外技術(shù)壟斷，到國(guó)內(nèi)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)突破，再到部分產(chǎn)品在市場(chǎng)嶄露頭角，其發(fā)展歷程蘊(yùn)含豐富的思政素材，可用于培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)國(guó)主義情懷、創(chuàng)新精神和責(zé)任感。（2）思政元素是國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)的指路明燈：通過(guò)課程思政教學(xué)，明確教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)兼具專業(yè)技能與愛(ài)國(guó)精神、社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新意識(shí)的高素質(zhì)人才，確保教學(xué)方向與國(guó)家需求一致。（3）二者融合提升教學(xué)效果和人才培養(yǎng)質(zhì)量：教學(xué)內(nèi)容通過(guò)兩者融合得以優(yōu)化，更緊密貼合國(guó)家科技發(fā)展需求與科研實(shí)踐場(chǎng)景。一方面，讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)知識(shí)的實(shí)踐價(jià)值，激發(fā)學(xué)習(xí)主動(dòng)性；另一方面，幫助學(xué)生在提升專業(yè)能力的過(guò)程中，塑造正確價(jià)值觀，強(qiáng)化職業(yè)道德與團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，使其在復(fù)雜環(huán)境中能做出正確價(jià)值判斷，更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要。

2.國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)活動(dòng)中思政元素的內(nèi)涵挖掘

該課程主要面向航空航天領(lǐng)域的飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，基于國(guó)產(chǎn)自主工業(yè)軟件，圍繞控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要工作流程展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容。自主工業(yè)軟件、自動(dòng)控制專業(yè)、航空航天領(lǐng)域等均與課程思政存在天然聯(lián)系，蘊(yùn)藏著豐富的思政教學(xué)素材。課程將從發(fā)展歷程、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域等多個(gè)維度深入挖掘課程思政內(nèi)涵，形成思政案例。

（1）從軟件研發(fā)歷程挖掘：國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件的研發(fā)過(guò)程充滿艱辛與挑戰(zhàn)。從最初技術(shù)探索階段面臨技術(shù)基礎(chǔ)薄弱、資金短缺等困境，到逐步攻克關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)軟件功能迭代與性能優(yōu)化，每個(gè)階段都蘊(yùn)含著寶貴的思政元素。研發(fā)人員在困境中展現(xiàn)的堅(jiān)韌毅力、創(chuàng)新勇氣，以及對(duì)國(guó)產(chǎn)軟件發(fā)展的堅(jiān)定信念，都是值得學(xué)生學(xué)習(xí)的精神品質(zhì)。（2）從軟件技術(shù)特點(diǎn)挖掘：MWORKS集成計(jì)算機(jī)、控制、電氣等多學(xué)科知識(shí)，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證提供豐富工具資源。其研制過(guò)程要求開(kāi)發(fā)人員融合多學(xué)科知識(shí)，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作將理論與工程經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為實(shí)用成果。通過(guò)挖掘技術(shù)特點(diǎn)中的思政元素，可培養(yǎng)學(xué)生筑牢專業(yè)根基、強(qiáng)化學(xué)科融合、注重團(tuán)隊(duì)協(xié)作、秉持嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度、弘揚(yáng)創(chuàng)新精神的科研素養(yǎng)。3）從軟件應(yīng)用領(lǐng)域挖掘：MWORKS作為新一代科學(xué)計(jì)算與仿真建模軟件，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域，有效提升產(chǎn)業(yè)研發(fā)效率與質(zhì)量。在課程聚焦的飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，軟件應(yīng)用深度融入“兩彈一星\"“載人航天\"“航空?qǐng)?bào)國(guó)\"等精神內(nèi)涵。通過(guò)實(shí)際案例，可激勵(lì)學(xué)生樹(shù)立自力更生、艱苦奮斗、無(wú)私奉獻(xiàn)、勇于攀登的情懷。

圖2“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”的教學(xué)步驟設(shè)計(jì)

圖3“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”的課程思政體系

3.國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)活動(dòng)中思政元素的實(shí)施方案

課程通過(guò)構(gòu)建多樣化的課程思政教學(xué)方案，采用歷史回顧、政策宣講、典型案例教學(xué)、裝備科研實(shí)踐、綜合實(shí)踐等方式，引導(dǎo)學(xué)生在專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中體悟課程中的思政內(nèi)涵，從而實(shí)現(xiàn)以歷史教育人、以政策引導(dǎo)人、以案例感動(dòng)人、以工程指導(dǎo)人、以實(shí)踐磨煉人的課程思政教學(xué)目標(biāo)。

（1）國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展回顧：課程開(kāi)篇系統(tǒng)回顧了我國(guó)工業(yè)軟件從空白起步、由弱變強(qiáng)的歷程——從20世紀(jì)80至90年代的探索起步，到新世紀(jì)后的發(fā)展低谷，再到近年來(lái)的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。并以MWORKS軟件為例，介紹研發(fā)團(tuán)隊(duì)十余年的持續(xù)投入，讓學(xué)生深度了解我國(guó)科技工作者的奮斗精神與創(chuàng)新能力，增強(qiáng)民族自豪感，激發(fā)學(xué)生投身國(guó)家科技自主創(chuàng)新的使命感。

（2）國(guó)家相關(guān)政策法規(guī)宣講：在近年來(lái)國(guó)際形勢(shì)日趨復(fù)雜的背景下，國(guó)家出臺(tái)一系列政策規(guī)劃，對(duì)工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)的支持力度不斷加強(qiáng)。通過(guò)解讀近期國(guó)務(wù)院及工業(yè)和信息化部、科技部、國(guó)家發(fā)展改革委等部委的相關(guān)政策文件，讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到所學(xué)內(nèi)容與國(guó)家戰(zhàn)略的緊密聯(lián)系，增強(qiáng)學(xué)生的時(shí)代責(zé)任感和歷史使命感，使他們能夠?qū)€(gè)人發(fā)展融入國(guó)家發(fā)展大局。

（3）身邊教師榜樣案例育人：作為以國(guó)防領(lǐng)域?yàn)橹匾?wù)方向的著名工科高校，眾多畢業(yè)生積極投身國(guó)防工業(yè)建設(shè)。教學(xué)團(tuán)隊(duì)教師的同窗與學(xué)生中，許多人已成長(zhǎng)為科研院所的型號(hào)總師和技術(shù)骨干。在課程教學(xué)中，授課老師以身邊鮮活的育人案例為例，詳細(xì)講述他們?cè)谇髮W(xué)、工作及科研歷程中的經(jīng)歷，以生動(dòng)案例激勵(lì)學(xué)生樹(shù)立“為國(guó)鑄劍、獻(xiàn)身國(guó)防”的崇高志向。

（4）裝備科研環(huán)節(jié)全面介紹：課程圍繞飛行器制導(dǎo)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程展開(kāi)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合前期豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，詳細(xì)講解科研流程規(guī)范與真實(shí)工作場(chǎng)景，讓學(xué)生對(duì)未來(lái)的科研工作有更清晰的認(rèn)識(shí)，對(duì)職業(yè)發(fā)展道路有更明確的規(guī)劃。通過(guò)沉浸式認(rèn)知科研實(shí)踐，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)用結(jié)合、以學(xué)促用、以用強(qiáng)學(xué)的良性循環(huán)。

（5）綜合實(shí)踐競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)協(xié)作：為了讓學(xué)生深入理解工程科研實(shí)際問(wèn)題，課程參照學(xué)科競(jìng)賽規(guī)則，設(shè)計(jì)了綜合實(shí)踐競(jìng)賽教學(xué)環(huán)節(jié)。學(xué)生以小組為單位，分工明確、協(xié)作配合，共同完成方案設(shè)計(jì)、模型搭建、仿真驗(yàn)證、系統(tǒng)調(diào)試等任務(wù)。通過(guò)實(shí)踐競(jìng)賽，有效培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)綜合運(yùn)用能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和技術(shù)溝通能力。

4.國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)活動(dòng)中思政元素的培養(yǎng)效果

通過(guò)思政元素的引入，培養(yǎng)學(xué)生的家國(guó)情懷、創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和綜合視野，增強(qiáng)學(xué)生服務(wù)國(guó)家科技發(fā)展的責(zé)任感與歷史使命感。

（1）理解國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略：讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)所學(xué)專業(yè)與國(guó)家戰(zhàn)略的緊密聯(lián)系，樹(shù)立服務(wù)國(guó)家需求的職業(yè)觀和價(jià)值觀，增強(qiáng)時(shí)代責(zé)任感和歷史使命感。（2）培養(yǎng)愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)情懷：讓學(xué)生深刻感悟我國(guó)科技工作者的艱苦奮斗精神與創(chuàng)新?lián)?dāng)，培養(yǎng)愛(ài)國(guó)奉獻(xiàn)情懷，激發(fā)民族自豪感。（3）鼓勵(lì)自主創(chuàng)新精神：激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新思維，鼓勵(lì)其在學(xué)習(xí)與工作中勇于探索未知、追求技術(shù)突破，為國(guó)家科技發(fā)展注入創(chuàng)新活力。（4）強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)：通過(guò)團(tuán)隊(duì)綜合實(shí)踐，強(qiáng)化學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，提升溝通協(xié)作能力。（5）拓寬知識(shí)視野與綜合能力：通過(guò)源于工程實(shí)踐的案例教學(xué)與課程內(nèi)容設(shè)計(jì)，拓寬學(xué)生知識(shí)視野，提升綜合分析能力與跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力。

結(jié)語(yǔ)

本文以“基于MWORKS的控制系統(tǒng)輔助設(shè)計(jì)與仿真驗(yàn)證”課程為依托，構(gòu)建系統(tǒng)的課程思政教學(xué)體系。教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)圍繞控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程規(guī)劃內(nèi)容，依托科教融合、教競(jìng)一體理念設(shè)計(jì)教學(xué)步驟，重構(gòu)串聯(lián)知識(shí)點(diǎn)，提升學(xué)生學(xué)習(xí)與實(shí)踐能力，為課程思政奠定基礎(chǔ)；課程思政建設(shè)剖析國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件教學(xué)與思政元素的內(nèi)在聯(lián)系，挖掘工業(yè)軟件發(fā)展歷程、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域中的思政內(nèi)涵。通過(guò)多元思政實(shí)施路徑，有效激發(fā)學(xué)生家國(guó)情懷、創(chuàng)新與團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，增強(qiáng)其責(zé)任感與使命感；拓寬知識(shí)視野，助力學(xué)生成長(zhǎng)為德才兼?zhèn)洹⑦m應(yīng)國(guó)家科技發(fā)展需求的高素質(zhì)人才，為國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件生態(tài)建設(shè)與科技自立自強(qiáng)注入動(dòng)能。

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[7]孫皖閣.關(guān)于推動(dòng)國(guó)產(chǎn)工業(yè)軟件發(fā)展的分析和思考農(nóng)場(chǎng)經(jīng)濟(jì)管理，2024（1）：52-54.

[8]董豪，鄧昌義.以多元化投入促進(jìn)自主工業(yè)軟件發(fā)展中國(guó)科技論壇，2020（9）：13-15.

[9]楊韜，常曉飛，張通，等.面向\"人工智能+無(wú)人系統(tǒng)”的課程建設(shè)——以智能無(wú)人系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)課程為例[].教育觀察，2023，12（22）：56-60.

[10]羅偉，彭靜，李華章，等.巖土工程勘察鉆探章節(jié)教學(xué)思政案例的設(shè)計(jì)與實(shí)踐[].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實(shí)踐，2021，4（5）：12-14.

（常曉飛、楊韜、符文星：無(wú)人系統(tǒng)技術(shù)研究院）