“自动控制原理”课程思政研究与实践_刘淑波.pdf

第 45 卷第 3 期2023 年 6 月电气电子教学学报Journal of Electrical and Electronic EducationVol 45No 3Jun 2023收稿日期:2021-10-11;修回日期:2022-04-24基金项目:大连舰艇学院教育科研“自动控制类课程思政研究”项目第一作者:刘淑波(1979)，女，硕士，讲师，主要从事控制理论与控制工程的研究工作，E-mail:lsb_bc163 com“自动控制原理”课程思政研究与实践刘淑波张园邓加川(大连舰艇学院 基础部，大连 116018)摘要:为了深入贯彻习近平在全军院校长集训开班式上的重要讲话精神，在基础课中进行“课程思政”的建设，培养德才兼备的高素质、专业化新型军事人才，充分发挥“自动控制原理”课程课堂教学的育人功能，将“课程思政”明确到教学目标中、融入到教学内容中、落实于教学过程中和体现到考核评价方式中，力图推进以“课程思政”为目标的该课程的教学改革。关键词:课程思政;自动控制原理;教学改革中图分类号:G6420文献标识码:A文章编号:1008-0686(2023)03-0097-04The esearch and Practice of Curriculum Ideology and Politicsin Automatic Control Principles CourseLIU ShuboZHANG YuanDENG Jiachuan(Department of Basic，Dalian Naval Academy，Dalian 116018，China)Abstract:In order to thoroughly carry out the spirit of President Xis important speech at the mass training of Military Academiesheadmasters，we should carry out the construction of curriculum ideology and politics in the basic courses to cultivate new-typemilitary talents with high quality and specialization，who possess both moral and talent This paper gives full play to the educa-tional function of the principle course of automatic control，and makes curriculum ideology and politics in the teaching goal，inte-grated in the teaching content，implemented in the teaching process and embodied in the assessment and evaluation，trying to pushforward the teaching reform of the course with the aim of curriculum ideology and politics education in the courseKeywords:curriculum ideology and politics;principle of automatic control;teaching reform坚持立德树人，坚持为战育人，在基础课中进行“课程思政”的建设，培养德才兼备的高素质、专业化新型军事人才是深入贯彻习近平在全军院校长集训开班式上的重要讲话精神的迫切要求。基础部 2021 年工作要点明确指出要贯彻落实新时代军事教育方针，围绕“为战育人”“立德树人”，开展“课程思政”理论和实践的探索，提升文化育人质量。“自动控制原理”课程是大连舰艇学院专业背景模块中的必修课程，该课程为培养学生的工程素养和学习创新能力，为后续课程的学习奠定自动控制理论方面的基础，为军事人才素质的可持续发展打牢根基发挥重要的作用。课程的理论性强，逻辑性强，具有较强的工程应用背景，因此，根据课程特点，在尊重基础工科基础教育自身规律的前提下实现以学生为中心的价值引领、知识传授、能力提升是该“课程思政”的关键，也是增强该课程教学有效性、促进课程教学目标达成的关键。因此，为了充分发掘并发挥“自动控制原理”课程课堂教学的育人功能，将思政教育融合于课堂教学，以课程教学内容为载体，充分发掘知识背后的“思政因子”，本文对“自动控制原理”课程进行了“课程思政”的研究与实践，为推动该课程以“课程思政”为目标的教学改革1 4。就课程而言，“课程思政”不是强行加入思想政治教育的内容，而是结合课程本身的特点将其有效融入到教学目标、教学内容、教学过程和考核评价中，这也即“课程思政”融入路径，如图 1 所示。1将“课程思政”明确到教学目标中教学目标是通过教学使学生达成对某种成果的期望，做好课程思政建设要将“立德树人”融入到教学目标中。专业背景课程的教学目标除了专业知识传授、能力培养外，还应该加入价值取向引导的内容，从图 1“课程思政”融入路径而在教学的顶层设计上，使“课程思政”成为课程的一部分。具体到“自动控制原理”课程而言，在原有知识与技能目标和过程与方法目标基础上增加情感态度价值观目标为:建立并深化系统论的观点和负反馈的思想;培养工程思维和辩证思维，养成用唯物辩证法分析问题的思维习惯;培养学生的爱国精神、科学精神和团队精神以及稳定意识、大局意识、规划意识和底线意识等“课程思政”的目标。2将“课程思政”融入到教学内容中有了教学目标，下一步就是考虑如何实现教学目标的问题了。依据课程教学计划，重新设计教学内容，将“课程思政”融入到教学内容中去，融入到教案中去。2 1设计思路贯彻新时代军事教育方针，坚持“立德树人”，落实“课程思政”要求。2 2教学内容设计在原有课程核心内容 原理、建模、分析和设计(校正)的基础上，深入发掘已有教学内容中蕴含的思政元素和拓展方法论内容，作为拓展内容，丰富“课程思政”教学内容，教学内容设计如图2 所示。图 2教学内容设计1)深入发掘已有教学内容中蕴含的思政元素例如通过绪论中的钱学森等老一辈科学家的故事激发学生的爱国精神、科学精神和团队精神;引导学生在实作中克服畏难情绪，培养勇于探索和求真务实的科学精神;通过稳定性的概念强化稳定意识;通过对控制系统的基本要求引导学生的大局意识和协调发展意识;通过三频段的概念引导学生的规划意识;利用稳定裕度的概念引导学生的底线意识。2)拓展方法论内容通过对随动操舵系统“简单”和“随动”两种方式的对比引导学生体会负反馈思想;通过分析控制系统的组成，引导学生初步形成系统的概念;通过从原理方块图到传递函数方块图(结构图)的过渡，引导学生体会从定性分析到定量分析的认识和分析问题的一般过程;通过系统结构图模型的建立和化简过程，引导学生体会系统各组成部分相互影响、相互制约的关系，体会系统的局部与整体的关系，深化系统的概念，初步形成系统论的观点;通过典型输入信号体现的“最不利”原则，以及对时域性能指标之间相互制约关系的分析，培养学生的工程思维和辩证思维，深化系统论的观点;频域分析中对于同一系统，引导学生注意幅值和相位是同一系统的不同方面，不能割裂开来，培养辩证思维;对于同一系统，引导学生建立频域性能与时域性能指标的联系，将时域分析与频域分析进行对照，以系统论的视角综合全面地思考、处理工程问题，始终做到“心中有系统”，深化系统论的观点;引导学生对同一系统的时域校正与频域校正进行对照，对同一系统采用不同频域校正方法进行对比，以系统论的视角综合全面地思考、处理工程问题，深化系统论的观点;通过展示控制器设计的螺旋上升的过程，引导学生体会其中蕴含的负反馈思想。3将“课程思政”落实于教学过程中在“自动控制原理”课程教学计划每一章的内容要点及要求中明确每一章的“课程思政”目标。具体在教学实施的过程中再将每一章的“课程思政”目标细化到每一次课的教学要求中。在授课过程中，以“自动控制原理”课程为载体，从思维方式引导、思想方法融入和精神品格培养等方面将思政教育内容与自动控制理论有机地结合在一起，让学生在学习专业背景课知识的同时，也能够接受人生观、世界观和价值观的熏陶，最大限度地发挥课堂主渠道功能，真正做到“课程思政”的目的。结合第三章线性系统的时域分析法中的“线性系统稳定性分析”这堂课从教学内容分析和教学方案设计两个方面来设计“课程思政”应用案例。89电气电子教学学报第 45 卷3 1“课程思政”教学内容分析1)地位本节课是系统时域分析法的一个重要方面，稳定性是系统能够工作的前提条件，也是分析系统其他性能的基础，因此在本门课程教学中占有很重要的地位。2)学情分析学生通过前面的学习已经掌握了自动控制原理的基本概念，自动控制系统的组成、任务及基本要求，能够建立系统的数学模型，上次课刚刚学习完系统时域分析法中的动态性能分析。学生对于复杂的公式推导具有畏难心理以及知识碎片化，缺乏体系化和系统化。3)教学目标(1)知识与技能目标:理解系统稳定的概念;掌握稳定的充要条件及劳斯判据的应用。(2)过程与方法目标:通过学习劳斯判据分析系统稳定性的过程，让学生学会用时域法分析实际工程稳定性的方法。(3)情感态度价值观目标:培养学生自主学习能力;帮助学生克服畏难心理;帮助学生建立系统的观点;帮助学生建立稳定的意识。4)教学重、难点重点:稳定的概念;劳斯判据及其应用;难点:系统稳定的充要条件。5)教学策略(1)案例贯穿:示范案例某火炮随动系统和火箭深弹发射炮随动贯穿所有环节的课堂教学，某随动操舵系统随示范案例贯穿课下作业、学生汇报和课程实验。(2)理实一体:对案例的探究，包含理论计算，Matlab/Simulink 软件仿真，还有实验课的实验箱软硬件仿真，实现理实一体。(3)混合探究:依托雨课堂，利用微视频、微测试让学生进行课前预习、课堂测试和课后复习拓展，实现线上、线下的混合探究。6)教学手段课前依托雨课堂发布预习视频:稳定性的概念，通过微测试检验预习效果。课上安排学生汇报练习案例 随动操舵系统的时域分析，利用两个示范案例贯穿进行理实一体的探究，使用线上测试及时检验教学效果。课后依托雨课堂发布预习视频。依托练习案例贯穿本次课的作业及下次课的课前汇报。3 2“课程思政”教学方案设计1)课前汇报开课前对学生进行分组，便于安排各组员进行练习案例的理实一体的探究，组员间既有分工又有合作，通过小组交流讨论，培养协作学习的能力。通过查阅资料，对练习案例进行理实一体的探究，培养学生的信息素养;通过对练习案例成果汇报的展示培养学生内容组织和语言表达能力。本次课学生汇报练习案例 随动操舵系统的时域分析内容。2)引题由两个舰载装备随动系统的案例 某火炮随动系统以及某火箭深弹发射炮随动系统的稳定性分析问题，引出本次课的内容。3)稳定的概念(1)课前自主学习:借助雨课堂的微视频和微测试来预习单摆系统给出稳定性的概念，培养学生利用信息平台自主获取信息的能力。(2)课中探究学习:以某火炮随动系统为例，设系统的初始平衡状态为炮管俯仰角。此时，设系统受到阵风干扰，致使炮管俯仰角偏离初始平衡状态，产生初始偏差，若阵风干扰消失后，经过有限时间的调整，系统能够恢复到原平衡状态，引导学生得出该系统稳定;若干扰消失后，无论经过多长时间，系统都不能恢复到初始平衡状态，则该系统不稳定。这是火炮随动系统的稳定性问题，社会生活系统能够正常运行的前提必须是稳定的。社会稳定，经济才能发展，个人思想稳定，集体才能发展壮大。稳定是系统正常工作的首要条件，邓小平曾说过“稳定压倒一切”，从而帮助学生建立稳定的意识。4)系统稳定的充要条件充要条件是本次课的难点，通过前面的教学发现学生对于复杂公式的推导具有畏难心理，借助于Sim