《自动控制原理》课程思政在混合式教学模式中的构建与实践

骆吉安

（杭州电子科技大学自动化学院，浙江 杭州 310018）

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强，提升思想政治教育亲和力和针对性，满足学生成长发展需求和期待，其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[1]，坚持以“立德树人”为根本任务，把思想政治工作贯穿教育教学全过程。

在教育理念不断发展，教育改革不断深化的现代，社会对于高校的教育质量有着更高的要求，对高校学生的专业能力也进一步提高。为了应对社会对德智体美劳全面发展人才的要求和对行业快速发展的要求，高校肩负着调整人才培育的重任。为了达到这些要求，需要高校在构建学生专业知识结构的基础上，加强课程思政的教学手段，通过专业知识和课程思政内容的融合，引导学生形成崇高的职业观，提升学生的大局观。

1 《自动控制原理》开展课程思政必要性

1.1 课程开展的广泛性

自动控制技术几乎渗透到国民经济的各个领域及社会生活的各个方面，是当代发展最迅速，应用最广泛的技术[2]。《自动控制原理》就是指导实现自动控制技术的基本理论，它是自动化、电气工程自动化等本科专业的一门重要的专业基础课，在整个专业体系和培养计划中具有承上启下的关键作用[3]。此课程的主要目标是培养学生树立正确的设计思想，了解和掌握控制系统设计的基础知识，初步具备一般控制方案设计和分析的能力。在自动化专业课程体系中，其凭借多学科应用的特点，在人才培养中发挥着重要的促进作用[4]。

1.2 课程思政融入点突出

自动控制原理课程介绍了自动控制的基本理论及其工程分析和设计方法，使学生清晰地建立起线性反馈控制系统的基本原理和基本概念。在利用“自动控制原理”进行系统分析时，需要利用大量的理论知识和科学思想，比如稳定性理念、反馈制度等，这些理论化的内容不断熏陶学生，使学生在实践中形成创新意识，完善自身的专业化能力和素养。另外，在系统化学习“自动控制原理”课程内容时，需要引导学生进行全局分析，帮助学生理解系统和系统性能的关系，以及二者相互配合和协调的重要性，学生在操控中的宏观控制力能到训练，专业上的素养得到提升。

1.3 课程教学目标与思政教育方向一致

自动控制原理课程的主要目标是培养学生树立正确的设计思想，开发创造性思维和创新能力，为后续在本领域的深入学习打下基础。自动控制原理课程支撑的毕业要求是使学生能够针对复杂控制工程问题提出解决方案，设计满足特定需求的系统、单元或工艺流程，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。课程的教学目标和支撑的毕业要求与思政教育同向同行，相得益彰。

2 自动控制原理混合教学中的课程思政教学模式构建

2.1 自动控制原理混合教学的特点

自动控制原理涉及的知识面范围较广，涵盖了“高等数学”“复变函数”和“信号与处理技术”等较为深奥的课程内容[5]，知识概念抽象，不易理解。在现代信息技术的高速发展背景下，充分利用互联网工具[6]，将线上线下的教学相结合，各取其长，将抽象的概念具体化，更能加深学生对所学知识的理解。自动控制原理混合教学模式是基于OBE理念，以学生为中心的自动控制原理教学方案，注重将线上教学工具与线下教学模式相结合，理论与实践相呼应[7]；采用“5D四维”教学模式，强调探索研究式学习过程；通过师评、自评、互评相结合进行多元化的过程考核和教学评价；通过多周期教学效果反馈动态调整和持续进行教学改进与创新。同时，在课堂教学中增加控制论背后的哲学思想讲授[8]，帮助学生形成正确的世界观、人生观、价值观；通过在自动控制原理的教学过程中增加课程思政元素，引导学生树立严谨负责的职业道德观，树立建设祖国的使命感与责任心。

2.2 课程思政的主要目标

为了应对社会对德智体美劳全面发展人才的要求和对行业快速发展的要求，各个高校肩负着调整人才培育的重任。将人才培育的重心调整为注重人才的品德发展；将课程实施的重心调整为使学生了解自动控制理论的基础原理，掌握控制系统设计的能力。为了达到这些要求，需要高校在构建学生专业知识结构的基础上，加强课程思政的教学手段，通过专业知识和课程思政内容的融合，引导学生形成崇高的职业观，提升学生的大局观。同时要求授课老师在已有的教学基础上，将课程思政融入专业课程的学习中。使学生在学习专业理论知识的同时，循序渐进地受到品德教育的浸润；达成在潜移默化中强化学生思想政治觉悟和道德素养的目标[9]。

2.3 课程思政的实施方法

为达成上述目标，课程思政教学的实施过程可以与混合式教学理念相结合，具体包括：系统性理念，在系统工程的理念指导下进行统一规划、设计和一体化学习，特别强调控制系统的整体性和系统性概念；创造性理念，强调教学过程是一个创造性的过程，以点拨、启发、引导、开发和训练学生的创造力才能为基本目标；主体性理念，充分调动并发挥学生的教育主体能动性，开启学生的内在潜力与学习动力，教学过程从以教师为中心、以讲授为中心转变为以学生为中心、以实践为中心，使教育过程真正成为学生自主自觉的活动和自我建构过程。课程思政的实施过程具体表示在：

增加线上线下课程教学内容的课程思政元素，如在学习控制系统的传递函数所用到的拉氏变换时，让学生深入理解拉氏变换能够将复杂的微分方程变换为简单的代数方程以及不同变换域的等价性，顺势教导学生数学变换（映射）所蕴含的诚信、友爱、平等的思想；在讲授线性系统输入输出关系的卷积定理时，让学生理解对于线性时不变系统，如果知道该系统的单位脉冲响应，那么将单位脉冲响应和输入信号求卷积，就相当于把输入信号的各个时间点的单位脉冲响应加权叠加，就直接得到了输出信号。顺势引导学生要获得“良好”的“产出”，需要靠平时不断的积累，不积跬步无以至千里，不积小流无以成江海。

结合新的教学手段开展课程思政教育：（1）任务驱动法：以小组为单位布置贯穿全课程的综合性设计项目，对指定的不同被控对象按照教学进度安排分别从建模、时域分析、根轨迹、频域分析、控制器设计等方面进行逐渐深入的探究式学习，让小组每位同学在阶段性讨论和最后的PPT整体汇报中进行讲解答辩，培养学生的系统观念、独立探索、语言能力及合作精神；（2）问题导向法：在教学过程中注重采用问题导入，以设问、点拨、启发、引导等方式开发和训练学生分析问题、解决问题的能力，培养学生的创造力；（3）自主学习法：给学生留课前预习题和课后思考题，并在讨论区发起问题讨论，让学生利用网络资源自主学习的方式寻找答案，然后进行讨论评价，避免养成学生在学习上急功近利的习惯，培养学生主动思考和解决问题的耐心。

在学习资源建设与使用上，充分利用多方优质资源并进行思政要素融会贯通。线上视频资源主体采用他建方式，从经过大量实践检验和具有良好口碑的国家精品课程中挑选出适合于我校学生学情以及本课程改革的优秀视频，以中国大学MOOC华中科技大学王永骥教授负责的《自动控制原理》为基础，根据教学内容整合本课程组录制的部分教学视频和其他线上视频资源。让学生在观看不同名师的优秀教学视频的过程中，学习他们严谨的治学精神，养成努力钻研的研究干劲。以课题组雨课堂教学中开发的试题库为基础，参考王永骥教授自控原理测试题并结合新的教学模式，构建新的题库。引导学生进行课下自主的研究，使学生形成正确的学习观念。

通过以上教学模式的改革，使学生能更加深刻的掌握自动控制原理的知识与概念，对课程思政的理解能更进一层深度，以实现自身道德观念和政治觉悟的提升。

3 自动控制原理混合教学下课程思政实施与成效

3.1 线上学习

自动控制原理课程，从大量的国家精品课程中挑选出优秀视频，实现了优质师资共享、优势互补，提高了教学质量。通过线上视频的学习，学生跳出了教室课堂的小圈子，把学习资源进一步扩大。通过采用线上修读和线下面授互动的教学方式，激发了学生个性化学习的兴趣，提高了学习效率，同时也有了获取先进学校优质课程资源的机会。根据教学计划学生需要线上学习的章节，观看完成率均为100%。这种线上学习，线下提问、讨论和强化的教学模式，明显改善了学生的学习态度，提高了学习效率。

3.2 课堂学习

线下课堂与雨课堂智慧教学手段结合，通过课堂题目测验、弹幕、投稿等方式调动学生课堂学习氛围。和思政案例与具体教学内容相结合，培养学生运用自动控制理论解决简单工程问题的能力；将线下课堂融入课程思政元素，通过课堂讲解案例，将理论知识与实践相结合，让学生更深刻理解工程哲学思想，从思想观念和价值取向方面对学生产生影响。在学生对雨课堂教学方式的反馈中，有超过94%的学生认为这种教学模式对知识点的学习有帮助。这种课堂即使测试得到学习反馈的方式，对学生的学习积极性有明显的提升。

3.3 小组项目

在线上学习和线下教学的基础上，学生自主组队完成项目设计，并制作PPT进行汇报。以引导式、启发式、问题式、互动性、总结式教学方法为主，培养学生的团队合作精神、自学探究能力、科学思维和创新意识；使学生掌握复杂控制和电气系统工程的基本设计与开发方法和技术，了解影响设计目标和方案的因素，初步具备一般控制方案设计和分析的能力；掌握不同设计方案、分析方法背后的内涵本质和哲学思想。经过初期的探索与实践，我们已经取得了一定的成效。学生能够积极参与思政话题的讨论，并发表有见地的正能量的意见，学习目的更加明确，学习态度更加端正，学生上课的出勤率、课堂的抬头率和课后作业的完成率都得到了极大的改善和提高。

3.4 多元化考核方式

构建OBE模式下的多元化考核评价体系，注重过程考核、实践能力考核、创新能力考核。发挥学生评价的主体作用，采用“师评+自评+互评”模式，在学习过程和学习成果两个维度上设置若干个考核评价指标。

在整个教学项目中实施多周期闭环反馈，将课程目标进行拆分，通过多维目标教学和自主探究翻转教学的方法完成课程目标，让学生通过雨课堂、SPOC平台、问卷星等多个平台进行不同长短周期的教学效果反馈，及时了解学生对知识点掌握情况，听取学生对成的评价和建议，通过从学生方收集到的反馈信息对课程目标进行精准调节，在整个教学过程中对教学目标多次改进，达到动态调整教学内容与进度、持续改进教学方法与模式的目的。在学生对课程的总结评价中，不少同学提到“课程对自己的学习有很大帮助”，“感受到不一样的授课形式”，“感受到了素质教育的魅力”，“学习态度因此转变”等。上述考核方式能够让学生更加积极主动地参与思政内容的学习，树立更加明确的价值观、更加正确的学习态度，也促进教师更加有效地进一步开展课程思政的教学。

4 结语

自动控制原理课程作为工科应用广泛、理论性与实践性强的专业基础课，将课程思政与混合式教学相结合是一次有益的尝试与改革。通过内容丰富的课程思政教学活动，形式多样的课程思政教学手段，实现了立德树人和教书育人的目的，有利于培养适应社会发展和需求的毕业生。自动控制原理经过这一轮的教学实践，我们发现学生的学习态度有很大转变，解决问题的能力也得到了提升；学生的职业认同感和社会责任感也得到加强。

由于课程思政改革还处于探索阶段，课程思政的实施方案还可以进一步完善。我们要始终坚持以学生为中心的教学理念，不断创新教学模式，借助信息化教学工具，将课程思政元素更加巧妙的融入自动控制原理混合教学模式中，潜移默化间引导学生的思想品德发展。