“自动控制原理”一流本科课程思政育人的探索与实践

王宪磊 张洪洲 裴玖玲 闫同斌 刘媛媛

[摘           要]  自动控制原理作为工科控制类课程群的基础核心课程，要按照一流本科课程建设的要点，抓好课堂教学主渠道，积极探索课程思政育人，实现“知识传授”与“价值引领”并重，切实提高课程的思政育人成效，努力在新工科背景下培养符合社会需求的专业技术人才。

[关    键   词]  自动控制原理;一流本科;思政;育人;教学

[中图分类号]  G641                   [文献标志码]  A                   [文章编号]  2096-0603（2022）17-0013-03

通过深入学习教育部下发的《高等学校课程思政建设指导纲要》，结合一流本科课程建设的重点，必须抓好课程思政建设。自动控制原理课程作为塔里木大学（以下简称“我校”）机械电子工程、自动化、电气工程及其自动化、农业电气化等专业的一门重要的专业技术课，以一流本科课程建设为抓手，努力探索课程思政元素，在教学中做到知识传授和思政育人并重，积极探索和实践课程的育人功能，提高课程的教学质量。

一、课程思政育人的探索与实践

（一）结合课程特点，从思政育人的视角，引导学生重视课程学习

自动控制原理课程是自动化技术相关学科的基础课程，在整个自动化控制类课程中具有重要的基础作用。在课程教学中，要结合不同专业，给学生讲清楚该课程在各自专业中的重要性，引导学生重视该课程，再结合不同专业中该课程的具体应用，通过举例，让学生从自己所学专业的角度，认识到该课程的重要性，并结合不同专业学生毕业以后具体的工作，通过列举学生毕业以后从事专业相关的课程案例，引导学生重视该课程，先做到让学生重视该课程，再结合课程蕴含的思政元素，在教学中融入思政元素，实现课程知识传授和思政育人并重的效果。

（二）根据课程定位，引导学生到基层就业，服务国家电力行业发展

该课程主要运用控制论的基本原理及基本思想方法，分析研究工程中有关信息的传递、反馈及控制等相关方面的内容，学生通过学习，获得自动控制技术必要的基本理论、基本知识和基本技能，了解自动控制技术应用和我国自动控制领域发展的概况，为今后学习和从事与本专业有关的工作打下一定的基础。结合我校办学特色，在该课程的教学中，注重对学生胡杨精神的教育，注重对学生就业方向的引导，教育学生毕业后深入基层，鼓励学生向胡杨一样，扎根基层，奉献自我。通过课程教学中贯穿工程教育理念，让学生深刻体会到自动控制原理所学知识与生产实际紧密结合，可以利用所学的自动控制知识，去解决生产实际中的控制问题，提高生产实际中的自动控制水平，以此提高相关产业的自动化水平，带动经济发展，不断提高国家自动化水平。所以，让学生明白，毕业以后在工程上一定大有作为，引导鼓励学生到祖国最需要的地方去建功立业，为企业自动化水平的提高贡献力量，践行大学生的社会责任感，投身到国家现代化的建设中。

（三）结合课程特色，教学中贯穿工程教育理念，教育学生关注工程发展

该课程与生产实际紧密结合，主要讲解控制论的基础知识，在教学中，要始终注重与工程实践的结合，将工程教育理念贯彻课程全过程。通过一流本科课程建设，不断挖掘课程工程案例，结合工程实际，结合机械类、电气类各专业学生实际，因材施教，从学生自身出发，使该课程有效地培养学生的创新思维、分析问题和解决问题的能力。该课程教学中始终贯穿“能力导向，强化实践、突出应用、教科融合”的课程理念。课程与生产实际紧密结合，教学中贯穿工程教育理念，让学生将理论与实践时刻联系在一起，从生产控制实例中学习理论知识，同时教学中注重以企业需求为导向，对学生进行实践技能的培养，有助于学生有针对性地提高专业技能，为以后工作中尽快熟悉岗位提供技能支撑。

（四）引导学生开展“三下乡”社会实践活动，通过调研企业自动化设备使用情况，启发学生思维，践行学生的社会责任，解决企业自动控制问题

引导学生利用所学自动控制原理知识，组建暑期“三下乡”社会实践团队，到企业调研自动化设备运行情况，通过调研，学生深入企业，了解企业概况并学习专业知识，熟悉企业生产流程，了解自动化生产线，了解自动化设备运行情况，发现企业生产实际中自动控制现状，寻求自动控制改进点，查看企业生产线中哪些控制部分可以改进，激发学生的自动控制思维，对生产实际中存在的不足，利用所学知识加以改进。同时，通过实践调研，学生了解企业，为自己以后找工作提前熟悉企业情况。

（五）引导学生擅于发现问题，自行解决生活中和生产实践中的控制问题，通过创新设计，改进控制系统性能，提高系統控制功能

在教学中，要给学生灌输自动控制思维意识，引导学生擅于发现生活中或生产实践中的控制案例，根据控制现状，结合所学知识，找出控制系统的不足，看那些人工控制的案例，可否改成自动控制，或者已经是自动控制的案例，还有哪些控制不满意的地方，可否改进自动控制系统，提高控制效果，给学生培养自动控制思维意识，引导学生参加课程相关学科竞赛、大学生创新创业项目，检验学生课程所学，将理论知识应用于实践中，提高学生的实践能力和解决问题的能力，培养学生的家国情怀和社会责任感。

二、做好课程思政教学案例设计

在课程思政育人实践中，最关键的是提前做好课程思政教学案例设计，针对该课程的不同内容，针对性地融入思政元素，让学生在学习知识的同时，培养学生的思想道德，践行“三全育人”理念。D189C046-BC35-4F15-A13A-049B174D8530

在讲解绪论部分介绍自动控制的发展时，重点会讲到我国科学家钱学森及《工程控制论》这本书，通过介绍钱学森曲折的回国史，为我国的航天事业和导弹事业奉献一生的感人事迹，引导学生热爱祖国、报效祖国，实现人生价值。针对《工程控制论》这本书，介绍了钱学森在自动控制理论发展方面所做出的重要贡献，体现了我国科学家在自动控制理论发展方面的卓越成就。

在讲解自动控制的重要性和普遍性时，通过大量图片和视频，让学生直观地感受自动控制的重要性。2021年是中国共产党百年华诞，我们已经实现了第一个百年奋斗目标，正向着第二个百年目标奋勇前进，现代化离不开自动化，“国家兴亡，匹夫有责”，自动控制不仅与个人的学业、就业有关，还与国家的发展强盛有极大关系。引导学生要践行社会主义核心价值观，完成好学业，服务国家发展。

在讲解反馈系统时，通过举例，让学生体会反馈的本质是系统的输出信息返回系统的输入端，并由此对系统状态产生具有制约作用的影响。反馈指的是行为动作所引起的效果，如果控制系统没有反馈，那么就是一个开环控制，是简单的因果关系;有了反馈回路，系统就变成由原因到结果再到原因的一个循环过程，从而实现了检测偏差、利用偏差并最终消除偏差的目的。自动化设备和机器的关键就在于反饋的存在，正是有了它的存在，才使自动化成为可能。反馈就是自动化的奥妙所在。所以自动控制原理也叫反馈控制原理。反馈机制维系着一个系统的稳定，是保持系统平稳、健康运行的基础。从哲学高度讲，反馈就是结果对原因的反作用。对于一台机器来说，反馈程度的高低，体现了自动化程度的水平的高低。如全自动洗衣机，给洗衣机加水时，洗衣机中有个红外传感器扫描到水位高低，当水位合适时，洗衣机自动停止加水。如果是普通洗衣机，那么水位的高低得人来看，人觉得水位合适的时候就会动手关掉水龙头。

在讲解系统的稳定性时，让学生体会系统稳定的重要性，系统工作的首要前提是稳定，如果不能稳定，系统是无法使用的，系统的稳定性也能反映系统的抗干扰能力，通过举例如学生在生活中遇到困难，一定要自身努力克服困难，想办法解决困难，使自己回到困难前的状态，确保自己不受困难影响。

在讲解本课程所要研究的两大课题时，把认识世界和改造世界的观点，应用于自动控制原理的学习中，即先要系统分析，也就是认识系统，对于一个具体的控制系统，如何从理论上对它的稳定性、动态性能和稳态精度进行定性的分析和定量计算。另外还要进行系统设计，也就是改造系统，根据对系统性能的要求，合理地选择（设计）校正装置及控制规律，设计系统，使系统的性能全面地满足技术上的要求，若性能无法满足要求，则需要校正。

在讲解拉普拉斯变换与反变换时，介绍其是控制工程中使用的重要数学工具，拉氏变换是控制工程中的一个基本数学方法，给学生介绍拉普拉斯是法国数学家、天文学家，主要研究天体力学和物理学，他认为数学只是一种解决问题的工具，但在运用数学时创造和发展了许多新的数学方法，拉普拉斯在《概率的分析理论》中总结了当时整个概率论的研究，论述了概率在选举、审判调查、气象等方面的应用，并导入“拉普拉斯变换”，引导学生向科学家学习，敢于探索、勇于创新。

在讲到系统结构图的等效变换时，同样的结构图采用不同的等效变换方法，得到的最简单的结构图是一致的。一个系统的结构图不是唯一的，有不同的外形，有复杂的结构图，也有简单的结构图，但是同一个系统的结构图所表达的意思肯定是一致的，都是表明系统的工作原理和所蕴含的数学关系，引导学生体会到描述一个系统时，可以用简单的方法表示出系统，取代复杂的表示方法，力求用简单的语言表述清楚一个系统即可。

在讲解控制系统的结构图和信号流图时，通过介绍两种图的组成、绘制，最后讲两种图的标准形式，两种图最显著的区别是，结构图的反馈线画成横平竖直，而信号流图的反馈线画成曲线，在教学中，让学生思考，绘制两种图时，如果把反馈线颠倒后图形是否美观，引导学生理解图形的美、数学的美。爱美之心人皆有之，进而让学生体会我们国家要建设“美丽中国”，这是全社会的美，也是我们每个人的美，所有人都要为之奋斗，共同建设美丽中国。

在课程思政教学中，注重采用启发式教学，注重启发学生思维，如在讲到不稳定的系统时，给学生提出思考题，如何把一个不稳定的系统改造成稳定的系统，让学生思考，提出改造措施，针对学生提出的措施，教师引导启发，可以有简单的改造措施，也可以有复杂的措施，引导学生本科毕业后，可以继续考研，在研究生阶段可以研究更多的改造措施。总之，要不断探索课程思政元素，凝练课程思政教学案例，将理论教学和思政育人相结合，提高课程教学效果。

三、结语

通过探索自动控制原理一流本科课程蕴含的思政元素，在课程教学中践行思政育人，实现“知识传授”与“思政育人”相结合，践行教师“立德树人”的根本任务，践行“三全育人”理念，提高教师的课程思政育人水平，提高课程教学质量。

参考文献：

[1]王宪磊，裴玖玲，张洪洲，等.自动控制原理重点课程建设与教学改革研究[J].中国现代教育装备，2019（15）：44-46.

[2] 丁肇红，蒋文萍.“自动控制原理”课程思政建设研究[J].科教导刊，2020（9）：125-126.

[3] 谢志刚，齐晓慧，王永川.自动控制原理教学中的方法论探讨[J].中国教育技术装备，2009（12）：31-32.

[4] 胡皓.《自动控制原理》教与学导引[M].北京：中国水利水电出版社，2011.

编辑 尹 军D189C046-BC35-4F15-A13A-049B174D8530