航空航天背景下自动控制原理课程思政教学设计与实践

2023-05-30时伟陈溅来杨德贵梁步阁赵党军

高教学刊 2023年11期

时伟　陈溅来　杨德贵　梁步阁　赵党军

摘要：思政课的本质是讲道理，是落实立德树人根本任务的重要举措。该文通过航空航天背景下自动控制原理课程建设的具体实践，深入挖掘课程蕴含的思政元素，将其与专业知识内容有机融合，采用灵活的授课形式与教学方法，提高思政课教学的实效性。通过课堂教学实践，取得良好的效果。

关键词：航空航天；自动控制原理；思政教育；教学设计；人才培养

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2023）11-0005-04

Abstract： The essence of the ideological and political course is reasoning， and it is an important measure to implement the fundamental task of morality education. Through the specific practice of "Principles of Automatic Control" course construction under the background of aerospace， this paper digs out the ideological and political education resources contained in the professional courses， and integrates the knowledge content of the course itself with the ideological and political education materials， organically integrates the ideological and political content with professional knowledge content，adopts flexible teaching forms and methods for improving the effectiveness of ideological and political education. From the final construction results， it verifies that good results were achieved．

Keywords： aerospace; Principles of Automatic Control; ideological and political education; teaching design; personnel training

通俗地讲，教育目的就是培养一个对社会和个人都“有用”的人，其不仅是知识技能传授的过程，更重要的还是一个能力和思想素质塑造的过程，必须从教育“育人”本质要求出发，从国家意识形态战略高度出发，将道德要求、价值观念、思想认识和政治理念有机融入教学过程，深入发掘课程思政资源，将各类课程与思政理论课同向同行，形成协同效应，把“立德树人”作为教育根本任务的一种综合教育理念[1-2]。

课程思政是落实立德树人根本任务的重要举措，2022年习近平总书记在中国人民大学考察调研时强调：“思政课的本质是讲道理”。充分挖掘课程本身的知识内容与其中蕴含的思政育人素材，优化教学案例设计是提高课程思政教学质量的前提[3]。

一自动控制原理课程思政设计总体思路

自动控制原理课程是具有一般方法论特点的专业基础课，随着计算机技术的迅速发展，自动控制技术已涉及几乎所有工程学科并逐渐向政治、经济等领域渗透的具有多学科应用背景的科学技术，是目前国内外工程教学的核心课程，其理论思想贯穿于整个专业领域。自动控制原理在航空航天领域的重要性不言而喻，从“两弹一星”到如今的“高铁”“神舟飞船”“空间站”“深海探测”等，每一项工程的成功实现都凝聚了众多科学家的无私奉献、求实和创新等精神。随着航空航天技术的发展，思政育人素材也会越来越丰富。所以在自动控制原理的学习中，强调从系统整体角度分析、研究和解决问题，融入科学价值观、工匠思想和创新思维等，找准课程中思政映射与融入点，凝练课程的核心价值观，选擇恰当的教学模式、教学方法和教学手段，采用合理的教学评价方式，让学生在学习专业知识的同时，树立爱国爱家、积极乐观、锐意进取和勇于探索的人生理念，并将其贯穿于今后的学习、工作和生活中[4-10]。总体思路如下。

1）针对课程理论性比较强的属性，采用宏观知识框架+问题导向式+公式物理意义详细阐述+应用案例+个性化实践教学方式，融合现代信息技术教学手段，提高课程理论和实践教学效果。

2）完善课程教学培养方案，修订教学大纲，根据新教学大纲制作能体现课程思政特点的新课件。专业课程的思政教育，关键在于思政融入点的挖掘，有可能是小曲线大人生、小公式大道理等，也可能是一“点”多“面”，一“面”多“点”，一“点”即为一个理论知识点，多“面”即为多个思政取向。所以课题在思政元素挖掘上，以小理论融入大道理为主。同时，在教授方式上，为增进育德效果，在保持政治核心元素的基础上，将探索实施灵活的教授方法，不再局限于一“点”一“元”，通过隐性潜移默化的、一次次的价值引导，将理论知识的传输与正确价值观的塑造紧密协作，实现立德树人之根本目的。

3）融入思政育人评价，完善课程考核评价体系，使德育元素成为考核的重要内容。

二自动控制原理课程思政元素及融入点

根据总体设计思路，结合课程理论授课要点，整理出部分思政映射与融入点见表1。

通过理论知识和思政元素的有效融入，潜移默化中让学生明白学好一门课程不仅是掌握知识，还是一种责任，个人发展同国家战略需求相结合，要有大局意识，树立远大理想和宏伟目标。鼓励学生在学习过程中，要善于思考、善于总结，养成勤思考、多观察的习惯；细节决定成败，通过现象看本质，知己知彼，百战不殆；学习要有规划，做事要留有余地、以不变应万变；不要迷失方向，要勇于做社会担当者。

三自动控制原理课程思政教学实践案例分析

（一）案例概述及意义

控制系统校正方法是经典控制理论的一个重要组成部分。本案例从设计自动控制系统的基本步骤出发，引出设置控制系统校正环节的必要性；然后，通过原理示意图，对系统校正概念及常用校正方式进行定性分析，引导学生从工程的角度思考理论问题，强调理论与实践的重要性。本案例在讲解过程中，通过播放嫦娥五号月表采样、奋斗者号马里亚纳海沟作业和C919核心飞控系统现场短视频，帮助学生理解控制系统被控对象在实际工程中的体现，并穿插“自我情绪调节”“积极乐观”的健全人格和严谨理性的思想，强调“校正”在系统与人生中的重要作用，让学生正确认识人生。

（二）教学目标（含课程思政目标）

1 知识目标

掌握常用校正方式及其特性。

2 能力目标

在工程实际中对系统进行校正时，能正确选择合适的校正连接方式。

3 课程思政目标

1）通过播放嫦娥五号月表采样、奋斗者号马里亚纳海沟作业和C919核心飞控系统短视频，一方面加深对“被控对象”概念的理解，引出设置控制系统校正环节的必要性；另一方面，通过短视频告诉学生，国家在尖端领域已经能够上“天”入“海”，培养学生的国家自豪感。同时，“空”中（比如C919核心飞控系统处于国外封锁中）还处于攻坚阶段，学生不仅要航天报国、航海报国，还要航空报国。

2）通过对设置控制系统校正环节进行必要性认识，联想到不仅控制系统中需要校正，“校正”在人生中也具有重要作用。人生轨迹可能会有迷茫、有坎坷，理想与现实总会有些差别，在出现不尽如人意的时候，及时通过自我调节（负反馈消除负能量，正反馈增加正能量）或求助于外界（外接“校正”环节，比如老师、辅导员等）。通過控制系统与人生成长历程的对比，培养学生树立正确的人生观，时刻严格要求自己向榜样、模范学习，见贤思齐，及时纠正偏差，做更好的自己。

（三）教学实施方案

在教学方式上，重点放在探究能力、创新思维能力、人生价值观、理论与工程相结合思维能力的培养，融入国家自豪感教育，采用引导+提问+自由讨论等方式，问题驱动，辅以实物、多媒体、网络（QQ等）和MATLAB软件等多手段，激发学生的兴趣。

1 课前准备

在QQ群提前把本讲导学单推送给学生，指导学生预习本节课程的内容，初步了解本节教学的重点和难点。

2 课堂学习

采用ISW的BOPPPS教学模式。采用一节课BOPPPS教学模式，分知识点讲解与小结。

1）Bridge-in（课程导入）（1.5 min）。从控制系统设计基本步骤出发，穿插相关短视频，说明设置控制系统校正环节必要性，导入授课内容，激发学生兴趣。

2）Pre-Assessment（前测）（2 min）。根据预学单内容提问学生，了解学生的课前准备情况及对本堂课知识点的把握。

3）Objectives（课程目标）（0.5 min）。梳理本章知识点，明确本节课程的教学目标、教学重点难点。

4）Participatory Learning（参与式学习）（10 min）。采用引导+提问+自由讨论等方式，问题驱动，辅以实物、多媒体、网络（QQ等）和MATLAB仿真等多方式讲授。在内容上，设置多个问题，由问题引导出理论知识点，并融入人生价值观、爱国情怀等教育；在学习方法上，强调从系统整体角度分析、研究和解决问题，并融入科学价值观、工匠思想、创新思维；比如，在学习过程中，鼓励学生自由提问和讨论。

5）Post-Assessment（后测）和Summary（总结）（2 min）。和学生一起回顾本小节主要知识点，梳理重点内容，以带有标记的文字突出这些内容。

3 课后复习拓展

1）鼓励学生积极参与QQ教学群师生交流与讨论；

2）设置课后思考题；

3）督促学生完成课后作业。

（四）教学实施

1 课前导学

课前导学的主内容、数学目的及要求等见表2。

2 课程导入和前测

通过控制系统设计基本步骤和视频，加深学生对“被控对象”概念的理解，引出设置控制系统校正环节的必要性。从工程应用实际中，帮助学生对相关知识的理解。指导学生预习本节课程的内容，初步了解本节教学的重点和难点，如图1所示。

从控制系统设计基本步骤出发，穿插播放嫦娥五号月表采样、奋斗者号马里亚纳海沟作业和C919核心飞控系统短视频，说明设置控制系统校正环节必要性，激发学生学习本讲知识额兴趣；通过导学单问题，导入授课内容。

3 理论教学

掌握常用校正方式及其特性；在工程实际中对系统进行校正时，能正确选择合适的校正连接方式。思政总体目标：融入科学价值观、工匠思想和创新思维等，让学生在学习专业知识的同时，能够树立爱国爱家、积极乐观、锐意进取和勇于探索的人生理念，并将其贯穿于今后的学习、工作和生活中，如图2所示。

以结构图的动画演示，帮助学生对控制系统校正的理解。

根据所学知识，以提问的方式让学生参与到问题的讨论中，比如系统分析和系统校正如何区别。通过讨论，学生对系统分析的实质与系统校正的内涵有更深地认识。

“校正”目的是达到预定的目标。有些人的目标可能一致，但达到目标所采用的的方式会因人而异，有的简单高效，有的相对复杂，不管采用什么方式，采用科学合理方式的同时，贵在坚持。

（五）案例实施效果

自动控制原理课程思政建设方案已在课堂教学中付诸实施，并在中南大学学院课程思政教学设计大赛和教学比赛中分获特等奖和一等奖。学生在课堂中体验的不仅是知识理论的学习，更是一种潜移默化的价值观的阶段树立过程，学习自动控制复杂理论的同时，透过现象看本质，养成勤思考、多观察的习惯，学习要有规划，做事要留有余地、以不变应万变。

四结束语

课程思政建设是一项系统工程，自动控制原理课程是一门理论性和工程应用性都很强的技术基础课，学习难度较大，其思政建设和改革必须继续探索、深化和完善。在教学实施过程中，需要正确理解课程专业目标和育人目标之间的关系，在分析教学理论材料的基础上挖掘思政元素，把所挖掘的思政元素合理融入教学方案中，优化教学设计，确保知识教育与思政教育的协调统一。

参考文献：

[1] 杨拓.新时代高校课程思政建设的着力方向、现实困境及实践进路[J].教育观察，2022，11（19）：78-80，105.

[2] 周金凤.大思政视域下思政课程与课程思政融合发展探究[J].吉林省教育学院学报，2022，38（7）：110-113.

[3] 巨澜，许贵之.同向、同行、同归：社会主义核心价值观融入课程思政的实践路径[J].甘肃教育研究，2022（6）：80-83.

[4] 鱼轮，李亚文.立德树人背景下“自动控制原理”课程思政探索[J].工业和信息化教育，2022（8）：60-63.

[5] 朱文興.“自动控制原理”课程思政教学案例设计与实践[J].电气电子教学学报，2021，43（5）：16-19，38.

[6] 刘静.军队院校思政课程与课程思政融合发展的价值蕴涵及其实践路径探析[J].高教论坛，2022（6）：42-44.

[7] 李来原.高校“课程思政”与“思政课程”协同育人建设的若干思考[J].黑龙江教育（理论与实践），2022（6）：6-9.

[8] 张丽，介婧，朱文.基于OBE-CDIO理念的自动控制原理课程教学改革探索与实践[J].高教学刊，2021，7（36）：128-131.

[9] 陶洪峰，刘艳君，熊伟丽，徐颖秦.新工科工程教育背景下自动控制原理课程建设改革模式探讨[J].高教学刊，2020（3）：124-126.

[10] 李月娟，王应洋，张鹏.“自动控制原理”课程的课程思政教育研究[J].教育教学论坛，2021（36）：29-32.

基金项目：湖南省普通高等学校教学改革研究项目“一流专业建设背景下的探测制导与控制技术专业人才培养新模式研究与实践”（2021jy056）