思政元素融入工科应用型课程的教学方法探索与实践＊

屠礼芬，彭 祺

（湖北工程学院物理与电子信息工程学院，湖北 孝感 432000）

0 引言

习近平总书记在全国高校工作会议上，强调要用好课堂教学主渠道，使各类课程与思政同向同行，要充分体现高校“立身之本在于立德树人”的理念，对专业课程加强思政建设[1-2]。在教学体系中，工科应用型课程一方面要教授学生掌握专业知识，另一方面还要重点培养学生的实践和创新能力。将思政教育理念融于工科应用型课程，主要需要解决两个问题：第一，工科学生思维习惯对于思政元素的接受能力较文科比，会略差，所以，探索科学的思政教学方法，将专业知识与思政元素有机融合，使学生能够结合思政元素思考和解决问题，是需要深度探索的。第二，课程思政的目的，是培养学生成为德才兼备的现代青年，是在各门不同的专业课程学习过程中，引导学生正确的世界观、人生观和价值观，要实现此目的，学生要主动思考。然而，由于专业课程本身知识较难，学生学业负担重，在有限的学时内，学生能够自主探索和思考的空间和时间都十分受限，大部分学生还是以通过考试拿到学分为主要目的，鲜有主动思考者出现。

针对以上问题，本文对思政元素融入工科应用型课程的教学方法进行了深入探索与实践。首先结合学科特色，分析课程思政在工科应用型课程中的特点，探索一种合适的教学方法以适应工科学生的思维特征。然后以《自动控制原理》和《PLC 原理及应用》课程为例，介绍如何在有限学时内，保证原有专业知识教学效果的同时，引导学生结合思政元素自主探索和思考，成为有思想的专业人才。

1 课程思政在工科应用型课程中的特点

工学类专业课程，在课程思政中，要注重强化学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。然而，工科专业的课程作为自然科学理论知识，其课程自身不包含人文社会知识，给课程思政带来了挑战[3-4]。另外，不同的课程，差异也非常大，所以，要形成课程思政体系，需要结合各门课程的特点，采用不同的方式来实施。

以《自动控制原理》课程为例，目前有许多以该课程为基础的教学思政方法，主要原因是该课程的知识点本身就蕴含着许多深刻的工程哲学思想。如第一组概念：稳定性、准确性、快速性的理解，可以从哲学的角度来讲：不同的事物往往可以遵循相同的规律，以上三种特性，与我们的日常社会属性也是类似的——社会稳定是第一要务，只有稳定的社会环境，人民才能安居乐业，国家才能更好地进行物质文明、精神文明建设。工作中必须爱岗敬业，确保具体任务完成好，使自己的工作达到准确无误。还要讲究工作效率，注重快速性的提高。这也是自动控制系统中稳定性、准确性、快速性的关系。类似地，《自动控制原理》课程中的时域法、根轨迹分析法、频域法等，都可以与思政元素有效融合[5-6]。然而，这样的知识点分散性思政渗入方法仅停留在案例层面，无法有效激发学生对思政思维的主观能动性。另外，由于《自动控制原理》课程涉及较多的理论计算，教学难度本身较大，且是一门研究生入学考试课程，所以即使在上课过程中，融入了思政元素，学生的专注力依然停留在如何解题上。再以《PLC 原理及应用》课程为例，该课程与《自动控制原理》课程的特点截然不同，属于典型的应用型课程，基本没有理论计算部分，主要教学目的是教会学生使用PLC 硬件和程序设计、实现工业控制自动化。因此，案例式思政元素融入概念的方法对该课程不适合，需要从宏观层面去探索思政教学方法[7-8]。

总的来说，工科应用型课程，虽然各门课程有差异，但都可以与实际应用项目相结合。绝大部分课程都有配套的实验课，所以在思政教学过程中，可以将思政元素与实践相结合，鼓励学生独立思考和设计，也可以在课后作业环节，将传统的习题模式进行改进。

2 教学案例分析

结合课程思政在工科应用型课程中的特点，以《自动控制原理》和《PLC 原理及应用》课程为例，来进行教学实践。

2.1 《自动控制原理》中的教学思政

《自动控制原理》课程的思政元素非常多，在教学过程中，有许多切入点，但是讲好第一课，激发学生的学习兴趣是至关重要的，所以此处以绪论为例来说明。教材的第一节就是基本概念“什么是自动控制和自动控制系统”。我们可以结合工科学生普遍感兴趣的事例来说明。

首先，会给学生播放一段载人航天飞船内部设备和人造卫星上天的小视频；然后结合视频中的自动控制知识点进行理论知识的讲解，如卫星如何保持正确的姿态、太阳能电池板的方向等，介绍航空航天领域的自动控制科学知识；最后给学生自主思考时间，让学生用手机快速查资料，去主动发现该领域还有哪些自动控制部分。在这个环节，引出教材的基本概念，学生可以深刻理解基本概念，同时也可以激发其自主探索的动力。

为了巩固知识点，教师再列举其他领域的自动控制实例，如：机床，要使数控机床加工出高精度的工件，就必须保证他的工作台或者刀架的进给量准确地按照程序指令的设定值去变化；家用电器，我们每天都会用的各种家用电器，电风扇要控制转速，洗衣机控制水位、强弱、时间，还有电冰箱、空调，电饭煲控制温度等，这些都是离不开自动控制的。在这个地方，可以让学生搜索家用电器的国产品牌和国外品牌，性能和价格进行对比，引导学生直观感受中国在工业自动化领域的国际位置。

最后，教师强调：工业、军事、农业等各行各业，基本上都是会直接或者间接地跟自动控制技术相关，所以说自动化是实现现代化的重要手段和衡量科技发展水平的显著标志。此处引出为中国自动化做出杰出贡献的科学家钱学森，让学生来讲解他的事迹，采用名人效应思政，完成绪论的教学，让学生觉得本门课有用、有趣，激发其主动学习的兴趣。

本次课的课后作业也采取开放式：找一个自己感兴趣的工业应用领域，结合自动控制原理，找一个自动控制的应用实例，并简要介绍其控制过程。本作业有两个目的，第一是在入门之初，让学生自主探索专业、课程相关的行业，让学生能够走出课本知识的限制，学以致用；另外一方面，学生只上了一堂课，对控制理论不懂，留下悬念，激发学生进一步往后学习的兴趣和动力。

2.2 《PLC 原理及应用》中的教学思政

《PLC 原理及应用》课程属于工程实践课，主要目的是教会学生使用PLC 这个器件来编程，实现工业生产中的自动控制。课程本身没有复杂的概念和计算，所以其教学思政要从“民族复兴”的宏观理念切入。从目前来看，PLC 的教材主要是基于德国产西门子和日本产三菱，实验室建设的成本较高，维护受制于品牌方，灵活性差。另外，在实际工业应用场合，绝大部分也是用的西门子和三菱，虽然品牌方提供了教程，但仅限于基本操作，有些技术一直保密，所以大型设备的控制逻辑需要复杂的升级、改造、维护时，需要从国外调配对方工程师，成本极其高，且有多方面限制，极大地限制了中国自动化领域的发展。

近年来，出现了许多国产品牌PLC，但是由于起步较晚，尚未形成主流，因此缺乏与之相对应的教材，这对于学生的民族品牌认知是不利的。所以在教学过程中，立足于原本以西门子S7-200 型号的PLC 进行技术讲解，同时，课后作业要求学生整理国产PLC 主流品牌，各种品牌的特色、价格、优缺点，并与国外主流品牌进行对比，找差距，激发学生民族情怀。另外，要求学生与国内自主品牌方建立联系，参与实习，将学到的最先进知识理念进行推广。

最后，结合实验课程进行课程思政。当前实验室的配套设备是西门子S7-200PLC，配备了多个基本实验、应用实验和课程设计，传统的教学是在基本实验和应用实验中各选择三个让学生动手实现。实验教程提供了可运行程序，学生主要任务是看懂程序接好线并进行验证，通常来说，实验学时会有冗余，主要是留给学生自主设计。在教学思政改革的大环境下，可以鼓励学生结合国内主流品牌PLC，自主设计与该品牌对应的控制程序，用自主品牌来实现所有原实验教程的功能，鼓励学生创新。在以前的教学实践中发现，各种品牌PLC之间的程序设计虽然有不同的语法架构，不能直接进行移植，但遵循统一的思想，在教师的引导下，学生基本能够完成用国产品牌PLC 实现原教材的各种控制任务。

经过两学期的教学验证，这种将思政教育融入课后设计拓展的方法，不仅能巩固原有课本知识，提升学生对本门课的兴趣，更重要的是，给学生思考的空间，变换思路解决同样的问题，结合“民族复兴”理念，学知识的同时，培养爱国情怀。

3 结语

将思政元素融入工科应用型课程的教学，最重要的是结合不同课程的特色，找准切入点。结合工科课程通常有实践和设计部分的特点，从宏观层面引导学生理论结合实际，带着任务来探索和发现科学知识中的思政元素。可以有效提升学生的自主学习兴趣以及爱国情怀，让学生以主人翁的姿态主动探索新知识，为“民族复兴”贡献自己的力量。