《自適應控制》思政教學改革的探索與實踐

周 玲 王鴻懿 陳志盛

（長沙理工大學電氣工程學院 湖南·長沙 410114）

隨著《關(guān)于深化新時代學校思想政治理論課改革創(chuàng)新的若干意見》，以及《高等學校課程思政建設(shè)指導綱要》的發(fā)布，高校逐步深入推進思想政治工作綜合改革，重點落實培養(yǎng)人才的根本問題。

1 《自適應控制》融合思政教學改革的必要性

我校自動化專業(yè)主要為能源、交通等行業(yè)服務，在新能源工程自動化、電力系統(tǒng)自動化和工業(yè)機器人等方面有明顯優(yōu)勢，為全國各地特別是湖南經(jīng)濟建設(shè)和工業(yè)智能制造領(lǐng)域做出了突出貢獻。本專業(yè)主要依托電氣工程、電子科學與技術(shù)一級學科博士點、控制科學與工程一級學科碩士點、國家工程實驗室、省部級教學、科研平臺，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、實踐能力強的自動化高級專業(yè)人才。

為了全面貫徹黨的教育方針，落實立德樹人的根本任務，以促進學生德智體美勞全面發(fā)展和適應行業(yè)、產(chǎn)業(yè)與地方經(jīng)濟社會發(fā)展需求為導向，堅持“德育為先、知識為本、能力為重、全面發(fā)展”的育人理念，培養(yǎng)具備良好的職業(yè)道德和社會責任感，系統(tǒng)掌握自動化專業(yè)的基礎(chǔ)理論、方法和技術(shù)，熟悉與自動化領(lǐng)域相關(guān)的人文、倫理、法律、法規(guī)、標準及工程管理、經(jīng)濟決策等知識，具備自動控制系統(tǒng)分析研究和設(shè)計開發(fā)的工程實踐能力和創(chuàng)新能力，能在新能源發(fā)電控制技術(shù)、電氣自動化、熱工過程自動化和工業(yè)機器人等領(lǐng)域從事研究、設(shè)計、系統(tǒng)集成、開發(fā)和管理等工作的“底色亮、實踐強、有情懷、敢擔當”的高素質(zhì)復合型專業(yè)人才和行業(yè)精英。

《自適應控制》是自動化專業(yè)的專業(yè)課程，是自動化學科體系從基礎(chǔ)理論到控制技術(shù)，從系統(tǒng)理論到工程實踐，從計算機技術(shù)到信號處理，從設(shè)計分析到課程實驗環(huán)節(jié)不可缺少的內(nèi)容。自動化科學技術(shù)在眾多領(lǐng)域發(fā)揮了重大作用，也改變了我國工業(yè)整體的面貌，不論是石油化工、電力、鋼鐵，還是輕工、建材、醫(yī)藥等領(lǐng)域都要用到自動化手段，在國防工業(yè)中自動化的作業(yè)更是巨大的。

要發(fā)展自動化學科，人才是關(guān)鍵。高等學校是人才培養(yǎng)的基地。作為高等學校的領(lǐng)導和教師始終應該把人才培養(yǎng)放在第一位。影響人才培養(yǎng)的因素很多，教學改革是其中一個重要的環(huán)節(jié)。因此，結(jié)合黨中央和教育部的精神，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，全面推進課程思政教育教學改革勢在必行。

2 《自適應控制》課程融合思政教學改革的案例分享

2.1 桂衛(wèi)華院士對熱工自動化專業(yè)方向建設(shè)性指導的思考

隨著國家對新能源的發(fā)展的加快，火電建設(shè)的步伐有所放緩，面向火電的長沙理工大學熱工過程自動化的教師們對于專業(yè)方向的發(fā)展有些迷茫，學生的就業(yè)選擇也面臨外界干擾。就此，院領(lǐng)導請來了中南大學桂衛(wèi)華院士給自動化專業(yè)建設(shè)作指導。專業(yè)指導會上，院士充分肯定了熱工過程自動化方向的前景，非常理解當下我們熱自老師們對專業(yè)發(fā)展困惑的心情。于是分享了他個人從求學到科研，以及在冶金行業(yè)孜孜不倦的專研，最終獲得成功的寶貴經(jīng)驗。

生于1950年的桂衛(wèi)華院士，初中畢業(yè)響應國家“知青下鄉(xiāng)”號召，到湖北谷城縣插隊落戶，兩年后被招工到湖北丹江鋁廠成為一名電工；1972年進入中南礦冶學院自動化系工業(yè)企業(yè)電氣化及自動化專業(yè)學習。畢業(yè)后留校任教至今。他長期致力于復雜有色金屬生產(chǎn)過程控制理論、技術(shù)和工程應用研究。有色金屬生產(chǎn)過程自動化，一個行業(yè)特色比較鮮明的領(lǐng)域，院士也曾遇到我們現(xiàn)在面臨的問題，但是他堅信國家的發(fā)展，需要自動化技術(shù)在銅鋁鉛鋅等有色金屬冶煉及鋁加工過程的應用和突破，潛心科研與教學工作，成效顯著。先后獲國家科技進步二等獎3項，省部級科技進步獎15項；2009年獲“何梁何利基金科學與技術(shù)進步獎”、2012年獲“湖南光召科技獎”；曾獲“全國優(yōu)秀科技工作者”“中國有色金屬工業(yè)優(yōu)秀科技工作者”“中國過程控制技術(shù)貢獻獎”等榮譽稱號。2013年11月當選為中國工程院院士。

“為國家搞技術(shù)，做一個有擔當?shù)娜??！痹菏裤懹浻谛模槽`于行，一直激勵著他在有色金屬自動化技術(shù)領(lǐng)域做出卓越貢獻。這句話深深震撼了我們，但行好事莫問前程。

作為一名自動化專業(yè)的教師，理當向桂院士學習，做一個有情懷的科研工作者。為國家，為火電行業(yè)培養(yǎng)更多優(yōu)秀的畢業(yè)生，盡努力為自動化行業(yè)做出我們應有的貢獻。如果顧慮太多只能停滯我們前進的腳步，目前的困難只是暫時的，需要我們好好思考，轉(zhuǎn)變思路。國家之所以暫緩火電的建設(shè)，很大的原因是發(fā)電過程能源消耗太大，以及排放的污染對環(huán)保的不利影響。結(jié)合今年兩會上提出的“碳達峰”“碳中和”的工作任務，明確加快調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、能源結(jié)構(gòu)，以及大力發(fā)展新能源，繼續(xù)打好污染防治攻堅戰(zhàn)。實現(xiàn)我國二氧化碳排放力爭2030年前達到峰值，力爭2060年前實現(xiàn)碳中和，我們應該從這兩方面尋找突破。節(jié)能減排的研究一直在持續(xù)，但是并沒有很大的成效。自動化的技術(shù)在火力生產(chǎn)發(fā)電過程起著關(guān)鍵的作用，也是我們專業(yè)努力的方向。

《自適應控制》課程思政教學過程中，引用桂院士的例子激發(fā)學生在《自適應控制》課程學習以及其他本專業(yè)課程學習中，掌握先進的控制技術(shù)，了解身上應該擔當?shù)呢熑魏土x務。號召學生向桂院士等專業(yè)前輩學習，扎實學好專業(yè)，提高自己綜合素質(zhì)，為國家搞技術(shù)，做一個有擔當?shù)幕痣姽ぷ髡摺?/p>

2.2 《自適應控制》課程知識點教學思政案例分享

《自適應控制》課程針對本科生，主要講授動態(tài)模型與參數(shù)估計；自校正調(diào)節(jié)器；自校正控制器；自校正PID控制器；基于模型參考的跟蹤控制器等內(nèi)容。其中PID自校正控制，是基于最優(yōu)控制策略與經(jīng)典控制策略相結(jié)合的自校正控制器，自校正控制算法有隱式和顯示兩種。隱式算法是直接辨識控制器參數(shù)，顯示算法則首先辨識被控對象的模型參數(shù)，然后采用模型參數(shù)估計值計算控制器的參數(shù)。在講述這一章節(jié)內(nèi)容時，結(jié)合當前部分學生出現(xiàn)的心理問題，進行課程理論與思政教育有效的融合。

根據(jù)我國高校學生心理問題調(diào)查，學生的心理問題一般可分為心理偏差、心理障礙和心理疾病三個方面。心理偏差幾乎是所有心理問題發(fā)生根源，不及時發(fā)現(xiàn)并引導，矯正和消除，可能導致嚴重心理危機，造成不可挽回的后果。分析問題產(chǎn)生的原因，主要集中在以下幾個方面：進入大學校園在高手如云的集體里，學生從應試教育到素質(zhì)教育的轉(zhuǎn)變；生活方式由家庭走向集體，需要獨自去面對各種不同的情況；學習之外自主安排的時間更多，學習任務更艱巨等等。有些同學適應能力強，很快如魚得水，而有些同學卻是無所適從。生活的節(jié)奏被打亂了，自身的調(diào)整不及時、不合適，因此有同學出現(xiàn)心理問題。近幾年情況更加嚴重，因心理問題休學同學逐漸增多，甚至有部分同學走上極端。面對這些情況，父母和老師們都很痛心，也深感自己作為專業(yè)老師身上的責任。在講述《自適應控制》課程時，其中重要的一章節(jié)內(nèi)容就是自校正自適應控制，其中自校正PID控制是以經(jīng)典控制策略為基礎(chǔ)的自校正控制方式，對于復雜的被控對象，特別是對于模型參數(shù)未知或緩慢變化的被控對象，采用常規(guī)的控制得不到滿意的控制效果，因此采用自校正控制和常規(guī)PID控制相結(jié)合，能在線整定和校正PID控制器的參數(shù)，具有較好的魯棒性和控制效果。這個理論與我們大學生這個系統(tǒng)相吻合，大學生自從進入大學校園，不再是原來的生活環(huán)境了，環(huán)境和周圍的人都發(fā)生變化。獨自面對這樣一個復雜的環(huán)境下，每個同學應該根據(jù)自身的情況實施調(diào)整生活的節(jié)奏，應對方法（也就是我們這個系統(tǒng)中的自校正控制器控制參數(shù)），方法不是一成不變的，也不是千篇一律的，每個個體情況不同，個人控制系統(tǒng)中的控制器參數(shù)也不同，整個成長階段參數(shù)也會變化，應該實時調(diào)整。

自校正PID控制器顯示算法設(shè)計中，要根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出辨識系統(tǒng)數(shù)學模型，根據(jù)辨識后的模型參數(shù)整定PID控制器的控制器參數(shù)。每個學生都應該根據(jù)所處環(huán)境，自身情況，個人興趣，今后工作定位建立自己的數(shù)學模型，進入大學生涯，學生主要目的是掌握一定的專業(yè)知識和技能，提高自身綜合素質(zhì)，學習解決問題，分析問題，處理問題的能力。實現(xiàn)這一目標就要扎實專業(yè)理論基礎(chǔ)，提高專業(yè)實踐技能，培養(yǎng)高尚道德情操，鍛煉組織社交能力，提高身體和心理素質(zhì)等多方面去努力。在學習過程中努力尋找自己的學習興趣，應根據(jù)自己的興趣制定有效的策略。養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、研究問題的習慣，變被動學習為主動學習，提高學習的主動性，實時把握與調(diào)節(jié)自身的控制器，獲取最佳性能的自適應控制系統(tǒng)。

通過以上方式，將思政教育融入《自適應控制》教學的探索與改革，熱工過程自動化專業(yè)的學生學習積極性提高，不再對專業(yè)的發(fā)展有質(zhì)疑，從而熱愛自己的專業(yè)，并為之努力奮斗。通過課程教學過程中有效引入思政案例，引導學生立足課程，積極思考，選擇正確的人生價值觀、價值觀，為其學習注入持續(xù)不斷的正能量。課堂氛圍活躍，教師與學生積極互動，獲得滿意效果。

3 總結(jié)

高等學校是人才培養(yǎng)的基地。作為高等學校的領(lǐng)導和教師始終要把人才培養(yǎng)放在第一位。影響人才培養(yǎng)的因素很多，教學改革是其中一個重要的環(huán)節(jié)。因此，結(jié)合黨中央和教育部的精神，把思想政治教育貫穿人才培養(yǎng)體系，課程有效融合思政教育的教學改革是培養(yǎng)既有專業(yè)技能，又有高尚的道德情操的技術(shù)工作者的最佳途徑。

根據(jù)《自適應控制》課程的特點，積極引入思政教學，將課程理論與思政教育融合，把立德樹人這一中心環(huán)節(jié)落到實處。號召學生牢記桂院士自動化專業(yè)前輩的無私奉獻，努力學好專業(yè)知識，堅定自己的就業(yè)選擇。同時學習自校正自適應控制方式過程中，結(jié)合分析大學生中出現(xiàn)眾多心理問題,找到問題的解決辦法。激發(fā)學生在《自適應控制》課程學習興趣，主動參與到課程學習中來，敢于探索，勇往直前，規(guī)劃未來宏偉藍圖，立志做一個有擔當?shù)臒峁ぷ詣踊募夹g(shù)工作者。