運動控制系統(tǒng)課程思政改革

魯敏 劉晨 許偉奇

摘? 要 運動控制系統(tǒng)是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心課程，以家國情懷和民族自信為出發(fā)點，將思政內(nèi)容融入專業(yè)教育中，提高學生專業(yè)素質(zhì)的同時，加強學生的愛國主義教育。

關(guān)鍵詞 運動控制系統(tǒng)；電力拖動自動控制系統(tǒng)；課程思政；實驗室；教學資源

中圖分類號：G642.3? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2021）14-0102-03

Abstract Motion Control Systems is the core course of electrical engineering and automation major. Starting from patriotism and national confidence， it integrates ideological and political contents into professional education to improve students professional quality and strengthen students patriotism education.

Key words motion control systems; control system of electric drive;?ideological and political education in curriculum; laboratory; tea-ching resources

0? 引言

運動控制系統(tǒng)是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心課程，是以電機學、自動控制原理以及電力電子技術(shù)為前序課程，針對以電機為主體的電力傳動，以電機學和自動控制原理為基礎(chǔ)，以電力電子技術(shù)為主要控制手段的課程，分為直流調(diào)速和交流調(diào)速兩部分內(nèi)容。

1? 課程簡述

運動控制系統(tǒng)課程的教學目標主要有五個。

1）掌握典型交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、存在問題和解決方法與分析方法，能夠?qū)﹄娏ν蟿幼詣涌刂葡到y(tǒng)相關(guān)的復(fù)雜工程問題作出分析，并獲得有效的結(jié)論。

2）掌握交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)靜態(tài)和動態(tài)設(shè)計方法，能夠結(jié)合靜、動態(tài)指標實現(xiàn)交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的設(shè)計與分析；掌握系統(tǒng)近似處理方法和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法，具備基于工程設(shè)計法進行典型調(diào)速系統(tǒng)設(shè)計的能力，并獲得有效結(jié)論。

3）掌握交、直流電力拖動自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型和動態(tài)結(jié)構(gòu)圖，掌握系統(tǒng)控制規(guī)律，具備動態(tài)工程分析能力。

4）掌握典型調(diào)速系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建、參數(shù)設(shè)計與調(diào)試、實驗分析能力，能夠運用所學專業(yè)知識解決調(diào)速系統(tǒng)相關(guān)的復(fù)雜工程問題。

5）了解電力拖動自動控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和典型產(chǎn)品應(yīng)用情況。

課程的育人目標為：以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，堅持社會主義辦學方向，找尋運動控制系統(tǒng)思想政治教育的切入點，采用靈活教學方法將思想政治教育融入運動控制系統(tǒng)授課中，圍繞課程思政理念，優(yōu)化課程育人新型教學方案，加強對學生實踐能力的培養(yǎng)，提高學生解決復(fù)雜工程問題能力、創(chuàng)新與設(shè)計能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)造性思維、綜合設(shè)計能力和工程實踐能力。

2? 課程思政改革思路

在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)日新月異的新時代，如何創(chuàng)新高校思政教育，增強學生文化自信和個人誠信意識？這就需要引導(dǎo)學生以史為鏡，厚積薄發(fā)，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和節(jié)約意識，加強工匠精神教育和秉持踏實求學態(tài)度，樹立文明求學理念。根據(jù)課程教學目標和育人目標，對運動控制系統(tǒng)課程開展思政教學改革，具體的改革思路如下：

以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導(dǎo)，堅持社會主義辦學方向，堅持價值引領(lǐng)與知識傳授相結(jié)合，將課程思政理念融入運動控制系統(tǒng)課程教學全過程；以課程思政教育教學為根系，加強和提升教師教學中的德育意識和德育能力，培養(yǎng)學生的政德素養(yǎng)；以專業(yè)授課解惑為主干，通過課堂教學、實驗教學和自動化智能化程度高的企業(yè)工廠的參觀與討論，完成學生對電力拖動自動控制系統(tǒng)的知識儲備；以電力拖動自動控制系統(tǒng)中的基本概念認知、電路設(shè)計參數(shù)計算、電力拖動控制系統(tǒng)調(diào)整與經(jīng)濟運行為切入點，將理論自信、文化自信、電力系統(tǒng)發(fā)展史、職業(yè)素養(yǎng)與工匠精神、職業(yè)道德與職業(yè)理論、科學方法與生態(tài)文明融入教學中，建立課程思政教育教學與專業(yè)授課相結(jié)合的雜糅式教學思路；采用思政育德與專業(yè)授課相結(jié)合，課堂講學、實驗教學和智能制造等企業(yè)工廠參觀與討論相結(jié)合的豐富靈活授課方法，制訂育德育才、行而有效、綜合素養(yǎng)頗高的運動控制系統(tǒng)教學方案。

在此過程中，不僅強化顯性思政，將傳統(tǒng)的思政課上出新面貌，而且細化隱性思政，深入挖掘?qū)I(yè)課的育人資源，以活潑的課堂組織形式、生動的案例和對國情的貼切把握，從內(nèi)容建設(shè)、教學方法、師資團隊乃至互聯(lián)網(wǎng)手段載體運用等方面進行改革，著力實現(xiàn)全方位育人。

3? 改革的具體實施方案

3.1? 教學內(nèi)容的選擇與安排

為了將思政內(nèi)容與具體的教學內(nèi)容相聯(lián)系，需要對課程內(nèi)容進行選擇和整理，并將思政內(nèi)容合理地融入教學當中。根據(jù)教學內(nèi)容的特點和思政結(jié)合的要求，本文選擇以下幾個結(jié)合點。

3.1.1? 緒論? 通過運動控制系統(tǒng)發(fā)展史，引出目前世界經(jīng)濟和科技的格局，引導(dǎo)學生提升理論自信和科研追求，樹立責任意識，以中國科技振興為己任，任重道遠，必須艱苦奮斗，同時關(guān)注全球經(jīng)濟和科技動態(tài)，追蹤學科前沿。

3.1.2? 單閉環(huán)直流調(diào)速? 通過單閉環(huán)直流調(diào)速的學習，引導(dǎo)學生關(guān)注問題與結(jié)果之間的關(guān)系，融入馬克思主義辯證法，倡導(dǎo)科學技術(shù)的力量，讓學生認識到辯證法在自然規(guī)律中一樣具有生命力，要重視量的積累，苦練內(nèi)功。

3.1.3? 雙閉環(huán)直流調(diào)速? 通過雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進一步提升系統(tǒng)性能，引導(dǎo)學生培養(yǎng)精益求精的科學態(tài)度和工匠精神。

3.1.4? 數(shù)字控制運動控制系統(tǒng)? 通過介紹數(shù)字控制系統(tǒng)的復(fù)雜性、先進性，歐美國家的技術(shù)壟斷、技術(shù)霸權(quán)，引出必須要有核心技術(shù)，要提高科技自立的能力，不斷提升民族自豪感和緊迫感，培養(yǎng)學生居安思危，承擔振興科技的使命感。

3.1.5? 交流電機動態(tài)數(shù)學模型? 通過教授，引導(dǎo)學生對于問題的認識需要透過表面，深入了解，特別是細微之處，使學生具備微觀和宏觀的不同觀察視角，辯證分析和解決問題。

3.1.6? 交流電機矢量控制? 通過交流電機的節(jié)能技術(shù)引出踐行低碳和生態(tài)文明，使學生具有社會責任感和使命感，同時具有責任擔當意識。

3.2? 具體教學過程安排

3.2.1? 課堂授課安排

1）緒論。

①切入點：電力拖動控制系統(tǒng)發(fā)展史，本課程與前序課程的關(guān)系，電力拖動控制在國民經(jīng)濟中的重要地位，提醒學生課程的交叉性和綜合性。

②課程思政融入點：通過運動控制系統(tǒng)發(fā)展史，引出目前世界經(jīng)濟和科技格局，引導(dǎo)學生提升理論自信和科研追求。

③授課方式：討論、課堂筆記與視頻分享。讓學生回顧前序課程，引出目前電力拖動控制系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中的重要地位；然后分組討論目前世界電力拖動控制系統(tǒng)的發(fā)展和前沿科技，引導(dǎo)學生關(guān)注世界經(jīng)濟和科技格局，思考科技對經(jīng)濟的巨大推動作用，并做好相關(guān)筆記；最后通過視頻和筆記分享提升思想。

④預(yù)期成效：使學生對運動控制系統(tǒng)課程有一個基本和比較全面的了解，不僅僅局限于課本，更應(yīng)該開闊視野，關(guān)注國民經(jīng)濟和政治格局，增強學生的民族自信心和歷史使命感。

2）單閉環(huán)直流調(diào)速。

①切入點：直流電機如何使其轉(zhuǎn)速按照需求轉(zhuǎn)動，并保持穩(wěn)定運行？根據(jù)電機學、自動控制原理以及電力電子技術(shù)課程，引導(dǎo)學生將三門課程的內(nèi)容綜合，以結(jié)果尋求方案。

②課程思政融入點：引導(dǎo)學生認識到辯證法在自然規(guī)律中一樣具有生命力，要重視量變到質(zhì)變的積累，苦練內(nèi)功。同時，運用辯證法將前期的學習內(nèi)容進行歸納、總結(jié)，形成深層次的方法論。

③授課方式：課堂教學+案例分享。采用科學方法論教育使學生明白電力拖動控制系統(tǒng)課程為什么要學習、怎么學習、學習后干什么；采用職業(yè)素養(yǎng)教育來要求和培養(yǎng)學生，使學生帶著正確價值觀去學習，達到學以致用的目的。

④預(yù)期成效：使學生樹立踏實求學理念，掌握扎實的電力拖動控制系統(tǒng)的知識，并能在相關(guān)案例中提升辯證思想，建立科學的世界觀。

3）雙閉環(huán)直流調(diào)速。

①切入點：雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)進一步提升了系統(tǒng)性能，引導(dǎo)學生培養(yǎng)精益求精的科學態(tài)度和工匠精神。

②課程思政融入點：由于單閉環(huán)控制效果不能滿足要求，因此需要尋求更加先進的方法實現(xiàn)控制目標，引導(dǎo)學生樹立精益求精的科學精神，不斷追求，培養(yǎng)大國工匠精神。

③授課方式：課堂授課與微系統(tǒng)設(shè)計+實驗室授課。課堂授課引導(dǎo)學生關(guān)注電機控制效果，提出雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu)。實驗室授課引導(dǎo)學生關(guān)注理論與實際的區(qū)別和聯(lián)系，提高動手能力。在學生掌握基本的分析和計算方法后，結(jié)合實際，以微小系統(tǒng)為例，開展相關(guān)設(shè)計和計算工作，使學生形成整體思維方式，關(guān)注系統(tǒng)的整體設(shè)計方式。

④預(yù)期成效：通過控制系統(tǒng)性能的不斷改進，使學生認識到科學研究的不間斷性，培養(yǎng)學生堅毅的性格，在今后的學習和工作中不斷學習、不斷進步。

4）數(shù)字控制運動控制系統(tǒng)。

①切入點：我國在數(shù)字控制的初期，技術(shù)是落后的，但是在科研人員的不斷努力下，我國的數(shù)字化技術(shù)目前已處于國際前列。通過這一點引出歐美國家對于先進技術(shù)的壟斷和技術(shù)霸權(quán)等，想發(fā)展就必須要有核心技術(shù)。

②課程思政融入點：加強社會主義核心價值觀教育，同時使學生認識到科學技術(shù)對一個國家經(jīng)濟、政治、文化等各方面的影響，思考新一代的大學生如何在追求個人價格的同時兼顧歷史使命。

③預(yù)期成效：通過思政教育，使學生樹立民族自豪感和使命感，在和平時期更加關(guān)注國際形勢，關(guān)注學科發(fā)展前沿，成長為具有民族擔當?shù)男乱淮影嗳恕?/p>

5）交流電機動態(tài)數(shù)學模型。

①切入點：交流電機節(jié)能效果好，但是控制性能差，主要原因在于數(shù)學模型復(fù)雜，不能實現(xiàn)較好的控制，引導(dǎo)學生關(guān)注問題的本質(zhì)，找到問題的根源，這樣才能更好地解決問題。

②課程思政融入點：加強學生對于馬克思主義辯證法的理解，對于問題需要透過現(xiàn)象看本質(zhì)，找到問題的本質(zhì)，才能找到更好的解決方案。

③預(yù)期成效：通過馬克思主義辯證法的學習，使學生能夠辯證地看待問題，以及在分析和解決問題時能夠深入本質(zhì)，找到問題的根源，提升學生看待問題特別是工程問題時的思考和解決問題的能力。

6）交流電機矢量控制。

①切入點：交流電機的普遍使用帶來很多控制難題，其中最重要的就是交流電機的控制性能不能滿足要求，引導(dǎo)學生從問題的本質(zhì)出發(fā)，轉(zhuǎn)換思路，采用直流電機的控制方案，變換交流電機的數(shù)學模型，達到類似直流電機的控制效果。同時，交流電機的節(jié)能效果更需要關(guān)注，引導(dǎo)學生注重環(huán)保和生態(tài)文明。

②課程思政融入點：運用馬克思主義辯證法，在已知問題本源的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換思路，借鑒已有的成熟方案，通過運用數(shù)學的方法，模擬直流電機的控制形式，形成交流電機矢量控制方案。整體思路體現(xiàn)了對問題的不同看法和解決思路，引導(dǎo)學生開拓思路、開闊眼界，大膽提出方案并能通過相關(guān)手段驗證，實現(xiàn)知行合一。

③預(yù)期成效：通過馬克思主義辯證法的學習，結(jié)合交流電機矢量控制，使學生能夠辯證地分析和解決問題，積極思考解決方案。同時，關(guān)注交流電機的節(jié)能效果，使學生建立低碳環(huán)保和生態(tài)文明意識，成長為具有民族擔當?shù)男乱淮影嗳恕?/p>

3.2.2? 課外教學資源運用? 實驗室是學校培養(yǎng)學生實踐能力的基地，也是學校開展實驗教學、教師開展科研工作以及提供技術(shù)服務(wù)的場所。電力拖動自動控制系統(tǒng)實驗室為培養(yǎng)學生的動手能力和實操能力提供了便利。運動控制系統(tǒng)課程的實驗環(huán)節(jié)主要就在實驗室進行，此環(huán)節(jié)通過將思政教學與理論知識相結(jié)合的方式，讓學生樹立工匠精神，培養(yǎng)學生實際操作能力和動手能力。

到企事業(yè)單位實習是大學生踏入社會、走上工作崗位的重要一步。特變電工和八鋼股份有限公司以及石大奧拓農(nóng)機公司為學生實習提供了條件。通過實習，學生可以運用自己的理論知識于實踐，將理論知識與實踐相結(jié)合，培養(yǎng)艱苦奮斗的精神，為最終實現(xiàn)自己的人生價值打下堅實的基礎(chǔ)。

4? 結(jié)束語

通過對運動控制系統(tǒng)課程進行思政教學改革，使新一代的大學生在學習專業(yè)知識的同時，樹立正確的人生觀和價值觀，堅定民族信心，成長為勇?lián)熑?、胸懷天下的知識青年。

參考文獻

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