新工科背景下《自動控制原理》教學(xué)改革及課程思政建設(shè)探索

吳玲

摘? 要：在新工科教育思想指導(dǎo)下，《自動控制原理》課程教學(xué)以培養(yǎng)具有創(chuàng)新思維和工程實踐能力的應(yīng)用型人才為目標。課程思政是落實立德樹人的關(guān)鍵，在課堂教學(xué)中適宜地融入思政元素，有利于培養(yǎng)學(xué)生良好的道德素養(yǎng)和專業(yè)技能。該文從更新教學(xué)大綱、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)手段及改變考核方式幾個方面對《自動控制原理》課程進行了教學(xué)改革，有利于提高新工科人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：新工科? 自動控制原理? 課程思政? 教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1672-3791（2021）02（c）-0135-03

Teaching Reform and Curriculum Ideological and Political Construction of Automatic Control Theory Under the Background of New Engineering

WU Ling

（School of Mechanical and Electrical Engineering and Automation， Jincheng College of NUAA， Nanjing， Jiangsu Province， 211156 China）

Abstract： Under the guidance of new engineering education thought， the goal of the course of Automatic Control Theory is to cultivate application-oriented talents with innovative thinking and engineering practice ability. Curriculum ideology and politics is the key of cultivating people with morality. Ideological and political elements are properly integrated into the classroom teaching. It is beneficial to cultivate students' good moral quality and professional skills. This article carries on the teaching reform to the course of Automatic Control Theory from the aspects of updating the teaching outline， optimizing the teaching content， improving the teaching means and changing the examination way. It is beneficial to improve the training quality of new engineering talents.

Key Words： The new engineering; Automatic control theory; Curriculum ideology and politics; Teaching reform

2016年在全國高校思想政治工作會議上，習(xí)近平總書記強調(diào)：“要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，各類課程與思想政治理論課同向同行，形成協(xié)同效應(yīng)[1-2]”。同時，為應(yīng)對新一輪科技革命，支撐科技創(chuàng)新，服務(wù)“中國制造2025”，2017年教育部提出新工科建設(shè)方案，將具有較強工程實踐能力、創(chuàng)新思維能力的應(yīng)用型人才作為新時代高校工科學(xué)生人才培養(yǎng)的基本要求。因此，把握好新時代工科人才培養(yǎng)的內(nèi)涵，將立德樹人貫穿于教育全過程，積極進行新工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)教育教學(xué)改革探索具有重要意義[3]。南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院（簡稱“該?！保┮耘囵B(yǎng)高級工程技術(shù)應(yīng)用型人才為目標，以國家工程教育認證的“通用標準”“教學(xué)質(zhì)量國家標準”為制定人才培養(yǎng)目標的參考依據(jù)，2019年啟動實施人才培養(yǎng)體系2.0版本，進一步促進了各類課程的教育教學(xué)改革。

《自控控制原理》是該校電氣工程及其自動化、自動化專業(yè)的一門主干核心課程，同時也是機械電子、車輛工程、民航機務(wù)等6個非電類本科專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程為本科生后續(xù)專業(yè)課程提供基礎(chǔ)知識，并將相關(guān)專業(yè)課程連接起來，起到承上啟下的紐帶作用。為了幫助學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方式并樹立正確的三觀。課程組教師認真思考總結(jié)傳統(tǒng)課堂教學(xué)存在的不足，積極探索改革，并以“堅持立德樹人”為根本任務(wù)，用好課堂主渠道，在“知識傳授”的同時注意“價值傳導(dǎo)”，從更新教學(xué)大綱、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)手段和改變考核方式等方面對自動控制原理課程進行了教學(xué)改革[4]。

1? 《自動控制原理》課程教學(xué)現(xiàn)狀

自動控制原理這門課程的主要任務(wù)是使學(xué)生通過學(xué)習(xí)控制理論基礎(chǔ)知識，來培養(yǎng)對控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計能力，并為后續(xù)的專業(yè)課程提供理論基礎(chǔ)和分析設(shè)計方法。傳統(tǒng)的自動控制原理課程教學(xué)模式多采用課堂講授為主，課后作業(yè)為輔的模式，課堂上教師采用填鴨式教學(xué)，課后學(xué)生作業(yè)也基本“依葫蘆畫瓢”。如此，使得學(xué)生對該課程知識的掌握不夠靈活和深入，較難運用所學(xué)的理論知識去解決實際問題。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中缺乏主動思考的精神，應(yīng)試性目的較強，課程教學(xué)往往重視“知識傳導(dǎo)”而忽視了“價值引領(lǐng)”。此外，目前的課程考核方法也比較單一，采用平時成績+期末成績來評定，較多地針對理論知識進行考核，而對學(xué)生運用知識、解決實際問題的能力無從考核。

2? 《自動控制原理》課程的教學(xué)改革

針對該校目前自動控制原理課程教學(xué)過程中存在的問題，并結(jié)合新時代對工科專業(yè)學(xué)生素養(yǎng)和能力的要求，從應(yīng)用型人才培養(yǎng)出發(fā)，以“立德樹人”為根本，圍繞更新教學(xué)大綱、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進教學(xué)手段、改變考核方式等方面進行了教學(xué)改革實踐[5]。

2.1 更新教學(xué)大綱，突顯課程目標

修訂《自動控制原理》教學(xué)大綱，明確課程目標，突出教學(xué)重點及難點，合理分配教學(xué)學(xué)時，清晰考核目標。基于課程目標，在各章教學(xué)內(nèi)容中挖掘課程思政元素，增加數(shù)字電子資源內(nèi)容，加強課程交叉融合。課程目標旨在培養(yǎng)學(xué)生對自動控制系統(tǒng)的建模、分析、綜合設(shè)計的能力。課程理論學(xué)時為64學(xué)時，講授內(nèi)容主要包括概述、自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、時域分析法、根軌跡分析法、頻率特性法和采樣控制系統(tǒng)分析，其中教學(xué)重點是采用各種分析方法分析控制系統(tǒng)性能特點，教學(xué)難點是控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立和綜合設(shè)計控制器改善性能。

2.2 優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，滲透思政元素

精選課程教材，該校選擇了高教社出版黃堅主編的《自動控制原理及其應(yīng)用》，該教材能夠較好地突出物理概念，減少了數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)，從自動控制原理的角度對工程實例進行分析設(shè)計，以解決理論應(yīng)用于工程實際的問題。但是，該課程是自動化方向考研的初試科目，對該校電氣和自動化專業(yè)準備考研的學(xué)生而言，教材內(nèi)容的深度和廣度略顯不夠。因此，為了做到因材施教，課程組教師根據(jù)修訂的教學(xué)大綱，在課堂上主要講解選定教材選編內(nèi)容，課堂教學(xué)保證所有學(xué)生都理解掌握，而將部分考研需要的知識點作為拓展內(nèi)容，提供給學(xué)生數(shù)字電子資料，以供學(xué)生選擇性的自學(xué)。以“立德樹人”為根本，課堂教學(xué)過程中，從以下幾個方面充分挖掘課程思政元素：（1）講解緒論部分時，介紹中國現(xiàn)代科技的發(fā)展水平，將中國具有劃時代意義的科研標志性成果，例如：神舟系列載人飛船及嫦娥系列探月衛(wèi)星的成功發(fā)射、天宮系列空間實驗室與神舟飛船的自動交會對接、“天問一號”火星探測器的發(fā)射升空等，通過圖片、短片等方式展示給學(xué)生，并簡要概括控制理論發(fā)揮的重要作用。激發(fā)學(xué)生的愛國情懷和民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生為建設(shè)社會主義強國而不懈努力的信念，增強學(xué)生學(xué)習(xí)這門課程的積極性和興趣。（2）講解控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型時，介紹系統(tǒng)建模是從表象找真相的過程，引導(dǎo)學(xué)生形成從表面現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)本質(zhì)問題的思維方式。闡述如何發(fā)現(xiàn)生活中的科學(xué)問題，進而如何認識自我，如何做一個內(nèi)外兼修的人。（3）講解控制系統(tǒng)的“穩(wěn)、快、準”三大性能時，可以從系統(tǒng)穩(wěn)定性入手來培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷以及自身抗挫折能力，教會學(xué)生認識到維護國家意識形態(tài)安全，做好民族團結(jié)工作的重要性。如果從自身角度出發(fā)，要具有抵抗外界“干擾”的能力，維持個體“系統(tǒng)”穩(wěn)定。從系統(tǒng)快速性和準確性方面，闡述執(zhí)行能力在個人職場中的重要作用，工作中要講究效率。理論和實踐中出現(xiàn)誤差也是不可避免的，要學(xué)會思考減小誤差的方法。（4）講解系統(tǒng)性能改善方法時，從系統(tǒng)綜合設(shè)計的角度進行正確的職業(yè)道德教育以及社會主義核心價值觀的思想滲透，用哲學(xué)的方法思考科學(xué)問題，建立嚴謹規(guī)范、求實高效的科研觀念。在控制理論的學(xué)習(xí)過程中，還可以借助各種工程仿真軟件，如matlab或phtyon等，對控制系統(tǒng)進行分析與設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科交叉融合意識，進一步提高學(xué)生的專業(yè)綜合能力[6]。

2.3 改進教學(xué)手段，增加網(wǎng)絡(luò)平臺

傳統(tǒng)的教學(xué)手段以灌輸式教學(xué)為主，學(xué)生較少地參與到課堂教學(xué)中。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)的日益發(fā)展，將網(wǎng)絡(luò)平臺引入教學(xué)，開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)平臺的數(shù)字電子課程資源，有利于彌補傳統(tǒng)教學(xué)課時數(shù)不足，并擴展課程相關(guān)知識的寬度與深度。該課程已建立基于北方國際聯(lián)盟大學(xué)名華在線網(wǎng)絡(luò)平臺的數(shù)字電子課程，包括課程教學(xué)大綱、各個章節(jié)教學(xué)視頻、PPT課件、習(xí)題冊及章節(jié)測試，學(xué)生可以通過學(xué)校分配的賬號登錄名華在線進行課程自學(xué)與復(fù)習(xí)鞏固，學(xué)生也可以通過討論區(qū)，進行提問與答疑。此外，為使任課教師與教學(xué)班級學(xué)生網(wǎng)絡(luò)操作及溝通更加方便及時，還可以充分利用QQ聊天工具。疫情期間，該課程已實踐了基于QQ網(wǎng)絡(luò)平臺的在線課程，反饋效果良好。借鑒和總結(jié)線上教學(xué)的優(yōu)秀經(jīng)驗，利用線上輔助線下教學(xué)，有利于增加課前預(yù)習(xí)效果，提高課堂教學(xué)效率，幫助課后鞏固復(fù)習(xí)。同時也增強了師生間的交流與互動，教師還可以通過線上平臺分享與課程相關(guān)的最新科研動態(tài)鏈接、文字、圖片等，多角度多層次進行專業(yè)知識傳遞和思想價值引領(lǐng)。

2.4 改變考核方式，重視過程評價

有效的考核方法可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和促進師生間的互動。為了提高教學(xué)效果，新的考核方式采取課程相關(guān)考試（60%）+平時成績（20%）+網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)（10%）+思政研討（10%）的方式進行。其中課程相關(guān)考試分為階段測試和期末考試，主要考查學(xué)生對基本概念及理論、系統(tǒng)分析設(shè)計的掌握情況以及理論知識運用能力。平時成績由課堂出勤、課上互動和課后作業(yè)構(gòu)成，評價學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和表達能力。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)由在線平臺上提供的文件及視頻學(xué)習(xí)時長、線上討論組成。思政研討由課堂思政內(nèi)容小組討論、前沿科技分析、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽感悟分享等組成，讓學(xué)生積極地參與思政內(nèi)容的學(xué)習(xí)，樹立明確的價值觀。

3? 結(jié)語

新工科理念下《自動控制原理》課程教學(xué)改革及課程思政建設(shè)探索，是高等院校教育教學(xué)改革的一種新嘗試。通過教學(xué)改革，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和改進教學(xué)手段，融合專業(yè)知識與思政元素，努力培養(yǎng)具有創(chuàng)新工程思維和自主學(xué)習(xí)能力以及具有良好的職業(yè)道德和專業(yè)價值的綜合應(yīng)用型人才。

參考文獻

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