職教院?！白詣?dòng)控制原理”課程思政探索研究

張秀云 王志強(qiáng)

摘 要：立德樹人是教育的根本任務(wù)，課程思政是立德樹人的重要舉措，作為以培養(yǎng)職業(yè)教育師資為主要任務(wù)的高等師范院校來說，如何將課程思政元素融入專業(yè)課的課堂中尤其重要。文章深入挖掘自動(dòng)控制原理各個(gè)知識(shí)章節(jié)的思政元素，并有機(jī)融入課堂教學(xué)中；同時(shí)以頻域穩(wěn)定判據(jù)為教學(xué)案例，介紹通過五星教學(xué)法設(shè)計(jì)課堂，具體實(shí)施課程思政的過程及做法，不僅能完成對(duì)學(xué)生的思想品德教育，還可以教會(huì)學(xué)生在以后的工作中如何在自己課堂上融入思政元素，并為職教院校專業(yè)課課程思政的實(shí)施提供借鑒與參考。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；課程思政；頻域穩(wěn)定判據(jù)；職教院校

Research of Ideological and Political Educationin Automatic Control Principle in Vocational Colleges

Zhang Xiuyun1 Wang Zhiqiang2

（1.School of Automation and Electrical Engineering；2.School of Automobile and Transportation，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222）

Abstract：Morality education is the fundamental task of education，and ideological and political education in curriculum is an important measure of enhancing morality.As a higher normal college whose main task is to train vocational education teachers，how to integrate? ideological and political elements into professional courses is especially important.The article deeply excavates the ideological and political elements in each chapter of Automatic Control Principle and integrates them into classroom teaching.At the same time，the frequency domain stability criterion is used as a teaching case to introduce the process and practice of designing and implementing? ideological and political education through five-star teaching method，which not only completes the moral education of students，but also teaches students how to integrate ideological and political elements into their classrooms in the future work，and provides reference for the implementation of ideological and political education in professional courses in the vocational and technical colleges.

Key words：Automatic Control Principle;ideological and political education in curriculum;frequency domain stability criterion;vocational colleges

習(xí)近平總書記在全國教育大會(huì)上的講話中強(qiáng)調(diào)：“要把立德樹人融入思想道德教育、文化知識(shí)教育、社會(huì)實(shí)踐教育各環(huán)節(jié)，貫穿基礎(chǔ)教育、職業(yè)教育、高等教育各領(lǐng)域…….，教師要圍繞這個(gè)目標(biāo)來教，學(xué)生要圍繞這個(gè)目標(biāo)來學(xué)?！眻?jiān)持立德樹人，就要將思政工作融入平時(shí)課堂教育中，尤其對(duì)于職教院校來說，更加需要給學(xué)生灌輸課程思政的元素，通過不斷的啟發(fā)教育，才能將課程思政的理念不斷傳遞下去。

自動(dòng)化這一工科專業(yè)的特點(diǎn)是：實(shí)踐性很強(qiáng)、應(yīng)用性很廣，其中的專業(yè)課程同樣具有理論性和實(shí)踐性較強(qiáng)、知識(shí)容量大、課程間彼此關(guān)聯(lián)大等特點(diǎn)。課程思政是高校課改的新嘗試，在提出及實(shí)施以來還存在著一些問題：一是部分專業(yè)課教師的課程思政意識(shí)不強(qiáng)；二是部分課程思政育人資源挖掘不充分，課程教學(xué)設(shè)計(jì)不合理；三是課程思政教學(xué)方式不夠靈活。因此，如何將課程思政與專業(yè)課程教學(xué)有機(jī)融合，仍然是目前研究的重點(diǎn)內(nèi)容。教師通過自動(dòng)控制原理的教學(xué)，把思政元素整合在自動(dòng)控制原理的各個(gè)章節(jié)中，通過持續(xù)發(fā)現(xiàn)、不斷反思自控中的課程思政元素，主動(dòng)地和學(xué)生溝通想法，進(jìn)行信息反饋、不斷校正、滾動(dòng)優(yōu)化的教學(xué)方法，不但可以使學(xué)生真正學(xué)會(huì)自控中的基本知識(shí)點(diǎn)，還能培養(yǎng)他們對(duì)工科專業(yè)領(lǐng)域的濃厚興趣，從而形成正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，并積極實(shí)現(xiàn)自身的人生價(jià)值。

一、“自動(dòng)控制原理”課程思政的必要性

自動(dòng)控制原理是自動(dòng)化學(xué)科中十分重要的一門學(xué)科基礎(chǔ)課，其內(nèi)容主要涉及自動(dòng)控制理論數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建，控制器的基礎(chǔ)理論和分析方法，以及控制器設(shè)計(jì)與校正的基本方法等，對(duì)電路原理、電機(jī)與拖動(dòng)、現(xiàn)代控制理論等內(nèi)容的教學(xué)具有承上啟下的重要意義，同時(shí)會(huì)為解決控制領(lǐng)域?qū)嶋H問題、提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力打下必要的理論基礎(chǔ)。自動(dòng)控制原理這門課的理論性比較強(qiáng)，教師在為學(xué)生深入淺出講解的同時(shí)，在自控課程中積極探索融入這門課程的思政元素也已經(jīng)顯得尤為重要，這能夠潛移默化中提高學(xué)生的政治思想覺悟、政治思想素養(yǎng)，并激勵(lì)學(xué)生努力學(xué)習(xí)，積極向上，綜合提高自我能力，實(shí)現(xiàn)自我價(jià)值，將來為學(xué)校、國家的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的一份力。由此看來，深入挖掘課程中的思政教育元素是思政教育課程設(shè)計(jì)的第一步。

二、“自動(dòng)控制原理”課程思政元素挖掘

針對(duì)課程思政元素的深入挖掘，首先要深入介紹課程發(fā)展歷史，挖掘培養(yǎng)學(xué)生的家國情懷和民族精神；之后要善于利用科學(xué)家的故事，挖掘培養(yǎng)學(xué)生的進(jìn)取精神和工匠精神；最后要靈活分析課程與知識(shí)內(nèi)容，挖掘培養(yǎng)學(xué)生的服務(wù)意識(shí)和創(chuàng)新精神。本文通過對(duì)《自動(dòng)控制原理》課程的深入探索，分章總結(jié)課程思政元素如下。

第一章：愛國強(qiáng)國。第一章是自動(dòng)控制的基本概念，主要涉及自動(dòng)控制的基本知識(shí)、基本控制方式、分類及基本組成、發(fā)展概況等內(nèi)容。自動(dòng)控制的發(fā)展離不開我國控制論創(chuàng)始人錢學(xué)森的貢獻(xiàn)，錢學(xué)森同志為中華民族偉大復(fù)興而讀書的愛國和治學(xué)精神值得我們不斷學(xué)習(xí)，教育強(qiáng)則國家強(qiáng)，老師要以育人為己任，學(xué)生要以學(xué)習(xí)為己任，熱愛自己的祖國，為祖國的發(fā)展、祖國的富強(qiáng)積極貢獻(xiàn)自己的力量。

第二章：互尊互重。第二章是控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，主要涉及系統(tǒng)微分方程、傳遞函數(shù)、結(jié)構(gòu)圖和信號(hào)流圖以及相互之間的等效變換等內(nèi)容。等效變換的概念能夠映射人與人之間的交往方式應(yīng)該相互理解和相互尊重，并遵循自由、平等、誠信、友愛、公正的原則。宿舍間舍友的關(guān)系、班級(jí)間同學(xué)的關(guān)系、學(xué)生與老師的關(guān)系，大而至社會(huì)間人與人的關(guān)系、國家與國家間的關(guān)系等都需要建立在互尊互重的基礎(chǔ)上，平等和諧共處，這樣才能實(shí)現(xiàn)共同發(fā)展、共同富強(qiáng)的目的。

第三章：社會(huì)穩(wěn)定—“舍得”關(guān)系—抗挫折能力。第三章是時(shí)域分析法，主要涉及控制系統(tǒng)的時(shí)域分析、性能指標(biāo)、穩(wěn)定性分析、穩(wěn)態(tài)誤差分析等內(nèi)容。其中穩(wěn)定性能夠映射社會(huì)穩(wěn)定的深層次含義，對(duì)于控制系統(tǒng)，穩(wěn)定性是系統(tǒng)能夠達(dá)到所需性能的基礎(chǔ)，對(duì)于社會(huì)也是一樣，穩(wěn)定性是社會(huì)發(fā)展的前提，只有在穩(wěn)定的社會(huì)環(huán)境下，學(xué)生才能安心學(xué)習(xí)，人民才能安居樂業(yè)，國家才能富強(qiáng)昌盛；性能指標(biāo)能夠映射“舍”與“得”的關(guān)系，二階控制系統(tǒng)中阻尼比越大，超調(diào)量就越小，系統(tǒng)響應(yīng)的振蕩傾向也就越弱，此時(shí)平穩(wěn)性會(huì)變得越好；但是如果阻尼比過大的話，控制系統(tǒng)響應(yīng)就會(huì)變得遲鈍，調(diào)節(jié)時(shí)間也會(huì)變長，快速性就會(huì)變差，因此凡事過猶不及，要懂得綜合考慮，有舍有得，才能做到全局最優(yōu)；抗擾動(dòng)性能夠映射人的抗挫折能力，抗擾動(dòng)性是指系統(tǒng)在受到內(nèi)外擾動(dòng)時(shí)，還能夠保持系統(tǒng)穩(wěn)定的能力，抗挫折能力是指人在受到打擊和壓力時(shí)，還能夠讓自己避免心理和行為失常的耐受能力，它反映出的是一個(gè)人的心理素質(zhì)和健康水平，目前隨著升學(xué)、就業(yè)等各種壓力，大學(xué)生的抗挫折能力教育顯得越發(fā)重要，學(xué)生是祖國的未來，要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)直面挫折和壓力，正確認(rèn)識(shí)挫折和壓力，理性對(duì)待挫折和壓力，以培養(yǎng)學(xué)生良好的意志品性。

第四章：工匠精神。第四章是根軌跡法，是由工程師伊文思提出的，是一種從實(shí)踐中總結(jié)而來的一種圖解方法。這體現(xiàn)出工匠的歷史作用，工匠精神，培養(yǎng)“工匠之師”，要?jiǎng)邮謩?dòng)腦、全面發(fā)展。中國制造正在由低端制造業(yè)邁向高端制造業(yè)，弘揚(yáng)“工匠精神”是推動(dòng)中國高端制造業(yè)全面發(fā)展的重大舉措，職教院校為國家培養(yǎng)德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的中國特色社會(huì)主義合格建設(shè)者和職業(yè)教育師資更顯得尤為重要。

第五章：留有余地。第五章是線性系統(tǒng)的頻域分析法，主要涉及頻率特性、奈氏判據(jù)、開環(huán)頻域指標(biāo)等內(nèi)容。其中開環(huán)頻域指標(biāo)中穩(wěn)定裕度綜合衡量自動(dòng)控制系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定程度、幅值裕度和相角裕度中留有穩(wěn)定的余量，這能夠映射人在做任何事時(shí)都要留有余地，以善良、仁愛的心對(duì)待周圍一切?？鬃釉唬骸熬邮嫣┒或滖?，小人驕矜而不舒泰?！庇捎诰雍托∪烁髯圆煌男逕挘麄?cè)谘孕信e止方面的表現(xiàn)也不盡相同。要引導(dǎo)學(xué)生時(shí)時(shí)處處檢點(diǎn)自己，嚴(yán)以律己，并加強(qiáng)個(gè)人修養(yǎng)，內(nèi)外兼修，才能迎接不斷變化的社會(huì)挑戰(zhàn)。

第六章：三省吾身、批評(píng)與自我批評(píng)。第六章是控制系統(tǒng)的校正，主要涉及校正的基本概念、典型校正裝置、串聯(lián)校正、反饋校正和復(fù)合校正等內(nèi)容。其中校正的含義為進(jìn)一步改善控制系統(tǒng)的性能，人亦如此，金無足赤人無完人，每個(gè)人都有缺點(diǎn)，都會(huì)犯錯(cuò)。修正我們的錯(cuò)誤有兩種途徑：一是自省；二是別人的批評(píng)?！墩撜Z·學(xué)而》中曾子曰“吾日三省吾身，為人謀而不忠乎？”通過自身的修養(yǎng)，來維持內(nèi)心的平衡。因此，人必須三省吾身、不斷地了解自我、改變自身、完善自我、提升自身；同時(shí)還需要批評(píng)和自我批評(píng)，才能充分認(rèn)識(shí)到自己的不足、錯(cuò)誤，才能真正修正自己的錯(cuò)誤，繼續(xù)向前，進(jìn)而不斷提高自己的政治素養(yǎng)與綜合能力。課程思政元素融入圖如圖1所示。

三、“自動(dòng)控制原理”課堂教學(xué)設(shè)計(jì)案例

在深入挖掘課程思政元素之后，就要進(jìn)行課程思政的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)，并尋求融合思政元素的教學(xué)方法。而作為以培養(yǎng)職業(yè)教育師資為主要任務(wù)的高等師范院校來說，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的認(rèn)知能力、獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐動(dòng)手能力，還要培養(yǎng)學(xué)生的師范能力，這就需要在課堂中充分發(fā)揮學(xué)生的自主性、積極性和創(chuàng)造性，目前主要有線上教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)等教學(xué)方式，這些教學(xué)方式相比傳統(tǒng)教學(xué)具有一定的優(yōu)點(diǎn)，但還存在學(xué)生面對(duì)信息量廣泛的學(xué)習(xí)內(nèi)容無所適從，以致抓不住學(xué)習(xí)重點(diǎn)、學(xué)習(xí)效率降低等問題。五星教學(xué)法能夠?qū)⒔虒W(xué)內(nèi)容與實(shí)際問題加以聯(lián)系共同呈現(xiàn)，從而讓學(xué)生從解決實(shí)際生活問題角度出發(fā)提升自主學(xué)習(xí)積極性。

教學(xué)課堂設(shè)計(jì)共包含五個(gè)過程：聚焦問題——將教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際問題加以聯(lián)系共同呈現(xiàn)；激活舊知——通過聚焦的問題啟發(fā)學(xué)生激活先前學(xué)過的知識(shí)內(nèi)容；論證新知——通過示例分析法給學(xué)生講授新知識(shí)；嘗試應(yīng)用——課堂上讓學(xué)生進(jìn)行分組練習(xí)；融會(huì)貫通——老師布置任務(wù)，學(xué)生轉(zhuǎn)換角色并搜集素材進(jìn)行實(shí)際課堂模擬，同時(shí)尋求課程思政點(diǎn)以便有機(jī)融入課程思政到自己的課堂中。

（一）聚焦問題

以穩(wěn)定性分析為例，聚焦航天事業(yè)的迅猛發(fā)展，課上為學(xué)生播放《錢學(xué)森》中的一段視頻——錢學(xué)森在說服自己好友參與核彈實(shí)驗(yàn)時(shí)說道：“我曾經(jīng)發(fā)誓，要用我的學(xué)識(shí)改變中國人的命運(yùn)，你也說過……手上沒有劍，和有劍不用不是一回事。”在漫天黃沙的甘肅科研基地，錢學(xué)森帶領(lǐng)著中國科研人員和部隊(duì)?wèi)?zhàn)士徹夜奮戰(zhàn)，視頻最后當(dāng)蘑菇云騰空而起時(shí)，所有人都激動(dòng)地跳了起來，因?yàn)檫@一刻中國站起來了！這一幕感動(dòng)了無數(shù)人，通過這個(gè)視頻來培養(yǎng)學(xué)生的愛國主義精神，并激發(fā)學(xué)生不斷學(xué)習(xí)的斗志。同時(shí)導(dǎo)彈核彈的成功發(fā)射必離不開自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)的應(yīng)用，自動(dòng)飛行控制系統(tǒng)即為基于自動(dòng)控制原理的飛行控制，而如何保證飛行控制中的姿態(tài)保持按照既定的軌跡運(yùn)行，而不會(huì)發(fā)生墜機(jī)等，這就需要設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)定的控制系統(tǒng)，從而引出本節(jié)課穩(wěn)定性的內(nèi)容。

（二）激活舊知

想要分析穩(wěn)定性，就要建立控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，回顧之前介紹的勞斯判據(jù)判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這種方法下需要明確知道系統(tǒng)模型的各個(gè)參數(shù)，而實(shí)際的控制系統(tǒng)十分復(fù)雜，參數(shù)無法確定或是參數(shù)會(huì)隨著時(shí)間變化而發(fā)生變化，那么這時(shí)需要如何解決呢？引出本節(jié)課的內(nèi)容——頻域穩(wěn)定性判據(jù)。這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以通過圖解法將所有參數(shù)放在同一體系中來進(jìn)行求解，同時(shí)能夠通過開環(huán)系統(tǒng)來判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這就會(huì)具有簡(jiǎn)化計(jì)算量的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合前面學(xué)過的知識(shí)：開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、頻率特性等內(nèi)容，進(jìn)行新知識(shí)的引入。這就需要學(xué)生懂得前后知識(shí)的梳理，并將其聯(lián)系在一起，綜合去分析。

（三）論證新知

在講頻域穩(wěn)定性判據(jù)前，教師首先要通過構(gòu)建輔助函數(shù)來闡述開環(huán)傳遞函數(shù)與閉環(huán)傳遞函數(shù)的關(guān)系，說明如何能夠?qū)崿F(xiàn)通過開環(huán)系統(tǒng)來判別閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在這里輔助函數(shù)是數(shù)學(xué)理論的相關(guān)知識(shí)，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移，善于挖掘各類事物之間的相互聯(lián)系，運(yùn)用理性的數(shù)學(xué)思維去解決問題，通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)及抽象思考事物之間的相互因果聯(lián)系，找到問題的關(guān)鍵點(diǎn)，抓住事物的本質(zhì)。同時(shí)，要讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到學(xué)習(xí)過程中積累的重要性，生活中也是如此，機(jī)會(huì)總是留給有準(zhǔn)備的人，天道酬勤，想要最后取得成功，就必須要花功夫花時(shí)間去努力學(xué)習(xí)。

（四）嘗試應(yīng)用

課程教學(xué)后，要在課堂上布置習(xí)題，同時(shí)將學(xué)生進(jìn)行分組，先讓學(xué)生自主練習(xí)，然后再分組討論，老師進(jìn)行臺(tái)下的指導(dǎo)并答疑，這樣能夠充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，并充分參與到課堂中，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，培養(yǎng)團(tuán)組協(xié)作的精神。

（五）融會(huì)貫通

在案例講解完成后，老師要布置任務(wù)，讓學(xué)生轉(zhuǎn)換角色并搜集素材進(jìn)行實(shí)際課堂模擬，其間要尋求課程思政點(diǎn)融入課堂中。這個(gè)任務(wù)可以留在課下去讓學(xué)生完成，不僅能夠起到督促學(xué)生復(fù)習(xí)課堂知識(shí)的作用，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的師范能力，為將來就業(yè)入職工作打下一定的基礎(chǔ)。這樣能夠讓學(xué)生充分參與課堂，學(xué)生既當(dāng)選手，又當(dāng)評(píng)委，能夠充分認(rèn)識(shí)到聽講與教學(xué)的區(qū)別，更能夠充分認(rèn)識(shí)到課程思政的重要性，并樹立正確的世界觀、人生觀和價(jià)值觀。

四、結(jié)論

育人先育德。教師通過在專業(yè)課講解過程中加入課程思政元素，不僅可以激活課堂，使理論性強(qiáng)的專業(yè)課更加生動(dòng)化，還可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)理論專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，明白做人做事的道理，二者相輔相成，最終讓學(xué)生既學(xué)到知識(shí)，又洗禮心靈，個(gè)人修養(yǎng)和心理素質(zhì)都得到提高。

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（責(zé)任編輯 吳建榮）