《自動(dòng)控制原理》課程思政在混合式教學(xué)模式中的構(gòu)建與實(shí)踐

駱吉安

（杭州電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，浙江 杭州 310018）

習(xí)近平總書記在全國(guó)高校思想政治工作會(huì)議上強(qiáng)調(diào)：“要用好課堂教學(xué)這個(gè)主渠道，思想政治理論課要堅(jiān)持在改進(jìn)中加強(qiáng)，提升思想政治教育親和力和針對(duì)性，滿足學(xué)生成長(zhǎng)發(fā)展需求和期待，其他各門課都要守好一段渠、種好責(zé)任田，使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]，堅(jiān)持以“立德樹(shù)人”為根本任務(wù)，把思想政治工作貫穿教育教學(xué)全過(guò)程。

在教育理念不斷發(fā)展，教育改革不斷深化的現(xiàn)代，社會(huì)對(duì)于高校的教育質(zhì)量有著更高的要求，對(duì)高校學(xué)生的專業(yè)能力也進(jìn)一步提高。為了應(yīng)對(duì)社會(huì)對(duì)德智體美勞全面發(fā)展人才的要求和對(duì)行業(yè)快速發(fā)展的要求，高校肩負(fù)著調(diào)整人才培育的重任。為了達(dá)到這些要求，需要高校在構(gòu)建學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)課程思政的教學(xué)手段，通過(guò)專業(yè)知識(shí)和課程思政內(nèi)容的融合，引導(dǎo)學(xué)生形成崇高的職業(yè)觀，提升學(xué)生的大局觀。

1 《自動(dòng)控制原理》開(kāi)展課程思政必要性

1.1 課程開(kāi)展的廣泛性

自動(dòng)控制技術(shù)幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域及社會(huì)生活的各個(gè)方面，是當(dāng)代發(fā)展最迅速，應(yīng)用最廣泛的技術(shù)[2]。《自動(dòng)控制原理》就是指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制技術(shù)的基本理論，它是自動(dòng)化、電氣工程自動(dòng)化等本科專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，在整個(gè)專業(yè)體系和培養(yǎng)計(jì)劃中具有承上啟下的關(guān)鍵作用[3]。此課程的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，了解和掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，初步具備一般控制方案設(shè)計(jì)和分析的能力。在自動(dòng)化專業(yè)課程體系中，其憑借多學(xué)科應(yīng)用的特點(diǎn)，在人才培養(yǎng)中發(fā)揮著重要的促進(jìn)作用[4]。

1.2 課程思政融入點(diǎn)突出

自動(dòng)控制原理課程介紹了自動(dòng)控制的基本理論及其工程分析和設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生清晰地建立起線性反饋控制系統(tǒng)的基本原理和基本概念。在利用“自動(dòng)控制原理”進(jìn)行系統(tǒng)分析時(shí)，需要利用大量的理論知識(shí)和科學(xué)思想，比如穩(wěn)定性理念、反饋制度等，這些理論化的內(nèi)容不斷熏陶學(xué)生，使學(xué)生在實(shí)踐中形成創(chuàng)新意識(shí)，完善自身的專業(yè)化能力和素養(yǎng)。另外，在系統(tǒng)化學(xué)習(xí)“自動(dòng)控制原理”課程內(nèi)容時(shí)，需要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行全局分析，幫助學(xué)生理解系統(tǒng)和系統(tǒng)性能的關(guān)系，以及二者相互配合和協(xié)調(diào)的重要性，學(xué)生在操控中的宏觀控制力能到訓(xùn)練，專業(yè)上的素養(yǎng)得到提升。

1.3 課程教學(xué)目標(biāo)與思政教育方向一致

自動(dòng)控制原理課程的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，開(kāi)發(fā)創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，為后續(xù)在本領(lǐng)域的深入學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。自動(dòng)控制原理課程支撐的畢業(yè)要求是使學(xué)生能夠針對(duì)復(fù)雜控制工程問(wèn)題提出解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元或工藝流程，并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。課程的教學(xué)目標(biāo)和支撐的畢業(yè)要求與思政教育同向同行，相得益彰。

2 自動(dòng)控制原理混合教學(xué)中的課程思政教學(xué)模式構(gòu)建

2.1 自動(dòng)控制原理混合教學(xué)的特點(diǎn)

自動(dòng)控制原理涉及的知識(shí)面范圍較廣，涵蓋了“高等數(shù)學(xué)”“復(fù)變函數(shù)”和“信號(hào)與處理技術(shù)”等較為深?yuàn)W的課程內(nèi)容[5]，知識(shí)概念抽象，不易理解。在現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展背景下，充分利用互聯(lián)網(wǎng)工具[6]，將線上線下的教學(xué)相結(jié)合，各取其長(zhǎng)，將抽象的概念具體化，更能加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。自動(dòng)控制原理混合教學(xué)模式是基于OBE理念，以學(xué)生為中心的自動(dòng)控制原理教學(xué)方案，注重將線上教學(xué)工具與線下教學(xué)模式相結(jié)合，理論與實(shí)踐相呼應(yīng)[7]；采用“5D四維”教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)探索研究式學(xué)習(xí)過(guò)程；通過(guò)師評(píng)、自評(píng)、互評(píng)相結(jié)合進(jìn)行多元化的過(guò)程考核和教學(xué)評(píng)價(jià)；通過(guò)多周期教學(xué)效果反饋動(dòng)態(tài)調(diào)整和持續(xù)進(jìn)行教學(xué)改進(jìn)與創(chuàng)新。同時(shí)，在課堂教學(xué)中增加控制論背后的哲學(xué)思想講授[8]，幫助學(xué)生形成正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀；通過(guò)在自動(dòng)控制原理的教學(xué)過(guò)程中增加課程思政元素，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)的職業(yè)道德觀，樹(shù)立建設(shè)祖國(guó)的使命感與責(zé)任心。

2.2 課程思政的主要目標(biāo)

為了應(yīng)對(duì)社會(huì)對(duì)德智體美勞全面發(fā)展人才的要求和對(duì)行業(yè)快速發(fā)展的要求，各個(gè)高校肩負(fù)著調(diào)整人才培育的重任。將人才培育的重心調(diào)整為注重人才的品德發(fā)展；將課程實(shí)施的重心調(diào)整為使學(xué)生了解自動(dòng)控制理論的基礎(chǔ)原理，掌握控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的能力。為了達(dá)到這些要求，需要高校在構(gòu)建學(xué)生專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)課程思政的教學(xué)手段，通過(guò)專業(yè)知識(shí)和課程思政內(nèi)容的融合，引導(dǎo)學(xué)生形成崇高的職業(yè)觀，提升學(xué)生的大局觀。同時(shí)要求授課老師在已有的教學(xué)基礎(chǔ)上，將課程思政融入專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中。使學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)的同時(shí)，循序漸進(jìn)地受到品德教育的浸潤(rùn)；達(dá)成在潛移默化中強(qiáng)化學(xué)生思想政治覺(jué)悟和道德素養(yǎng)的目標(biāo)[9]。

2.3 課程思政的實(shí)施方法

為達(dá)成上述目標(biāo)，課程思政教學(xué)的實(shí)施過(guò)程可以與混合式教學(xué)理念相結(jié)合，具體包括：系統(tǒng)性理念，在系統(tǒng)工程的理念指導(dǎo)下進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)和一體化學(xué)習(xí)，特別強(qiáng)調(diào)控制系統(tǒng)的整體性和系統(tǒng)性概念；創(chuàng)造性理念，強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程是一個(gè)創(chuàng)造性的過(guò)程，以點(diǎn)撥、啟發(fā)、引導(dǎo)、開(kāi)發(fā)和訓(xùn)練學(xué)生的創(chuàng)造力才能為基本目標(biāo)；主體性理念，充分調(diào)動(dòng)并發(fā)揮學(xué)生的教育主體能動(dòng)性，開(kāi)啟學(xué)生的內(nèi)在潛力與學(xué)習(xí)動(dòng)力，教學(xué)過(guò)程從以教師為中心、以講授為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心、以實(shí)踐為中心，使教育過(guò)程真正成為學(xué)生自主自覺(jué)的活動(dòng)和自我建構(gòu)過(guò)程。課程思政的實(shí)施過(guò)程具體表示在：

增加線上線下課程教學(xué)內(nèi)容的課程思政元素，如在學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)所用到的拉氏變換時(shí)，讓學(xué)生深入理解拉氏變換能夠?qū)?fù)雜的微分方程變換為簡(jiǎn)單的代數(shù)方程以及不同變換域的等價(jià)性，順勢(shì)教導(dǎo)學(xué)生數(shù)學(xué)變換（映射）所蘊(yùn)含的誠(chéng)信、友愛(ài)、平等的思想；在講授線性系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的卷積定理時(shí)，讓學(xué)生理解對(duì)于線性時(shí)不變系統(tǒng)，如果知道該系統(tǒng)的單位脈沖響應(yīng)，那么將單位脈沖響應(yīng)和輸入信號(hào)求卷積，就相當(dāng)于把輸入信號(hào)的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的單位脈沖響應(yīng)加權(quán)疊加，就直接得到了輸出信號(hào)。順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生要獲得“良好”的“產(chǎn)出”，需要靠平時(shí)不斷的積累，不積跬步無(wú)以至千里，不積小流無(wú)以成江海。

結(jié)合新的教學(xué)手段開(kāi)展課程思政教育：（1）任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：以小組為單位布置貫穿全課程的綜合性設(shè)計(jì)項(xiàng)目，對(duì)指定的不同被控對(duì)象按照教學(xué)進(jìn)度安排分別從建模、時(shí)域分析、根軌跡、頻域分析、控制器設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行逐漸深入的探究式學(xué)習(xí)，讓小組每位同學(xué)在階段性討論和最后的PPT整體匯報(bào)中進(jìn)行講解答辯，培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀念、獨(dú)立探索、語(yǔ)言能力及合作精神；（2）問(wèn)題導(dǎo)向法：在教學(xué)過(guò)程中注重采用問(wèn)題導(dǎo)入，以設(shè)問(wèn)、點(diǎn)撥、啟發(fā)、引導(dǎo)等方式開(kāi)發(fā)和訓(xùn)練學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力；（3）自主學(xué)習(xí)法：給學(xué)生留課前預(yù)習(xí)題和課后思考題，并在討論區(qū)發(fā)起問(wèn)題討論，讓學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源自主學(xué)習(xí)的方式尋找答案，然后進(jìn)行討論評(píng)價(jià)，避免養(yǎng)成學(xué)生在學(xué)習(xí)上急功近利的習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)思考和解決問(wèn)題的耐心。

在學(xué)習(xí)資源建設(shè)與使用上，充分利用多方優(yōu)質(zhì)資源并進(jìn)行思政要素融會(huì)貫通。線上視頻資源主體采用他建方式，從經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐檢驗(yàn)和具有良好口碑的國(guó)家精品課程中挑選出適合于我校學(xué)生學(xué)情以及本課程改革的優(yōu)秀視頻，以中國(guó)大學(xué)MOOC華中科技大學(xué)王永驥教授負(fù)責(zé)的《自動(dòng)控制原理》為基礎(chǔ)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容整合本課程組錄制的部分教學(xué)視頻和其他線上視頻資源。讓學(xué)生在觀看不同名師的優(yōu)秀教學(xué)視頻的過(guò)程中，學(xué)習(xí)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，養(yǎng)成努力鉆研的研究干勁。以課題組雨課堂教學(xué)中開(kāi)發(fā)的試題庫(kù)為基礎(chǔ)，參考王永驥教授自控原理測(cè)試題并結(jié)合新的教學(xué)模式，構(gòu)建新的題庫(kù)。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課下自主的研究，使學(xué)生形成正確的學(xué)習(xí)觀念。

通過(guò)以上教學(xué)模式的改革，使學(xué)生能更加深刻的掌握自動(dòng)控制原理的知識(shí)與概念，對(duì)課程思政的理解能更進(jìn)一層深度，以實(shí)現(xiàn)自身道德觀念和政治覺(jué)悟的提升。

3 自動(dòng)控制原理混合教學(xué)下課程思政實(shí)施與成效

3.1 線上學(xué)習(xí)

自動(dòng)控制原理課程，從大量的國(guó)家精品課程中挑選出優(yōu)秀視頻，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)師資共享、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高了教學(xué)質(zhì)量。通過(guò)線上視頻的學(xué)習(xí)，學(xué)生跳出了教室課堂的小圈子，把學(xué)習(xí)資源進(jìn)一步擴(kuò)大。通過(guò)采用線上修讀和線下面授互動(dòng)的教學(xué)方式，激發(fā)了學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的興趣，提高了學(xué)習(xí)效率，同時(shí)也有了獲取先進(jìn)學(xué)校優(yōu)質(zhì)課程資源的機(jī)會(huì)。根據(jù)教學(xué)計(jì)劃學(xué)生需要線上學(xué)習(xí)的章節(jié)，觀看完成率均為100%。這種線上學(xué)習(xí)，線下提問(wèn)、討論和強(qiáng)化的教學(xué)模式，明顯改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高了學(xué)習(xí)效率。

3.2 課堂學(xué)習(xí)

線下課堂與雨課堂智慧教學(xué)手段結(jié)合，通過(guò)課堂題目測(cè)驗(yàn)、彈幕、投稿等方式調(diào)動(dòng)學(xué)生課堂學(xué)習(xí)氛圍。和思政案例與具體教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用自動(dòng)控制理論解決簡(jiǎn)單工程問(wèn)題的能力；將線下課堂融入課程思政元素，通過(guò)課堂講解案例，將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，讓學(xué)生更深刻理解工程哲學(xué)思想，從思想觀念和價(jià)值取向方面對(duì)學(xué)生產(chǎn)生影響。在學(xué)生對(duì)雨課堂教學(xué)方式的反饋中，有超過(guò)94%的學(xué)生認(rèn)為這種教學(xué)模式對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)有幫助。這種課堂即使測(cè)試得到學(xué)習(xí)反饋的方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性有明顯的提升。

3.3 小組項(xiàng)目

在線上學(xué)習(xí)和線下教學(xué)的基礎(chǔ)上，學(xué)生自主組隊(duì)完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)，并制作PPT進(jìn)行匯報(bào)。以引導(dǎo)式、啟發(fā)式、問(wèn)題式、互動(dòng)性、總結(jié)式教學(xué)方法為主，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神、自學(xué)探究能力、科學(xué)思維和創(chuàng)新意識(shí)；使學(xué)生掌握復(fù)雜控制和電氣系統(tǒng)工程的基本設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方法和技術(shù)，了解影響設(shè)計(jì)目標(biāo)和方案的因素，初步具備一般控制方案設(shè)計(jì)和分析的能力；掌握不同設(shè)計(jì)方案、分析方法背后的內(nèi)涵本質(zhì)和哲學(xué)思想。經(jīng)過(guò)初期的探索與實(shí)踐，我們已經(jīng)取得了一定的成效。學(xué)生能夠積極參與思政話題的討論，并發(fā)表有見(jiàn)地的正能量的意見(jiàn)，學(xué)習(xí)目的更加明確，學(xué)習(xí)態(tài)度更加端正，學(xué)生上課的出勤率、課堂的抬頭率和課后作業(yè)的完成率都得到了極大的改善和提高。

3.4 多元化考核方式

構(gòu)建OBE模式下的多元化考核評(píng)價(jià)體系，注重過(guò)程考核、實(shí)踐能力考核、創(chuàng)新能力考核。發(fā)揮學(xué)生評(píng)價(jià)的主體作用，采用“師評(píng)+自評(píng)+互評(píng)”模式，在學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)成果兩個(gè)維度上設(shè)置若干個(gè)考核評(píng)價(jià)指標(biāo)。

在整個(gè)教學(xué)項(xiàng)目中實(shí)施多周期閉環(huán)反饋，將課程目標(biāo)進(jìn)行拆分，通過(guò)多維目標(biāo)教學(xué)和自主探究翻轉(zhuǎn)教學(xué)的方法完成課程目標(biāo)，讓學(xué)生通過(guò)雨課堂、SPOC平臺(tái)、問(wèn)卷星等多個(gè)平臺(tái)進(jìn)行不同長(zhǎng)短周期的教學(xué)效果反饋，及時(shí)了解學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)掌握情況，聽(tīng)取學(xué)生對(duì)成的評(píng)價(jià)和建議，通過(guò)從學(xué)生方收集到的反饋信息對(duì)課程目標(biāo)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中對(duì)教學(xué)目標(biāo)多次改進(jìn)，達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與進(jìn)度、持續(xù)改進(jìn)教學(xué)方法與模式的目的。在學(xué)生對(duì)課程的總結(jié)評(píng)價(jià)中，不少同學(xué)提到“課程對(duì)自己的學(xué)習(xí)有很大幫助”，“感受到不一樣的授課形式”，“感受到了素質(zhì)教育的魅力”，“學(xué)習(xí)態(tài)度因此轉(zhuǎn)變”等。上述考核方式能夠讓學(xué)生更加積極主動(dòng)地參與思政內(nèi)容的學(xué)習(xí)，樹(shù)立更加明確的價(jià)值觀、更加正確的學(xué)習(xí)態(tài)度，也促進(jìn)教師更加有效地進(jìn)一步開(kāi)展課程思政的教學(xué)。

4 結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)控制原理課程作為工科應(yīng)用廣泛、理論性與實(shí)踐性強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，將課程思政與混合式教學(xué)相結(jié)合是一次有益的嘗試與改革。通過(guò)內(nèi)容豐富的課程思政教學(xué)活動(dòng)，形式多樣的課程思政教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)了立德樹(shù)人和教書育人的目的，有利于培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和需求的畢業(yè)生。自動(dòng)控制原理經(jīng)過(guò)這一輪的教學(xué)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度有很大轉(zhuǎn)變，解決問(wèn)題的能力也得到了提升；學(xué)生的職業(yè)認(rèn)同感和社會(huì)責(zé)任感也得到加強(qiáng)。

由于課程思政改革還處于探索階段，課程思政的實(shí)施方案還可以進(jìn)一步完善。我們要始終堅(jiān)持以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，借助信息化教學(xué)工具，將課程思政元素更加巧妙的融入自動(dòng)控制原理混合教學(xué)模式中，潛移默化間引導(dǎo)學(xué)生的思想品德發(fā)展。