基于自动控制理论的课程思政探索

基于自动控制理论的课程思政探索作者：袁桂丽禹建芳房方来源：《教育教学论坛》2020年第12期摘要：立德树人，育人先育德。

高校的人才培养以课堂教学为主，教书育人，要充分利用课堂这个主渠道。

实现三全育人，需要思想政治教育与专业课学习结合起来，通过课程思政强化思想政治课程教育的效果。

为此，要充分挖掘《自动控制原理》中蕴含的人文素养、价值观等育人元素，适时适度引入专业学习，并对专业课的教学目标、教学内容、教学方法等进行重新设计，在知识传授的同时进行价值引领，使学生在专业课学习中学会运用创新思维进行理论、实践分析，提高學生的综合能力，实现教育教学全员、全过程、全方位育人的目的。

关键词：自动控制理论;思想政治教育;课程思政中图分类号：G641; ; ;文献标志码：A; ; ;文章编号：1674-9324（2020）12-0065-03一、引言教育强则国家强，高校肩负培养德智体美劳全面发展的社会主义接班人的重大任务。

在互联网+时代，在社会多元价值交织、渗透的复杂背景下，单纯或过度依赖思想政治课对大学生进行价值引导的局限性日益凸显，亟须发挥多学科优势。

习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上强调：“要用好课堂教学这个主渠道，思想政治理论课要坚持在改进中加强……其他各门课都要守好一段渠、种好责任田，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”，坚持以“立德树人”为根本任务，把思想政治工作贯穿教育教学全过程。

通过研究自动控制理论教学内容，从自动控制理论的发展、模型、性能要求、频域三段论等角度出发，探讨如何做好思想政治教育，深度发掘其与思想价值体系相关内容，采取日常化、诱导式、启发式的教育方法，产生春风化雨的效应，在专业课学习中内化正确的思想观念。

这是突破传统教学与思想政治工作的隔阂的重要尝试，其意义深远而重大。

二、《自动控制原理》课程简介随着现代信息技术的不断发展，自动控制技术广泛应用于航空航天、制造业、交通等众多行业，极大地提高社会劳动生产率，改善了人们的生活水平。

本课程是自动化专业的一门必修的专业基础核心课程，目的是使学生了解经典控制理论的基本概念，掌握和了解基本理论和主要研究方法，能够建立自动控制系统的数学模型，掌握其性能分析方法，按照要求设计、校正自动控制系统，改善系统性能，为学生解决自动控制系统的实际控制问题和后续专业课的学习奠定基础。

通过挖掘控制论中的哲学思想和德育元素，进行课程内容的顶层设计，引导学生形成正确的世界观、人生观、价值观，培养学生大工程观，力求在讲课时将思想政治教育自然和谐地引入专业课学习，增强思想政治教育的亲和力与感染力，给学生带来真实的体验感与获得感，起到润物无声提高学生思想水平、政治觉悟、道德品质和文化素养的作用。

三、《自动控制原理》课程思政的顶层设计1.通过自动控制理论发展历史映射发扬华电精神。

自动控制理论的发展不是一帆风顺的，有时也会停滞不前，但整体发展是螺旋上升的，映射到我校发展历程，我们能从最初的电力职工学校发展到今天的“电力黄埔”也不是一帆风顺的，凝练出“自强不息、团结奋进、爱岗敬业、追求卓越”的华电精神。

学生在今后的生活、事业发展中也不会一帆风顺，大家要有发展的眼光，发扬华电精神，为我国的电力事业、自动化技术发展贡献力量。

2.通过分析控制系统稳定的重要性，引导认识社会稳定的重要意义及自身责任。

稳定性是系统能够正常运行的首要条件、先决条件，对于控制系统，不论是时域分析法、根轨迹分析法还是频域分析法，都要对系统稳定性做出判定。

只有当系统是稳定的，我们研究系统的动态性能和稳态性能才有意义，才能讨论系统的快速性和准确性，实现预定的控制任务和基本要求。

对于社会这个大系统也是一样。

社会稳定是第一要务，只有稳定的社会环境，人民才能安居乐业，国家才能更好地进行物质文明、精神文明建设。

邓小平提出“稳定压倒一切”“发展才是硬道理”，为几十年的经济大发展提供了保障。

人民的物质生活条件有了明显改善，精神生活日益丰富。

在社会多元价值交织、渗透的复杂背景下，当代大学生得益于社会稳定，也要高度重视维护社会稳定，善于发现存在于身边的不稳定因素，提高自身素质，来化解不稳定因素。

维护社会稳定，良好意识是做好一切工作的前提。

大学生要培养好“三识”，即大局意识、责任意识、超前意识。

同时，应当重点学理论、学法律、学政策，夯实党的基本理论，用理论丰富头脑，遇事抓住根本;加强法律学习，用法律武装自己，更好地化解矛盾;学懂出台的新政策，有策可凭，按策办事。

有了以上维护社会稳定的前提和基础，“动之以情，晓之以理，明之以法”，用情、用理、用法就是最终解决社会矛盾的有效手段。

新形势下，维护社会稳定是重要任务，大学生义不容辞，小到“宿舍的稳定”“班级的稳定”“家庭的稳定”，大到“学校的稳定”“社会的稳定”“国家的安全稳定”，从而为实现国家“富强、民主、文明、和谐”尽自己的努力，做出应有的贡献。

3.通过数学模型的等价变换映射自由、平等、诚信、公正、法制原则。

同一系统可以采用不同的数学模型，如微分方程、传递函数、方框图、信号流图、频率特性来描述，微分方程、传递函数、频率特性可以相互转换，方框图和信号流图可以通过等价变换法则求典型的传递函数，变换的目的是进行系统性能分析，先等价变换哪部分是人的自由，但必须遵循等价原则。

数学模型的等价变化如同人与人相处之道，必须互相尊重，遵守自由、平等、诚信、友爱、公正的原则。

失去这个基础，人与人之间便不会融洽、和谐相处。

4.通过时域分析法的三种性能要求有时是互相矛盾的，映射识大体、顾大局、合作共赢。

时域分析法是在时间域对系统的稳定性、动态性能、稳态性能进行分析。

掌握劳斯稳定判据，掌握一阶、二阶乃至高阶系统性能分析方法，稳态误差的计算方法。

通过分析发现，稳定性、动态性能、稳态性能要求有时互相矛盾。

比如，开环增益的增大，对稳定性不利，稳态误差是常数时，有利于减小稳态误差，对动态性能来说可加快系统响应，三者相互制约，是矛盾的。

再如，加入积分环节对稳定性不利，对消除稳态误差有利，这就要综合各种因素通盘考虑，折中考虑，讲究中庸之道，在保证稳定的情况下兼顾动态性能和稳态性能的要求，不可只顾一种性能要求而忽略另一种性能诉求，而要顾全大局，不能只顾一己之私，讲究合作共赢。

新能源优化调度方面，我国以化石能源为主，发电以火力发电为主导，燃煤排放的硫氧化物、氮氧化物对空气都有污染。

随着能源枯竭、环境恶化，国家大力发展风能、太阳能、潮汐能等新能源发电，但这些新能源的特点是随机性很大，若是直接并网，会严重影响电网安全。

另外就是新能源发电技术原因。

目前，发电成本比常规能源高，这就需要新能源和其他能源一起通过优化调度发电，整体考虑供电的安全性、经济性、环保性，不能只为清洁、环保，不顾电网的安全性和经济性。

5.通过根轨迹图分析系统性能，映射解决问题要抓主要矛盾、关键问题。

根据根轨迹图分析系统的性能，抓住根轨迹是否与虚轴有交点，是否有右半平面的根轨迹，是否在实轴有分离点，求出交点和分离点的根轨迹增益和根，便于我们掌握系统是否震荡和稳定的临界值。

同样，在参量根轨迹分析中，等效开环传递函数的求取是绘制根轨迹的关键。

要解决这一问题，就要抓住不管哪个参数变化，要画的都是闭环特征根运动的轨迹，必然满足闭环特征方程，然后通过闭环特征方程求取等价开环传递函数，根据根轨迹绘制法绘制根轨迹。

这就告诉我们，无论做什么事都要抓主要矛盾、关键问题，寻根溯源。

解决了这些问题，其他问题就迎刃而解，不要不分主次，眉毛胡子一把抓，做科学研究也一样，要抓主要问题、关键问题，解决难点问题。

6.通过稳定裕度的含义，映射做任何事要做好充分准备、留有余地、游刃有余。

幅值裕度、相位裕度综合衡量自动控制系统的相对稳定程度，留有稳定的余量，保证系统在受到不确定、随机的扰动时，仍能保持稳定性能。

控制系统是这样，对于人也是一样。

我们做什么事时一定事先做好充分准备，不打无准备之仗，不打无把握之仗。

天道酬勤，做好充足的准备，才能以不变应万变，遇到突发事件保持沉着冷静。

找工作、创业、读研，都要事先规划好，做好充足准备，首先，必须有扎实的专业知识基础，这就要求我们平时游刃有余地完成课内知识的同时，自主扩展知识面，开阔视野。

其次，锻炼自己的能力，如协调沟通能力、管理能力、动手能力、研究能力、创新能力、应变能力等。

最后，提高个人修养，内外兼修。

有了扎实的基础知识、很强的综合能力和很好的个人修养做后盾，干什么事才能更有底气、更自信淡定。

自信源于实力，达到“任尔东西南北风，我自岿然不动”“不管风吹浪打，胜似闲庭信步”的境界，方能立于不败之地。

7.通过频域三频段理论，映射做人要根据不同阶段规划好目标。

频域三频段理论中，低频代表控制系统稳态性能，要有积分环节和较大的开环增益，对数幅频特性曲线要抖要高;中频代表控制系统的稳定性和动态性能，对数幅频特性曲线要缓要宽;高频代表抗干扰性能，要抖要低。

不同的频率阶段代表对控制系统的要求不同。

对于我们也是一样，不同年龄阶段要求不同。

大学正是学生增长知识、开阔视野、提高能力和个人修养的时期，就要在这些方面努力。

当你们工作、成家了，就要担负起为人夫（妻）、父（母）、子（女）、职员等角色的责任，不同阶段要做好规划，有不同的努力目标。

现在，有的学生没有规划，目标不明确，行動没方向、没着眼点，出现必修课选逃、选修课必逃，上课来了也是身在曹营心在汉，要么睡觉，要么玩手机，过着庸庸碌碌的生活，失去青年人应有的活力、斗志和责任意识。

《人民日报》痛批：沉睡中的大学生，你不失业，天理难容。

作为“双一流”高校的华中科技大学，2018年有18名学生拿到专科毕业证。

同样以高分进入华中科技大学学习，起点相同，毕业结果却迥然不同，有人为理想插上翅膀，从此飞得更高更远，而有人却主动缴械投降，破罐子破摔，走上独木桥。

如果有人是这种状态，希望你们觉醒吧，有道是浪子回头金不换，扛起肩上的责任，不要在该奋斗的年纪选择安逸。

认真负责地规划人生，确立远大的奋斗目标，只有把理想目标同祖国的发展需要相结合，顺应时代潮流，才能发挥学生的潜能，实现人生价值，时势造英雄，为两个百年梦想的实现贡献自己的力量。

四、结语高校应当积极思考探索从“思政课程”向“课程思政”的转变，构建全员、全方位、全过程的三全育人格局，把立德树人作为根本任务。

同时，充分发挥专业课程、科研、实践等工作的育人功能，挖掘育人元素，完善育人机制，优化评价机制，切实构建育人体系，让所有任课教师都能挑起“思政担”。

为巩固强化思想政治教育效果，所有教师应该及时了解新政策、新思想的发展动向，紧跟时代特征，明确教育目标，层层推进，大胆创新教育方式，在大学生的不同年级设立不同的阶段目标，步步优化。

通过挖掘非思想政治课的育人元素，结合案例引导学生深化、内化社会主义核心价值观和哲学观，起到“随风潜入夜，润物细无声”的潜移默化、春风化雨效果，完成立德树人的根本任务。