《自动控制原理》课程思政教学案例.docx

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课程思政同行，育电力工程人才

——《自动控制原理》课程思政教学案例

一、课程简介

《自动控制原理》是自动化专业重要的专业基础课，课程主要内容包含系统数学模型的建立、系统分析方法和系统设计方法（见图1）。

图1课程主要内容

课程曾获评吉林省优秀课程、吉林省精品课程，2023年被评为校级课程思政示范课。2018年起，课程组立足自动化专业人才培养特色和要求，提升“两性一度”，开展课程思政教研与实践，构建了“一体两翼三进阶四融合”的思政育人模式。

“一体”：以学生为主体，教师为主导，精心设计教学过程。

“两翼”：以课程内容和思政案例为两翼，深度融合专业教育和思政教育。

“三进阶”：设计符合工科认知规律的“基本理论-工程应用-融合创新”的进阶式课程思政融入方式，分阶段融入思政案例，实现递进式素质目标。

“四融合”：课内设计“三进阶”教学过程，通过小组讨论、即学即测等方式，帮助学生消化、巩固、提升所学理论知识；课外学生完成单元测验、讨论题等，检验对知识的掌握程度。线下通过模拟实验和仿真实验，培养学生的工程意识和实践动手能力；线上通过在学习通发放与课程相关的科前沿进展、科研和竞赛成果等，拓展课程知识的应用。实现“课内-课外、线上-线下、理论-实践、专业-思政”四融合，完成专业目标和思政目标的双达成。

图2“一体两翼三进阶四融合”的课程思政体系

图3“三进阶”的课程思政融入模式

图411个知识模块对应的课程思政案例

课程思政教学目标

结合本校办学定位，立足自动化专业人才培养特点和要求，制订了知识、能力和素质三位一体的课程目标，具体描述如下：

（1）知识目标

能够针对电力行业相关物理系统，阐明工作原理，建立数学模型；熟练掌握时域法、根轨迹法和频域法基本理论。

（2）能力目标

能够使用时域法、根轨迹法和频域法分析电力行业等相关系统的稳定性、动态性能和静态性能；能够根据控制系统的指标要求，设计相应的控制装置，具备对发电过程等控制系统设计、优化的能力。

（3）素质目标

具有创新精神和精益求精的工匠精神，具有电力报国的爱国情怀、社会责任感和使命感。

本案例的知识、能力和素质目标如下：

知识目标：能够阐述稳定性的概念、稳定的充要条件、必要条件和Routh判据的主要内容；

能力目标：具备利用Routh判据判断线性定常系统稳定性的能力；

素质目标：培养学生刻苦钻研，勇于创新的精神；培养学生“学以致用”，解决复杂工程问题的工匠精神；激发电力爱国热情。

三、课程思政教学设计

教学内容

教学内容：线性定控制系统的稳定性分析。

教学重点：稳定性的概念、稳定的充要条件、稳定的必要条件和Routh判据及应用。

教学难点：稳定的充要条件、应用劳斯判据解决复杂工程问题。

教学方法

采取启发式教学法、案例式教学法、研讨式教学法等多种教学方法，结合多媒体、智慧课堂等多种现代化教学手段提升教学效果。

（1）启发式教学法。例如：在引入劳斯判据的时候，用一个三阶多项式方程求根困难的问题，引出稳定性判据的提出，并自然融入劳斯、胡尔维茨等科学家贡献思政案例，激励学生刻苦钻研、勇于创新。

（2）研讨式教学法。例如：在推导稳定的充要条件时，学生通过小组讨论，从充分性和必要性两个方面分析得到稳定的充要条件。

（3）案例教学法。例如：讲授劳斯判据的内容后，通过案例分析加深和巩固了学生对劳斯判据的理解和应用。

（4）探究式教学法。引入复杂工程问题-锅炉汽包水位控制系统，分析系统中参数变化对系统稳定性的影响，探究劳斯判据的工程应用。

（5）对比教学法。在讲稳定性的概念之前，通过小球在两个不同曲面受力后的运动状态，比较得到稳定系统和不稳定系统，通过对比同学们对稳定性有了直观的认识，引出稳定性的概念，便于学生更好的理解稳定性的概念。

课程思政融合点

按照学生认知规律，分三个阶段递进式引入。

稳定性判据提出时，顺应高阶系统特征根求解困难问题，自然引出在稳定性判据方面有突出贡献的三位科学家（劳斯、胡尔维茨和谢绪恺），激励学生学习科学家的刻苦钻研、勇于创新的精神；

同步发电机速度控制系统的稳定性判断时，Routh表中元素需要学生认真计算得到，培养学生“学以致用”的思想和精益求精的工匠精神；

汽包水位控制系统的引入，训练学生用辩证思维和逆向思维解决复杂工程问题，激发学生电力报国的情怀。

教学活动设计

课前：发布预习和复习提纲

课中：

①教师讲授：回顾+导入，时长约2分钟；

②教师讲授：案例法引出稳定性的概念，时长约4分钟；

③小组讨论：探究稳定的充分必要条件，时长约12分钟；

④Routh判据内容及应用，时长约22分钟

教师讲授：劳斯判据内容，时长约9分钟