《自动控制原理与系统》课程思政教学案例 一、课程基本信息 课程名称：《自动控制原理与系统》 课程性质：专业基础课 学时数：60学分：4 授课对象：自动化专业群相关专业学生 参考教材：《自动控制原理及其应用》，黄坚主编，高等教育出版社 二、课程内容筒介 《自动控制原理与系统》课程是高职高专自动化专业群一门重要的专业技术 基础课程。通过本课程的学习，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、分析与设计方法，培养学生应用基本理论分析与解决工程实际问题 的能力，为后续课程的学习做好准备。结合本课程的特点，挖掘控制论背后的哲 学思想，融入爱国精神、工匠精神、创新精神、团队合作精神等，培养学生工科 人文情怀、职业素养和职业责任感，养成辩证思维、科学思维和创新思维，培养 符合新时代需求的自动化专业复合型技术人才， 三、课程目标 （一)知识目标 1.了解自动控制的基本概念及相关知识： 2.了解控制系统数学模型的概念，掌握线性定常系统建模方法； 3.掌握线性系统时域和频域的分析方法； 4.熟悉线性定常系统的一般校正方法； 5.*能用Matlab仿真工具对控制系统进行建模、分析和设计。 (二)技能目标 1.能建立控制系统的数学模型； 2.能对控制系统的性能进行定性和定量分析： 3.能对简单控制系统进行校正与设计； 4.能运用基本理论知识对工程问题进行描述、分析和设计， 5.*能利用Matlab仿真工具对控制系统进行分析、计算与仿真 (三)课程思政教学目标 1.培养爱国精神，增强民族自豪感和自信心。 2.培养学生崇尚科学、勇于创新的精神。 3.培养学生的专业认同，践行精益求精的大国工匠精神， 4.提高学生思想水平、道德品质、专业素养和文化素养 四、课程思政设计
《自动控制原理与系统》课程思政教学案例 一、课程基本信息 课程名称：《自动控制原理与系统》 课程性质：专业基础课 学时数：60 学分：4 授课对象：自动化专业群相关专业学生 参考教材：《自动控制原理及其应用》，黄坚主编，高等教育出版社 二、课程内容简介 《自动控制原理与系统》课程是高职高专自动化专业群一门重要的专业技术 基础课程。通过本课程的学习，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、分析与设计方法，培养学生应用基本理论分析与解决工程实际问题 的能力，为后续课程的学习做好准备。结合本课程的特点，挖掘控制论背后的哲 学思想，融入爱国精神、工匠精神、创新精神、团队合作精神等，培养学生工科 人文情怀、职业素养和职业责任感，养成辩证思维、科学思维和创新思维，培养 符合新时代需求的自动化专业复合型技术人才。 三、课程目标 （一）知识目标 1.了解自动控制的基本概念及相关知识； 2.了解控制系统数学模型的概念，掌握线性定常系统建模方法； 3.掌握线性系统时域和频域的分析方法； 4.熟悉线性定常系统的一般校正方法； 5.*能用 Matlab 仿真工具对控制系统进行建模、分析和设计。 （二）技能目标 1.能建立控制系统的数学模型； 2.能对控制系统的性能进行定性和定量分析； 3.能对简单控制系统进行校正与设计； 4.能运用基本理论知识对工程问题进行描述、分析和设计； 5.*能利用 Matlab 仿真工具对控制系统进行分析、计算与仿真。 （三）课程思政教学目标 1.培养爱国精神，增强民族自豪感和自信心。 2.培养学生崇尚科学、勇于创新的精神。 3.培养学生的专业认同，践行精益求精的大国工匠精神。 4.提高学生思想水平、道德品质、专业素养和文化素养。 四、课程思政设计
(一)体系结构 本课程内容包含控制系统的建模、时域法分析系统、频域法分析系统、控制 系统的校正与设计等，所需知识基础多，内容抽象，理论性强，知识理解难度大 因而，从学生学习与接受的角度出发，教学设计由简入难，循序渐进，形成一般 概念、系统模型、性能指标三大知识模块，构成课程体系结构，如图1所示。 分析 般概念 系统模型 时域法 性能指标 频域法 校正 图1课程结构 其中，一般概念以控制系统的认知为基础；系统模型以各类物理系统的数学 描述实现为基础，重点突出数学模型等效变换的思想；性能指标以时域法和频城 法为工具完成控制系统分析与校正，并以简单控制系统为案例，实现控制理论综 合应用。 (二)思政线素 在课程目标的基础上，形成课程教学的思政线索」 1.培养目标思政线索 坚持知识目标、能力目标、素质目标的培养责任，完成控制原理、控制系统 模型、控制系统分析与校正等基础知识的学习，具备对工程中的控制问题进行分 析与设计的能力，建立工程理念，成为应用型和创新思维的自动化人才，培养目 标思政线索如图2所示 知识目标 技能目标 素质目标 ·控制原理 ·系统建棋 ·工程理念 ·数学模型 ·控制系统分 ·职业规范 ·系统分析与 析能力 ·科学精神 校正 ·控制系统设 。工匠精神 计能力 图2培养目标思政线索 2.知识点思维导图思政线索 知识点思维导图思政线围绕具体知识点展开，通过有机融入德育元素，以润
（一）体系结构 本课程内容包含控制系统的建模、时域法分析系统、频域法分析系统、控制 系统的校正与设计等，所需知识基础多，内容抽象，理论性强，知识理解难度大。 因而，从学生学习与接受的角度出发，教学设计由简入难，循序渐进，形成一般 概念、系统模型、性能指标三大知识模块，构成课程体系结构，如图 1 所示。 图 1 课程结构 其中，一般概念以控制系统的认知为基础；系统模型以各类物理系统的数学 描述实现为基础，重点突出数学模型等效变换的思想；性能指标以时域法和频域 法为工具完成控制系统分析与校正，并以简单控制系统为案例，实现控制理论综 合应用。 （二）思政线索 在课程目标的基础上，形成课程教学的思政线索。 1.培养目标思政线索 坚持知识目标、能力目标、素质目标的培养责任，完成控制原理、控制系统 模型、控制系统分析与校正等基础知识的学习，具备对工程中的控制问题进行分 析与设计的能力，建立工程理念，成为应用型和创新思维的自动化人才。培养目 标思政线索如图 2 所示 。 图 2 培养目标思政线索 2.知识点思维导图思政线索 知识点思维导图思政线围绕具体知识点展开，通过有机融入德育元素，以润
物无声的方式培养学生的智育与德育。下面举例说明： 在自动控制系统中，常用的几种基本控制规律为比例(P)、积分(I人、微分 (D)。它们都有各自的优点，也有着自己明显的缺点。P能实时反映偏差，但不能 消除误差；I可以消除静差，但动态反应慢；D能够提前预防控制，但偏差变化 小时其作用较弱。如果简单采用其中某种控制方式，系统的动静态特性将达不到 所期望的特性值。因此，有必要比例、积分、微分控制相互配合，合理选择PID 调节器的参数，发挥各自的优势，可迅速、准确、平稳的消除偏差，达到良好的 控制效果。其中蕴舍了取长补短，团结协作的道理。PID控制思维导图如图3所 图3PID控制思维导图 3.项目思政线索 以实际工程应用案例为核心，每个章节优选一两个核心知识点，按照提出问 题、分析问题、解决问题、得出结论的思路实施知识点项目化，选择合适的思政 元素巧妙地引入到项目教学模块，使专业理论知识和思政元素融为一体，实现“三 全育人”成效。 （三)课程思政设计 基于三大知识模块和三条思政线索，对核心知识点进行课程思政设计，构建 “专业课+思政课”育人体系，真正突显专业课程的“思政味”。具体思政设计方 案如表1所示
物无声的方式培养学生的智育与德育。下面举例说明： 在自动控制系统中，常用的几种基本控制规律为比例(P)、积分（I）、微分 (D)。它们都有各自的优点，也有着自己明显的缺点。P 能实时反映偏差，但不能 消除误差；I 可以消除静差，但动态反应慢；D 能够提前预防控制，但偏差变化 小时其作用较弱。如果简单采用其中某种控制方式，系统的动静态特性将达不到 所期望的特性值。因此，有必要比例、积分、微分控制相互配合，合理选择 PID 调节器的参数，发挥各自的优势，可迅速、准确、平稳的消除偏差，达到良好的 控制效果。其中蕴含了取长补短，团结协作的道理。PID 控制思维导图如图 3 所 示。 图 3 PID 控制思维导图 3.项目思政线索 以实际工程应用案例为核心，每个章节优选一两个核心知识点，按照提出问 题、分析问题、解决问题、得出结论的思路实施知识点项目化，选择合适的思政 元素巧妙地引入到项目教学模块，使专业理论知识和思政元素融为一体，实现“三 全育人”成效。 （三）课程思政设计 基于三大知识模块和三条思政线索，对核心知识点进行课程思政设计，构建 “专业课+思政课”育人体系，真正突显专业课程的“思政味”。具体思政设计方 案如表 1 所示
表1课程思政设计 课程思政设计 项目 知识点 课程思政元素 课程思政融入点 教学载体 德育目标 发展过程中的标 树立不断创新、与 志性成果和名人 时俱进的科学精 故事，例如：中国 袖：增路文化自信 自动控制 理论发展 1.爱国精神 自动化控制之父 观看视频 养学生爱国精 历 2.创新精神 钱学森的事迹： 神；增强学生的时 自动控制应用在 代责任心和历史使 航空航天和军事 命感；提高学生对 上的最新成果 该课程的学习兴趣 绪论 负反饰与正反使 控制的特点。 申到学生学习的 让学生树立正确的 系统正负 1.学习观 正反馈和负反 反馈 2.自主学习 讲述 学习观，养成良好 债，引导学生找 的学习习惯，提高 到正确的学习方 抗干扰能力 法 从实际物理系统 培养学生自主分 控制系统 1.辩证思维 的数学抽象，引 析、辩证看待，全面 2.分析、解决 导学生透过表面 认识事物的能力： 建模 讲述 问题的能力 现象发现本质问 培养分析、综合、抽 象、概括的能力 自动 控制 系统 的数 同一系统可以采 学模 用微分方程、传 递函数、动态结 1.职业道德 培养学生正确的道 教学模型 构图等不同数学 2.自由、平等、 诚信、友爱、公 模型来描述， 在 讲达 定条件下， 正 9 公正的原则 以等价变换，映 射人与人相处之
表 1 课程思政设计 项目 知识点 课程思政设计 课程思政元素 课程思政融入点 教学载体 德育目标 绪论 自动控制 理论发展 历史 1.爱国精神 2.创新精神 发展过程中的标 志性成果和名人 故事，例如：中国 自动化控制之父 钱学森的事迹； 自动控制应用在 航空航天和军事 上的最新成果 观看视频 讲述 树立不断创新、与 时 俱 进 的 科 学 精 神；增强文化自信， 培 养 学 生 爱 国 精 神；增强学生的时 代责任心和历史使 命感；提高学生对 该课程的学习兴趣 系统正负 反馈 1.学习观 2.自主学习 负反馈与正反馈 控制的特点，引 申到学生学习的 正 反 馈 和 负 反 馈，引导学生找 到正确的学习方 法 讲述 让学生树立正确的 学习观，养成良好 的学习习惯，提高 抗干扰能力 自动 控制 系统 的数 学模 型 控制系统 建模 1.辩证思维 2.分析、解决 问题的能力 从实际物理系统 的数学抽象，引 导学生透过表面 现象发现本质问 题 讲述 培 养 学 生 自 主 分 析、辩证看待、全面 认识事物的能力； 培养分析、综合、抽 象、概括的能力 数学模型 的等价变 换 1.职业道德 2.自由、平等、 诚信、友爱、公 正 同一系统可以采 用微分方程、传 递函数、动态结 构图等不同数学 模型来描述，在 一定条件下，可 以等价变换，映 射人与人相处之 道 讲述 培养学生正确的道 德观念，遵守自由、 平等、诚信、友爱、 公正的原则
讲解控制系统的 基本要求，以实 际工程案例为 建立学生的大局意 控制系统 1.大局意识 识和协调发展意 对系统综合 观看祝朝 识：引导学生全而 的性能指 2.综合茶质 平价，既要全问 讲述 思考问题；促进学 3.大工程观 又要有所侧重 生综合发居：培养 证伸至学生的经 大工程观 时域 合素质评价 分析 控制系统稳定的 重要性，结合“税 控制系 增强学生的责任意 识和使命意识，做 的稳定性 1.责任意识 观看视频 2,时代相当 分析 稳定乃至国家名 讲述 有贵任、有担当的 新时代大学生 会稳定的重要性 通过幅值裕度， 相位裕度综合衡 量自动控制系统 表学生具有良 频率特性 1.职业道德 的相对稳定程 法分析系 延伸到凡事 讲述 的心理素质和职业 2.品德修荞 讨论 道德素质；引导学 统稳定性 预则立，不预具 生学习专业知识， 废，遇事留有余 锤炼自己能力 三频段分别反映 系统不同方面的 引导学生正确做好 性能，映射人生 开环频 人生规划；坚定理 不同阶段的要求 频城特性与闭 想信念，树立远大 1.民族使命感 不同 大学阶段 讲述 合系统性 的奋斗目标，为中 分析 2.职业规划 要对自己的发展 郊 化民族伟大复兴之 做好规划，实现 对自身价值观的 路做出自己应有的 重塑 频域分析的实际 工程案例，例女 我国的相控阵 培养学生勇于精益 频率特性 达，通过顿域分 求精的工匠精神： 1.工匠精神 法分析系 析技术创新， 观看视频 统性能 2.创新精神 现代战氟和国 激发学生对自动招 讲述 制技术的热爱与创 战机上应用出 新精神 色，达世界先进 水平
时域 分析 控制系统 的性能指 标 1.大局意识 2.综合素质 3.大工程观 讲解控制系统的 基本要求，以实 际 工 程 案 例 为 例，对系统综合 评价，既要全面 又要有所侧重， 延伸至学生的综 合素质评价 观看视频 讲述 建立学生的大局意 识 和 协 调 发 展 意 识；引导学生全面 思考问题；促进学 生综合发展；培养 大工程观 控制系统 的稳定性 分析 1.责任意识 2.时代担当 控制系统稳定的 重要性，结合“稳 定压倒一切”，引 导学生认识系统 稳定乃至国家社 会稳定的重要性 观看视频 讲述 增强学生的责任意 识和使命意识，做 有责任、有担当的 新时代大学生 频域 分析 频率特性 法分析系 统稳定性 1.职业道德 2.品德修养 通过幅值裕度、 相位裕度综合衡 量自动控制系统 的 相 对 稳 定 程 度，延伸到凡事 预则立，不预则 废，遇事留有余 地 讲述 讨论 培养学生具有良好 的心理素质和职业 道德素质；引导学 生学习专业知识， 锤炼自己能力 开环频率 特性与闭 合系统性 能 1.民族使命感 2.职业规划 三频段分别反映 系统不同方面的 性能，映射人生 不同阶段的要求 不同，大学阶段 要对自己的发展 做好规划，实现 对自身价值观的 重塑 讲述 讨论 引导学生正确做好 人生规划；坚定理 想信念，树立远大 的奋斗目标，为中 化民族伟大复兴之 路做出自己应有的 贡献 频率特性 法分析系 统性能 1.工匠精神 2.创新精神 频域分析的实际 工程案例，例如 我国的相控阵雷 达，通过频域分 析技术创新，在 现代战舰和国产 战 机 上 应 用 出 色，达世界先进 水平 观看视频 讲述 培养学生勇于精益 求精的工匠精神； 激发学生对自动控 制技术的热爱与创 新精神