“仪器控制理论”课程思政建设与实践

［摘 要］ “仪器控制理论”课程蕴含着诸多工程哲学思想，能够从思想观念、价值取向及行为方式等方面对学生产生影响。基于“仪器控制理论”课程思政教学案例库的建设，建立了“爱国主义教育—工程哲学—价值引导”的思政教学线索，将爱国信念、价值理念、道德观念有机融入课程教学当中。挖掘仪器工程领域内的典型控制问题，开发“激光动态跟踪系统”实践教学案例，搭建实验平台，通过课程设计、仿真实验、实践互动等方式研究具有仪器类专业特色的思政实践教学方法。

［关键词］ 仪器控制理论；思政建设；实践教学

［基金项目］ 2022年度天津大学第四批课程思政教改项目“仪器控制理论课程思政建设与实践”（94）；2023年度天津大学精仪学院本科教改项目（综合改革）“以典型测量仪器为背景的测控专业电、控、综合类课程贯穿式教学研究”（19）；2022年度教育部产学合作协同育人项目“新工科背景下的几何量测试技术课程建设”（220904992193217）

［作者简介］ 林嘉睿（1984—），男，福建泉州人，博士，天津大学精密测试技术及仪器全国重点实验室副教授，主要从事激光及光电测试研究。

［中图分类号］ G641 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2025）12-0085-04 ［收稿日期］ 2023-12-13

2016年，习近平总书记在全国高校思想政治工作会议上指出，要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，使各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应［1］。2017年，教育部高等教育司印发《关于开展新工科研究与实践的通知》，明确了新工科建设要求，须充分发挥好专业基础课程的思想教育和价值引领作用，促进学生树立正确的人生观和价值观［2］。

“仪器控制理论”是天津大学测控技术与仪器专业正在建设的专业基础课程，课程阐述了自动控制系统分析与综合的一般概念、基本原理与工具方法。该课程是架设理论知识和工程应用的一门课，一方面，它是工程应用问题的高度概括和理论抽象；另一方面，它与工程应用密切联系，具有很强的实用性。同时，课程也在挖掘仪器工程领域内的典型控制问题，为高性能仪器设计与研制提供控制理论支持。

理工科专业基础课程要发挥其教学育人功能，就必须挖掘课程潜在的思政内容［3］。近年来，自动控制技术已被广泛地应用到各个行业领域，其控制理论本身的专业知识点就蕴含着许多潜在的思政元素以及深刻的哲学思想，课程教学应该研究把思想政治相关内容合理并恰当地运用到专业教学内容中，对专业课的核心知识点要从思政理论角度去重新理解、消化和运用，形成课程思政与理论教学有机融合的方法。基于不断挖掘的思政教学结合点，建立合理的价值引导思政教学线索，帮助学生树立正确的人生观和价值观，能够有效应对当前主流意识形态建设面临的挑战，从而提升思政内容与育人之间的关联度。另外，课程思政改革更多偏重理论研究，实践探索不足，对相关专业课程的实践资源未进行充分开发。本教研组通过开发典型精密仪器运动控制实践教学案例，搭建“激光跟踪系统”教学实验平台，形成具有仪器类专业特色的思政实践教学方法。

一、“仪器控制理论”课程思政内容建设

围绕新工科人才培养目标，针对经典自动控制理论教学内容，从不同角度充分挖掘课程潜在、有效的思政元素，设计课程内容与思政教育的结合点，精选每章的核心知识点去表达思政内容，提炼家国情怀、哲学思维、实践报国等内涵，进而建立相应的思政教学案例库并结合控制理论的发展趋势不断更新教学素材。通过所梳理的课程思政结合点和案例库，从学生正确的人生观、价值观、工程观等方面设计思政教学内容，建立“爱国主义教育—工程哲学—价值引导”的思政教学线索，如表1所示。对课程教学目标、教学内容、教学方法进行重新组织设计，将国家主流意识形态所倡导的爱国信念、价值理念、道德观念，有机融入课程思政教学当中。从而培养学生的爱国主义精神，增强民族自信心；培养学生崇尚科学、勇于创新的精神；培养学生的专业认同感，践行精益求精的仪器报国精神。

二、“仪器控制理论”实践教学方法

课程结合本专业科研项目应用实例，以仪器研制过程中涉及的控制理论和技术问题为切入点，设计典型的自动控制实践教学内容。在我国大量高端精密测量仪器长期依靠进口、被“卡脖子”的现实背景下，开发“激光动态跟踪系统”与“微纳米定位的反馈控制”仪器控制实践教学案例，加深学生对自动控制理论的理解。通过课程设计、仿真实验、实践互动等形式研究具有仪器类专业特色的思政实践教学方法，促进工程技术与思政教育进一步结合，拓展“仪器控制理论”课程思政实践教学方向。

如图1所示，针对课程章节内容难以与实际仪器控制技术相结合的问题，选取了典型的精密测量仪器：激光跟踪仪和原子力显微镜。通过提炼这些仪器设计中的控制理论问题，让学生对其关键技术有更清晰的认识，并了解控制理论方法在精密仪器工程中发挥的作用。以行业发展现状及趋势为切入点，培养学生爱国主义情怀，增强其建设仪器强国、科技强国和制造强国的使命感。从激光跟踪仪这一高端精密测量仪器的控制原理出发，通过搭建“激光跟踪系统”教学实验平台，让学生到实验室实地操作激光跟踪仪，分别建立实践课程学习小组，针对具体激光跟踪控制过程进行模型简化、仿真分析和结果验证，增加理论运用的直观感受。例如：（1）控制系统的稳定性、快速性、准确性要求。通过仪器运行的稳定性理解稳定是保证控制系统正常工作的先决条件；通过仪器定位机构性能及现场应用的适应性理解激光跟踪系统的快速性；通过仪器跟踪测量的精度要求理解激光跟踪系统的准确性。（2）PID控制器的设计。常用的几种基本控制规律：比例（P）、积分（I）、微分（D）或其组合都有各自的优点和缺点，为了使控制系统动态特性和稳态特性达到所期望的值，需要比例、积分、微分控制相互配合。因此，合理选择PID控制器参数，可快速、准确、平稳地消除偏差，达到良好的控制效果，其中也蕴含了取长补短、团结合作的道理。

结语

为提升“仪器控制理论”课程思政育人效果，本文梳理了自动控制理论思政资源，形成了思政教学案例库，建立了“爱国主义教育—工程哲学—价值引导”的特色课程思政教学线索。为充分开发专业课程的实践思政资源，本文以典型精密仪器运动控制教学实践为案例，搭建了“激光跟踪系统”教学实验平台，形成具有仪器类专业特色的思政实践教学方法。通过该课程的建设，让学生能够体会老一辈科学家科研创新的艰辛，能够感受国家科技的不断进步与发展，可以看到课本上的理论知识被切实应用在周围的科研、生活场景，从而增强学生建设仪器强国的使命感。

参考文献

［1］习近平在全国高校思想政治工作会议上强调 把思想政治工作贯穿教育教学全过程 开创我国高等教育事业发展新局面［N］.人民日报，2016-12-09（1）.

［2］高等教育司.教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知：教高司函〔2017〕6号［A/OL］.（2017-02-20）［2023-11-02］.http：//www.moe.gov.cn/s78/A08/tongzhi/201702/t20170223_297158.html.

［3］李月娟，王应洋，张鹏.“自动控制原理”课程的课程思政教育研究［J］.教育教学论坛，2021（36）：29-32.

Ideological and Political Construction and Practice for Principle of Instrument Control

LIN Jia-rui， WU Teng-fei， SHI Shen-dong， ZHU Ji-gui

（State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments， Tianjin University， Tianjin 300072， China）

Abstract： Principle of Instrument Control contains many engineering philosophy thoughts. It can influence students from the aspects of ideology， value orientation and behavior mode. Based on the construction of ideological and political case library， the teaching team has established the ideological and political teaching clue of ‘patriotic education - engineering philosophy - value guidance’， which organically integrates patriotic belief， value concept and moral concept into the course teaching. The team has also explored typical control problems in the field of instrument engineering， developed a practice teaching case of ‘laser tracking system’， and built an experimental platform. Through course design， simulation experiment， practice interaction and other ways， the ideological and political practice teaching methods with the characteristics of instrument majors have been studied.

Key words： Principle of Instrument Control; ideological and political construction; practical teaching