一、课程简介

随着现代科学的迅猛发展，控制理论、微电子技术、计算机技术与机械制造理论与技术的结合，促使机械工程领域各个方面发生根本性的变化，并且促进了先进制造技术的发展。以华中科技大学杨叔子教授为代表的机械工程学者敏锐地感到了这一发展趋势，率先在华中科技大学等院校开设了《机械工程控制基础》这一新兴、多学科交叉的基础课程。随后，杨叔子教授、杨克冲教授等成立了全国高校机械控制工程研究学会，在全国范围内开展机械工程控制理论的教学研究工作，有力地完善了课程体系建设，推动了课程的发展和普及。

如今，《工程控制基础》已成为全国高校机械类各本科必修的一门专业基础课，对构建科学、合理的专业知识架构起着重要的支柱作用。每年机械类专业硕士研究生入学考试，约70%的高校将此课程作为专业课考试课程。

课程挖掘知识点中蕴含的思政元素，发挥课程育人的主渠道作用，寓价值观引导于知识传授和能力培养之中，将思政要素“润物无声”的融入课程中，实现课程与思政育人有机结合。

二、案例基本信息

1.案例名称：系统的频率特性

2.所属章节：第4章 第1节 频率特性概念

3.课程讲次：第12讲

三、案例教学目标

1.能力目标：掌握系统的建模方法，培养学生以动力学的观点去分析机械工程系统的能力。

2.知识目标：掌握系统的频域响应，结合工程实际，利用经典控制理论的方法分析、研究、解决其中的问题。

3.课程思政目标：通过介绍中国制造2025核心内容及我国由制造大国向制造强国转变的机遇与挑战，我国控制论创始人钱学森的爱国及治学精神，使学生在理解专业知识的同时，思做人之本。传递学生爱岗敬业、诚信友爱精神，践行社会主义核心价值观。

四、案例主要内容

控制系统频率特性分析是工程控制论的核心内容，现阶段智能科学与技术的发展状况和当年控制论科学的创生情况有相似之处,一方面应用需求甚高，发展也很迅猛；另一方面，理论基础又相对很薄弱，大有理论滞后于应用之感。所以，钱学森关于创立一门“工程控制论”技术科学，赋予人们以更宽广，更缜密的眼光观察旧问题，为解决新问题开辟新前景的论断值得我们深思和借鉴。通过问题引入，多媒体课件讲授、视频辅助、课堂讨论介绍我国工程控制论创始人钱学森的事迹，“姓钱不爱钱”、“五年归国路、十年两弹成”等，进行课程思政教育，激发同学们勇担民族复兴大任，不辱时代使命，做新时代的奋斗者。

五、案例教学设计

1.案例导入

以20世纪最严重的工程设计错误之一：美国的塔科马海峡吊桥坍塌事故，美国家喻户晓的空气动力学家冯·卡门进行分析测试，证明当卡门涡街的振动频率和吊桥自身的固有频率相同时，引起吊桥剧烈共振而崩塌为切入点，激发学生兴趣，引入频率特性内容介绍。

以冯·卡门的学生及得力助手，我国工程控制论创始人钱学森的事迹为例，“姓钱不爱钱”、“五年归国路、十年两弹成”等，进行课程思政教育。

课程最后介绍智能控制是控制理论发展的高级阶段，在中国制造2025年和工业4.0背景下，显得尤为重要和关键。目前，在“工业4.0”的转型浪潮之下，我国处于民族伟大复兴之关键时刻，青年学子要满怀科技报国热情，勇于探索，勇于创新。

2.教学方法：视频引入法、直接讲授法、启发式教学法。

3.考核评价方案

通过学生参与情况和学生谈心得体会综合评价

六、教学反思

通过本次教学案例的设计与实施，我们不仅能够帮助学生掌握必要的知识和技能，还能够通过思政融入，引导学生树立正确的价值观和职业观，为学生的全面发展打下坚实基础，培养了学生创新强国意识，激发了学生科技报国热情。