编者按
为深入贯彻落实教育部《高等学校课程思政建设指导纲要》等文件精神，进一步改进教学方法，推动案例教学在学校课程思政教学中的应用，加强课程思政经验共享，提升课程思政教学质量，北京交通大学本科生院推出课程思政系列优秀案例。
2022年1月，本科生院已对教育部首批国家级课程思政示范课程、北京市课程思政示范课程进行推送宣传。近期，课程思政案例版块将陆续为大家展示北京交通大学校级课程思政示范课程的风采。本期推出的是：2020年学校课程思政示范课程《经典控制理论》（课程负责人：蒋大明，教学团队成员：李润梅，苗宇，张三同，刘峰）课程思政建设案例。
润物细无声：经典控制理论课程思政建设案例
完成人：李润梅 苗宇 刘峰 张三同
审核人：陶丹
一
课程和案例的基本情况
课程名称：经典控制理论
授课对象：自动化、轨道交通信号控制、智能装备与系统大三学生
课程性质：专业核心课程
课程简介：
经典控制理论课程是自动化类各专业本科生的专业核心必修课程。课程内容主要包括：系统在三域（时域、复域、频域）中的数学模型、系统分析的三要素（稳定性、稳态特性、动态特性）、以及控制系统的设计方法（控制系统的校正），以及采样控制系统的分析等。
经典控制理论课程作为专业核心课，其突出特点是课程内容根据控制系统建模和分析的不同需求，要求可以灵活运用时域，复数域，频域的数学知识对系统进行建模和数学运算，课程知识体量大，对学生的数学基础要求高。
2020年学校线上线下混合式一流课程，课程负责人：蒋大明，教学团队成员：李润梅，苗宇，张三同，刘峰。
2020年学校课程思政示范课程，课程负责人：蒋大明，教学团队成员：李润梅，苗宇，张三同，刘峰。
案例简介：
案例所处授课阶段为第五章 频率响应，主要内容为基于控制理论频率特性分析知识，讨论摩天大楼防风抗震的秘密武器—阻尼器的工作原理。将抽象的数学模型和枯燥的计算与身边热点事件相结合，从而让知识鲜活起来，易于理解和掌握；培养具备良好的科学思维能力和解决控制领域工程问题能力；将思政教育以润物细无声的方式自然地融入到专业教学中，增强思政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，培养学生创新精神、科学精神、工匠精神和使命担当。
二
案例蕴含的思政元素分析
案例内容:
2021年5月18日中午时分，深圳市赛格大厦出现晃动，现场大量人员紧急从大厦撤离。此事引起网络热议，网友批评该大厦建筑质量太差，导致楼竟然会晃动。发生此事件的赛格大厦基本情况：赛格大厦总高355.8米，总建筑层79层，地上75层。
通过带动同学们课下调研，发现高楼大厦出现晃动或者振荡的现象并不少见。因此产生一个问题：如果高楼晃动太厉害，会不会坍塌；再者，坐在晃动着的高楼里，也实在是感觉不太安全。上海中心大厦能在17级的台风中安然无恙，是不是运气好啊。
原来不是，1米左右的晃动是安全的，而保证大厦不超过这个安全级别的晃动，其本质原因是大厦本身的设计和一个秘密的“神器”--质量调谐阻尼器。
这个案例应用经典控制理论第五章频率响应可以给出理论分析，质量调谐阻尼器涉及到的一个核心问题就是设计一个控制系统，当检测到楼房震动时，做出控制决策，控制大摆锤摆动产生同频率反作用力，使得二者偏差趋于零或者有界。这是解决社会实际问题时我们控制系统的一个典型应用。
案例蕴含的思政元素：
在案例整体设计时，秉承将思政教育以润物细无声的方式自然地融入到专业教学中的方式，增强思政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。该课程思政案例紧扣核心价值观在课程内涵中的体现，首先，能够针对社会热点问题，科学冷静的分析问题本因，不盲从、盲信，在条缕分析现象本质后，自然而然就培养了学生的科学精神和文化自信。其次，通过案例讲解，对我们建筑技术的发展和在世界上的地位有了更精准的认识，弘扬社会主义核心价值观，传播爱国、爱党、积极向上的主流价值观精神。培养学生创新精神、工匠精神和使命担当。
课程思政教学改革的创新点：
经典控制理论课程内容，有较多数学推导，属于学生公认比较难的、学起来比较枯燥的一门工科类课程。通过课程思政案例的引入，在部分有难度章节增加了一些具有故事性的内容，并通过多种教学方法引导学生集中讨论、网上文献调研、报告撰写等，活跃了教学气氛，也通过理论联系实际，强化了学生对理论的理解，对工程应用实践的认知，教学效果得到改进。
三
案例教学整体设计
（一）教学设计
总体理念和思路：秉承将思政教育以润物细无声的方式自然地融入到专业教学中，增强思政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，培养学生创新精神、科学精神、工匠精神和使命担当这一总体理念。将抽象的数学模型和枯燥的计算与身边热点事件相结合，激发学习者的学习兴趣和探索行为，从而让知识鲜活起来，易于理解和掌握；通过对当前网络热点的客观分析，培养学习者不盲从、不盲信的科学态度，培养具备良好的科学思维能力和解决控制领域工程问题能力，从而实现将思想政治教育有机融入授课内容。
（二）教学实践
1、新闻热点：
2021年5月18日中午时分，深圳市赛格大厦出现晃动，现场大量人员紧急从大厦撤离。此事引起网络热议，大量网友发表评论批评该大厦建筑质量太差，导致楼竟然会晃动。
然而，2021年5月18日晚上21时至19日下午15时受深圳市住建部门委托，多家专业机构对赛格大厦的振动、倾斜、沉降等情况进行实时监测，该三项指标均远远小于规范允许值，监测数据未显示异常情况。
2021年9月8日起，赛格广场大厦裙楼及塔楼将全部恢复运营使用。
问题：赛格大厦为什么会晃动，是不是建筑质量太差，为什么政府又让该大厦恢复使用了呢？
图1 赛格大厦晃动，市民紧急疏散场景
2、背景调研：
（1）赛格大厦基本情况：赛格大厦总高355.8米，总建筑层79层，地上75层。
（2）是否有其他高楼大厦也发生过此类事件？
3、调研结果和问题探讨
通过带动同学们课下调研，发现高楼大厦出现晃动或者振荡的现象并不少见。高楼晃动是对风压的一种缓冲，特别是超高层建筑来回摇动是正常的，有利于楼体安全，高层建筑大部分都是钢结构，对于侧向压力会起到缓冲作用。如混凝土电视塔的顶端在一般风力的作用下都会有1米幅度的晃动。
如上海中心大厦，曾经也出现过剧烈的晃动，而且晃动的幅度将近1米左右，造成中心大厦这么大幅度的晃动的原因是当时路过上海的超强力台风“利奇马”。 “利奇马”当时的风力属于17级的台风，可以说是非常恐怖的风级。而在当时上海中心大厦历经如此级别的大风竟然没有出现任何的问题，当时一度让人称奇。
图2 赛格大厦和上海中心大厦外观
但是我们也不由得担心，那如果高楼晃动太厉害，会不会坍塌，再说，坐在晃动着的高楼里，也实在是感觉不太安全。上海中心大厦能在17级的台风中安然无恙，是不是运气好啊。
原来不是，1米左右的晃动是安全的，而保证大厦不超过这个安全级别的晃动，其本质原因是大厦本身的设计和一个秘密的“神器”，被称之为“上海慧眼”的上海中心大厦质量调谐阻尼器。
图3上海中心大厦质量调谐阻尼器-上海慧眼
4、摩天大楼防风抗震的秘密武器——阻尼器
上海中心大厦是中国第一高楼、世界第二高楼，地上127层，地下5层，总高632米。大厦顶楼的125-126层藏着一个“镇楼神器”——有“上海慧眼”之称的大型阻尼器。
该阻尼器是中国自主研发的摆式电涡流调谐质量阻尼器，可以抗7级地震和12级台风。阻尼器重达1000吨，乃世界最重，由12根吊索、质量块、阻尼系统和主体保护系统四部分组成。这个质量调谐阻尼器在台风和地震来袭，大楼侧面受力时，会通过计算机侦测后，以相应的摆动产生反作用力，抵消部分大楼的压力。
当建筑达到一定高度，纯粹靠提高结构抗侧力体系刚度的方法会比较困难，一些超高层建筑就会在楼内添加阻尼器来减轻结构的振动响应。
5、案例结合和分析
这个案例应用经典控制理论第五章频率响应可以给出理论分析，质量调谐阻尼器涉及到的一个核心问题就是设计一个控制系统，当检测到楼房震动时，做出控制决策，控制大摆锤摆动产生同频率反作用力，使得二者偏差趋于零或者有界。这是解决社会实际问题时我们控制系统的一个典型应用。
在案例整体设计时，案例分析、调研及与课程内容学习的结合过程给学生带来真实的体验感与获得感。所选择的案例是近期引起社会广泛关注的社会热点问题，易于引起学生探究心，带领学生科学的分析问题过程，培养了学生的科学精神和文化自信。其次，通过案例讲解，对我们现代建筑技术的成就和在世界上的地位有了一定的认识，弘扬社会主义核心价值观，传播爱国、爱党、积极向上的主流价值观精神。再次，该案例在教学实施过程中，没有局限于一个故事的讲解，而是按照问题提出---背景调研---问题讨论---知识带入及讲解---案例总结流程，有序开展，培养了学生科学解决问题的能力。
（三）教学反思
该案例启发了学生科学探究的兴趣，培养了科学思维和解决问题的能力，也在小组讨论中，培养了大家的协作意识和表达能力。但在案例建设过程中，也出现了一些困难和问题。
一些思政案例对象没有数学模型可以使用，但在不断的案例建设中，必然会出现新的研究对象，因此，如何获取数学模型或者一些技术细节，对教师来讲就比较困难。针对该案例，对高楼大厦的数学模型，几乎是不可得的，而这类阻尼器的具体设计也几乎没有文献可以查阅，教师在案例建设中，需要花费较多时间去拓展知识，寻找可用的参考文献，这个过程比较费事费力，有时可能还并没有解决问题。
课程组针对这一问题，目前已经启动课程思政案例建设的调研工作，建立和其他优秀课程团队的交流通道，包括跨学科跨专业合作，克服知识瓶颈，争取建立可共享的课程思政案例库机制。
同时，在课堂教学中采用启发式教学方法，引导学生以学科思维挖掘社会生活中的问题，集体讨论，探索解决途径，从而产生新的案例点。
往
期
阅
读
1.课程思政优秀案例（一）|《信号与系统》：连续时间信号的时域抽样
2.课程思政优秀案例（二）|课程思政融入《城市轨道交通系统运营管理》行车调度指挥教学的研究与实践
3.课程思政优秀案例（三）|《电磁场与电磁波》：法拉第电磁感应定律
4.课程思政优秀案例（四）|《会计学原理》：分析京沪高铁报表 激发爱路报国情怀
5.课程思政优秀案例（五）|《土力学》：一盘散沙的启示
6.课程思政优秀案例（六）|《机械原理》：机构自由度的计算
7.课程思政优秀案例（七）|《大学物理》：静电场中的导体
8.课程思政优秀案例（八）|《无线通信基础》：回顾无线通信发展史，立志科技报国，在伟大梦想中成就事业
9.课程思政优秀案例（九）|《数据库系统原理》：家国情怀、全面发展
10.课程思政优秀案例（十）|《物流学》：我国物流发展辉煌的历程——自豪与使命
11.课程思政优秀案例（十一）|《经济学原理》：强化思政教育，激发爱国情怀
12.课程思政优秀案例（十二）|《供应链管理》：“啤酒游戏”课堂情境学习项目
13.课程思政优秀案例（十三）|《交通运输设备》：新时代我国交通运输设备建设伟大成就
14.课程思政优秀案例（十四）|《计算机辅助设计与制造技术》：专业课程中的小故事与大道理
15.课程思政优秀案例（十五）|《计算机网络与通信技术》：工科课堂的课程思政教学设计
16.课程思政优秀案例（十六）|《几何与代数(B)》：从一道行列式问题谈秦九韶
17.课程思政优秀案例（十七）|《生活中的生物学》：由宿舍睡眠话题引发的制度自信讨论
18.课程思政优秀案例（十八）|《建筑设计Ⅲ》：一横一纵、多点协同的“建筑设计Ⅲ”课程思政建设
19.课程思政优秀案例（十九）|《知识产权法(A)》：知识产权与经济社会发展
20.课程思政优秀案例（二十）|《大学英语预科课程I、II》：传中华文化思想、塑国际人才信念
21.课程思政优秀案例（二十一）|《广告学概论》：公益广告分析与策划
22.课程思政优秀案例（二十二）|《操作系统》：内存管理之虚拟内存
23.课程思政优秀案例（二十三）|《体育I》：传承太极拳 坚定文化自信
24.课程思政优秀案例（二十四）|《微机原理与接口技术》：思政科教相融的并行接口对分教学设计