　　刚读了半年研究生课程的天津大学学生严正清，在科研上已小试牛刀——他刚刚完成了用于新疆的棉花轧花厂的无人驾驶夹抱车项目，又投入校园无人清扫车的研发中。　　在这些项目研发过程中，“控制”都是极为重要的基础。严正清的创新成果正得益于此，他大三学习了控制理论基础课程，大四又做了这门课程的助教，对这项基本技能得心应手。　　控制理论基础是天津大学机械学院能源与动力工程专业三年级的一门专业必修基础课，同时也是国内能源与动力专业智能化方向的核心课程。不久前，这门课获得了中国机械行业产教融合教育教学创新大赛特等奖。　　这门课程是天津市“面向智能化时代的内燃动力系统课程改革与实践”的教改项目，同时还被视为天津大学新工科课程群的代表课之一。　　几年前，天津大学机械学院能源与动力工程专业教授宋康着手对课程进行调整更新时，做了一项问卷调查，结果显示课程最大的“痛点”在于，“产教不匹配、知识更新慢”。　　宋康对此有深刻体会。他在读本科时这门课讲授的内容都是百年前的经典控制理论，而MPC（预测控制）、ADRC（自抗扰控制器）等现代控制理论几乎都不涉及。宋康回忆，到研究生阶段真正要做项目的时候才发现学得远远不够，而这块“短板”只能通过自学补上。　　他的调研对象包含了正在学习和已经学完这门课程的学生，也包含与该专业密切相关的产业界同仁。大家普遍认为，目前的教学存在“知识碎片化、关联性不够，求知被动化、参与度不高，实践套路化、获得感不强”的问题。而在产教融合中，存在“产业场景多样、聚焦难，工程问题复杂、简化难，学生流动性强、沉淀难这三难”。宋康说，这些问题催促着他下决心，一定要对这门控制理论基础课进行大刀阔斧的改革。　　严正清还记得，自己上第一节课的时候，宋老师就布置了这门课的任务：用学到的知识，实现对机器人打乒乓球的控制。那时候，他对“控制”几乎一无所知。在之后的一个学期里，这门课的课堂上出现过机器狗，他们走出课堂去无人车驾驶试验场，走进老师的实验室看课题组正在做的项目……每周，同学们都组成小组，自发地用课堂知识，去解决相应的问题。渐渐地，最初很“抽象”的控制理论变得越来越“实”，大家的学习兴趣也越来越浓。　　结课后，不少同学意犹未尽，自发成立了“智能机器人X空间”社团。宋康购置了机器人小车等设备，支持学生们的社团。同学们在这里为课程创新研发了教具，又共同备战全国大学生智能汽车比赛，社团成了同学们的创新乐园。　　严正清也加入了这个社团，大四时他又成为宋康的助教，带着学弟学妹一起做实验，解答大家在实验中遇到的问题。这届学生的任务是“无人车竞速狂飙”，“这是个难度比较高的程序，属于进阶程序，比我们玩的打乒乓球要复杂不少。”严正清说。　　大学生陈云则将这门课形容为“展开一幅科技编年图”——从经典理论到前沿突破，“一下子就让知识体系有了清晰骨架，学起来条理也更加分明”。课堂上，陈云的眼睛总是被吸引，比如一家加拿大教具公司的平衡杆教具，“刚被搬到讲台上，金属的杆子、精密的底座，透着一股高科技的神秘感”。老师刚介绍完原理，邀请同学们上前尝试时，教室里瞬间热闹起来。后来，老师还带来了各种智能车、轻舟机器人等，“当我上手调试让车辆跑起来的那一刻，理论瞬间活了！”这个年轻人真切感受到控制原理如何在指尖起效，对那些抽象物理公式的理解也更深了，这也让他头一回清晰地意识到，原来所学知识竟有着这般实打实的“用武之地”。　　和严正清一样，结课后，陈云也做了助教。设计实验报告时，他会回忆自己当学生时的困惑，努力让题目引导学弟学妹深入思考、灵活运用知识。收集报告过程中，他还能根据大家提出的不同思路，帮助他们解决五花八门的疑问，这段经历让他从新角度吃透课程内容，也体会到教学相长的妙处。　　机器人打乒乓球、无人车竞速狂飙，这些时尚前沿且互动性极强的项目，其实都是典型“控制问题”，也是宋康课程设计的“主干”，围绕这个主干，课程形成了“一干两翼两平台”的教学思路，即：以一个典型问题的解决作为课程主干，师生联合开发算法动手之“翼”、揭榜挑战赛项目分享动口之“翼”，构建课程数字孪生仿真平台、视觉感知与精密机电无人车融合的教具平台两个平台。　　课程中同学们一路“打怪升级”，解决的诸多典型问题，其实是宋康从与中汽中心等4家车辆与机器人公司联合攻关项目中梳理出的多场景的工程问题。他将这些问题简化设计成适合本科生研究的题目，如中汽智联的车辆轨迹控制案例、舜泰汽车的线控转向控制案例等。通过与教具公司合作，联合开发特色教具，他们将复杂问题简化的同时，还以游戏竞赛的形式吸引同学们的兴趣。与此同时，他们还将团队的科研成果引入教学案例，如无人碾压机、无人采棉机、无人叉车、发动机转速等。　　“一个项目贯穿课程始终，黏合了知识碎片，连接了理论与实践。而多学科交叉融合，也给学生留足了创新的空间，让一门课变成一次奇妙的‘旅行’。”宋康说，实体教具的开发与数字孪生仿真平台，也让学习过程更加直观和便捷，学生全方位的能力都大大提升。　　随着结课的学生不断加入助教队伍，课程又联合教具公司为学生设立了教育开发委托项目，目前已联合开发了两套教具平台，设计了5套实验指导书，形成了上百个开源的程序库。　　“校企协作、师生共建、同频共振。”宋康认为，这是产教融合课程设计希望实现的目标。　　如今这门大学三年级的“控制理论基础”已经实现了4个闭环，即理论实践闭环，科研案例反馈教学，实现理论讲解与实践练兵结合；师生闭环，结课学生担任助教，迭代优化教具平台；研教闭环，科研成果转为教学案例，前沿探索更新课程内容；产教闭环，行业问题赋能通用教具，特色教具平台支撑随堂竞赛。　　课程改革的成效也在慢慢显现。严正清投身产业控制难题，攻克了农机轨迹控制，清扫车作业控制等难题。不仅如此，短短3年，结课的学生就已获批6个专利，参加相关赛事，揽获10余个奖项。　　在宋康看来，教育是传递能量，而不是灌输知识，需要师生合作共建。而产教融合的关键，则是校企携手实现需求匹配。　　中青报·中青网记者胡春艳通讯员刘晓艳

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