自動控制理論課程考核方法改革研究

王艷芳　盧濤　張曉東

摘要：近年，各大應用型本科院校的工科專業(yè)都在進行工程質(zhì)量認證，這對工程技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求：工程教育要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。只有將卓越工程師教育培養(yǎng)標準融入到專業(yè)課程教學之中，才能更好地保證工程教育培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：應用型本科；自動控制理論；考核方式改革；工程教育目標

近年，各大應用型本科院校的工科專業(yè)都在進行工程質(zhì)量認證，這對工程技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求，工程教育要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。以應用型人才培養(yǎng)為目標的高校，要求以工程教育認證制度為培養(yǎng)標準，以強化工程實踐和創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)課程體系和教學內(nèi)容。只有將卓越工程師教育培養(yǎng)標準融入到專業(yè)課程教學之中，才能更好地保證工程教育培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。課程考核作為人才培養(yǎng)過程中的重要環(huán)節(jié)，是評價課程教學質(zhì)量的主要途徑。

一、課程考核存在的問題

自動控制理論是自動化、電氣工程及其自動化、測控技術(shù)與儀器等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，理論性較強，實踐性較弱，需要一定的數(shù)學基礎(chǔ)。河南工業(yè)大學對這類理論性很強的課程考核，多年來實際上一直采用“一卷定終身”的考核方式，雖然也還有平時成績，但與平時考核區(qū)分度不大。平時成績分為兩部分：一部分是課外作業(yè)，一部分是依靠考勤作為依據(jù)。對于課外作業(yè)，大多要求學生在課下完成，然后收上來批改。對于課堂考勤，隨著智能手機的普及以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達，發(fā)現(xiàn)上課考勤時人坐在教室心卻留在網(wǎng)絡(luò)虛擬世界的現(xiàn)象普遍。另外比較突出的問題是一些實驗課存在走形式現(xiàn)象，部分學生都做完實驗了還不知道自己在做什么。

對于這類比較枯燥的專業(yè)理論課程，如何在課堂內(nèi)外調(diào)動學生的學習主動性，提高學生參與課程學習的意識，培養(yǎng)學生綜合分析與解決工程實踐能力，筆者認為，在CDIO教育理念下，采取目標導向的考核方法改革不失為一種好的方法。

二、考核方法改革目標與思路

第一，加強課程過程考核管理，構(gòu)建科學合理的課程評價體系。以課程目標為導向的課程考核體系重在對學習過程與學習效果的評價。

第二，在課堂教學中，引入“翻轉(zhuǎn)課堂”的理念，引導并推動學生由“被動接受者”變?yōu)椤爸鲃友芯空摺保處熡伞爸R傳授者”變?yōu)椤爸R賦能者”，以適應課程評價體系，增強教學效果。將課堂講課、討論、回答問題、課程測驗等納入平時成績的范疇。

第三，加強實踐教學環(huán)節(jié)的過程評價，增強實驗成績的區(qū)分度。實踐教學環(huán)節(jié)采用分小組完成，將實驗前的準備和實驗實操過程中的情況，納入實驗成績，進行實驗過程的嚴格把控。

第四，期末考試的改革。建立“自動控制理論”試卷庫或試題庫，實現(xiàn)教考分離。

三、考核方式改革措施

本課程2012版大綱的成績構(gòu)成是期末考試占70%，平時作業(yè)、考勤與實驗占30%。為提高教學效果，加強教學過程管理，可以進行下列改革。

（一）多種教學方法并用，增強教學效果

在傳統(tǒng)教學模式的基礎(chǔ)上，使用現(xiàn)代教學手段，在學校網(wǎng)站上，搭建自動控制理論課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺，實現(xiàn)教學資源共享，學生在此平臺可以查看教學任務(wù)、教學大綱、教學內(nèi)容和教學課件，進行輔導答疑等，真正實現(xiàn)交互式雙向教學，將教與學有機結(jié)合，使課內(nèi)教學與課外教學互補，達到提高教學效果的目的。

（二）平時考核方式多樣化，讓學生參與教學過程，提高學習的主動性

課程組將課外作業(yè)部分移到課內(nèi)完成，以督促課外作業(yè)完成的質(zhì)量，課堂上每隔一段時間利用10-20分鐘進行課堂小測驗，對前期的課外作業(yè)進行考核，當堂完成，計入平時成績。

對于課內(nèi)考勤，不再采取點名的方式。在網(wǎng)絡(luò)課程學習的基礎(chǔ)上，加強課程預習的效果檢測，采取翻轉(zhuǎn)課堂的教學方法，課上不定期抽學生回答問題，讓學生隨時處于戰(zhàn)備狀態(tài)，提高學生教學過程的參與意識，將學生的心留在課堂上。經(jīng)過兩年的實踐，此種方法的教學效果甚佳，唯一的缺點是時間不好把握，易造成課程內(nèi)容講不完的情況，需要教師把控好課堂時間。

（三）注重實驗前準備與實驗過程管理，達到理論與實踐齊頭并進的教學目的

目前，該課程共開設(shè)12學時的實驗，其中驗證性實驗8學時，設(shè)計性實驗4學時，實驗設(shè)備采用“THBCC-1型實驗裝置”，共15臺，可滿足一個班的學生進行實驗。

實驗分為三個步驟：預習、實操與課后總結(jié)報告。加大預習與實操的實驗成績比例與考核方式，取消實驗考勤這一項成績依據(jù)，實驗課程考勤不來的沒有實驗成績，來了不打成績的，降低實驗報告的成績比例。要求課前預習形成實驗報告的初稿并在實驗前和實驗過程中備查，以提問形式計入實驗成績。為進一步加強學生實驗過程的參與意識，不再手把手教學生做實驗。每次實驗提前布置，要進行仿真實驗，將實驗預習程度計入實驗成績，只是在第一次做實驗時教會學生實驗的注意事項及實驗室的儀器使用方法，引導學生自己組隊，分配任務(wù)，自己做實驗，并分析實驗結(jié)果，進行課后總結(jié)，充分發(fā)揮學生的團隊合作意識，樹立工程理念，著重培養(yǎng)學生的綜合實踐能力，為后續(xù)實踐類課程打下基礎(chǔ)。

（四）建立課程試卷庫，實現(xiàn)教考分離

為實現(xiàn)真正的教考分離，2015年編寫課程試卷20套，建成課程試卷庫，為試題庫做好準備。近兩年不再采用任課教師出題的形式進行考核，而采用抽取試卷庫的形式進行考核。隨著工程教育理念的深入，新形勢下，試卷庫每隔一年會對試卷庫的題目進行審核，以適應新時期的內(nèi)容。

2012版大綱與2017版大綱成績組成及比例對照情況見下表所示。

四、課程考核如何支撐課程教學目標

自動控制理論課程是學校電氣工程學院相關(guān)專業(yè)的專業(yè)主干基礎(chǔ)課，在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間發(fā)揮承上啟下的作用。根據(jù)工程認證的要求，本課程的課程目標主要圍繞知識、能力和素養(yǎng)三個方面，目標如下：

第一，掌握自動控制的概念，掌握控制系統(tǒng)的時域、頻域、根軌跡分析法等基本知識。

第二，掌握控制系統(tǒng)的數(shù)學模型以及建立方法，并具備解決實際工程問題的能力。

第三，訓練學生系統(tǒng)分析的能力，能熟練地將自動控制理論的分析方法，應用于實際系統(tǒng)。

第四，掌握線性連續(xù)系統(tǒng)的校正方法，并能針對具體工程問題，選擇合適的校正方案，完成系統(tǒng)設(shè)計。

第五，具有溝通、團隊合作、在設(shè)計中考慮可持續(xù)發(fā)展等素養(yǎng)。

工科院校專業(yè)課程的學習，大多有比較強烈的目標導向，這也符合近年工程質(zhì)量認證的趨勢。針對控制理論這門課的課程目標，目標1主要通過課內(nèi)外作業(yè)、實驗中的提問以及期末試卷中的客觀題目考核；目標2、3、4的理論計算可以通過作業(yè)、試卷中的設(shè)計類題目、實驗前的準備來考核，但如何解決實際工程問題，并完成一個實際工程的設(shè)計，必須要經(jīng)過實驗考核才能有所成效，所以卓有成效的實驗考核是檢驗學生是否具有分析和解決一個工程實際問題能力的唯一標準。目標5是個隱性目標，在課堂討論，實驗環(huán)節(jié)的準備實施以及實驗報告中經(jīng)常考核。因此，應用型工科類院校的專業(yè)實驗條件，實驗實施過程管理，實驗效果考核三大塊是決定學生工程實際能力的主要因素。

五、結(jié)語

在各類學科迅速發(fā)展的今天，作為控制類專業(yè)的重要基礎(chǔ)課的自動控制理論課程，所涉及的相關(guān)課程和學科比較多，課程開設(shè)在第四學期，既具有明顯的理論特征，又需要一定的實踐基礎(chǔ)，與后續(xù)課程的聯(lián)系較為緊密，因此對該課程考核方式以及教學形式進行多方位的改革，意義重大，也迫在眉睫。通過對課程考核方式的改革，引導學生平時用功，逐步形成良好的學習習慣，從被動完成作業(yè)到主動課堂發(fā)言以及實驗實施過程的積極參與，多樣化考核方式，引發(fā)學生自我思考、自我賦能。加強實驗環(huán)節(jié)的考核力度，逐步與新工科的工程教育理念接軌。

責編：黎明