基于OBE的“自動控制原理”教學改革研究

胡玉睿

摘 要：隨著我國教育改革的不斷推進以及OBE先進教育理念的不斷深入，自動控制原理作為電氣工程及其自動化專業的核心課程的教學模式也進行了改革。本文首先對OBE教育理念進行了概述，在此基礎上對傳統教學模式進行了分析，最后提出了教學改革的方案，使得學生能夠達到工程教育學習的最終目標。

關鍵詞：OBE;工程教育;《自動控制原理》課程

基金項目：重慶化工職業學院課題：HZY2019-SK05 基于微信的“自動控制原理”MobiMOOC課程模式創新研究。

1 OBE有關概述

OBE是一種先進的教育理念，它是Spady等人在1981年的時候提出來的關于產出導向的教育理念，逐漸的受到了各個國家高等教育機構的認同，促進了高等教育的發展。在OBE教育理念的指導下，教育教學活動都圍繞著“預期學習產出”這個中心來開展，最先要做的就是要定下學生畢業時要具有的能力和達到的專業水平的目標，然后對教育機構、教學方法和教學的手段進行科學合理的選擇，為學生畢業的時候達到預期的目標提供保障[1]。

2 傳統教學模式

傳統的“自動控制原理”課程教學，采用的是理論教學與試驗教學相結合的教學模式，本文對這兩種傳統的教學模式進行了分析。

1）理論課程教學模式。在“自動控制原理”的理論課程教學方法中，在課堂上主要是老師講授理論知識，學生聽，以及學生分組討論，課后，學生自學理論知識等的一種教學的形式。這里面的課后自學主要是做一些課后習題，學生課后自學的目的不是掌握知識而是完成老師留的作業，是被動的學習，從傳統教學的角度來說，跳動學生學習積極性的最主要方法就是考試成績，但是我們應該謹記紙上談兵的教訓，而工程專業要培養的是實用型的專業人才，因此這種傳統的教學模式已經滿足不了現代人才培養的要求。

2）試驗課程教學模式。在“自動控制原理”的試驗課程教學中，有理論和試驗脫節的現象，試驗的基本原理比較單一，缺乏綜合性。在實驗的設計上，還存在比較教條的問題，傳統的試驗教學的方法就是學生跟著老師的操作步驟來做試驗，在實驗的過程中，學生不會主動思考試驗的原理、步驟和方法，試驗教學的效果比較差。學生自己連簡單的系統分析都不做，不會活學活用，根本不會做復雜的控制系統分析和矯正。因此傳統的試驗教學方法無法滿足現代人才培養的要求。

3 課程教學改革方案

“自動控制原理”這門課程的教學內容主要包括系統數學模型的建立、系統的分析方法和系統的綜合校正設計三個部分，這門課程學習的最終目標是學生要能夠獨立的設計一種綜合校正控制系統的方案，進而提高系統的穩定性、運行的效率以及準確性等，使其滿足工程的實際需要[2]。根據上述的在OBE教育理念指導下的課程需求，本文中提出的“自動控制原理”課程實踐教學就可以培養學生進行系統綜合校正設計的能力，彌補了傳統實驗教學方式的不足，還能夠提高學生對所學理論知識的綜合應用能力以及分析和解決問題的能力，在此基礎上對學生進行合理的考核，可以讓學生提高學習的積極性和主動性，最終達到學生畢業的目標。

1）綜合設計能力。在OBE教育理念指導下以及素質教育理念的推動下，根據學生本身的基礎和能力情況，將課程設計的題目按照難度由高到底分為難、中、易三個層次，培養學生的創新思維能力，使得學生能夠充分發揮自身的潛能并按照規定的時間獨立的完成設計任務，按照學生層次的不同制定不同的標準和要求，真正的做到因材施教。題目的設計要遵循以下原則：首先，就是題目的設計要具有較強的綜合性，可以涵蓋“自動控制理論”的主要內容;其次是設計設計結果應包括頻域分析中的兩到三種典型環節，當然也可以選擇時域分析法或者根軌跡分析法;再次，就要和現實生活中的工程相結合，提高學生的實踐能力，讓設計和人們的日常生產和生活聯系到一起;再次，就是學生可以在設計的題目中發揮自己的創造力，使得設計更加實用，并且具有創新性[3]。除此之外，學生可以自由組合選定題目，然后協同工作和學習，最后完成設計，不僅能夠讓學生對理論知識有更加深入的理解，還能夠培養學生的個人能力和團隊寫作的能力，培養出更多的復合社會發展需求的人才。

2）工程基礎理論知識應用能力。大家都知道，在“自動控制原理”的課程設計中，可以通過很多途徑來達到綜合校正方案的性能指標，解決的方案也有多種，本文提出的基于OBE的課程設計可以提高學生參與課程設計的積極性，充分發揮自身的潛能和想象力，運用自己所學的理論知識完成課程設計，方法可以自選。學生根據課程設計的要求，運用自己所學的比較經典的分析方法或者通過查閱資料采用別的先進方法來對方案進行設計和校正，校正做完以后，學生還要分析自己的校正裝置結構、系統所要求的視域和頻域的指標。在這個學習和實踐過程中，不但能夠深刻理解設計方案，清楚的知道設計的目的，而且還能夠更加深入的理解和掌握所學的理論知識，并將所學知識應用到了工程實踐當中，對一些分析方法進行了驗證，給學生一種學有所用的感覺。

3）分析和解釋數據能力。我國的工程教育認證中要求學生能夠運用所學知識解決實際工程中的復雜問題。基于OBE的“自動控制原理”的課程設計改革以后，從設計的要求到最終方案的確定，每個環節都需要學生對具體的情況進行具體的分析，然后在運用所學的理論知識，校正自己的設計方案，然后還要對多個方案進行對比和選擇，最后得出最佳方案。確定方案以后，在具體的校正設計中，要結合實際的性能指標來對參數進行確定，然后將數據錄入校正系統進行驗證，看看系統的性能指標是不是符合要求，還要對校正后的系統進行有關的時域指標分析，對其穩定性和準確性進行確定。在驗證的過程中，可以提高學生對數據分析的能力。

4）考核方式的改進。對學習的產出進行評估是基于OBE的教學模式中一個給常重要的部分，更是OBE教育模式最終要達到的目標。那么怎么做才能夠客觀的評價學生學習的產出呢？本文認為可以采用“基礎分+完成分+表達分”的方法來對學生的學習產出進行評定。在結合上文所說的多層次的培養模式，在對學習的產出進行評定的時候，根據課程設計題目的難易程度，對基礎分進行設定，課程設計的難度越大，基礎分越多，成程設計越容易，基礎分就越低，而完成分是根據課程設計的完成情況來評定的，表達分是根據課程設計完成以后，學生都自己的設計進行描述和講解的情況來評定的，運用這樣的評分方法，老師可以更加準確的了解學生在實際操作、分析創新以及表達方面的能力，這樣的考核方法大大的激發了學生學習知識的積極性和主動性。

4 結束語

通過對最近幾年基于OBE的“自動控制原理”的教學實踐進行分析我們發現，在這種教學理念的指導下，對我們的課程教學模式進行改革，不僅提高了學生工程實踐的能力，而且還取得和很好的教學效果。但是，在OBE教學理念不斷發展的時代，教師一定要不斷的提高自身的專業水平，才能夠更好的為培養適應社會發展的應用型人才做出貢獻。

參考文獻

[1]顧佩華，胡文龍，林鵬，等.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式——汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2017（1）：27-37.

[2]王柯，周延延，吳曉燕.“自動控制原理”課程實驗教學改革與探索[J].中國電力教育（上），2019（34）：140，149.

[3]史小平，金晶，寧永臣.素質教育理念下的自動控制原理課程設計——黑龍江省精品課程建設的進一步完善與實踐[J].教書育人，2018，33：62-64.