《自動控制理論》課程教學改革與實踐

摘要：本文結合OBE教學理念，研究以提升學生工程素養為目標，提出對工程素養具象化實施。圍繞《自動控制理論》課程，采用線上線下混合式教學模式，從重構教學內容、改進教學方法多個方面進行了教學改革，深化了理論應用一體化教學，提高了學生工程素養。

關鍵詞：OBE;自動控制;工程素養;線上線下;混合式教學

前言

2019年10月，教育部發布《關于一流本科課程建設的實施意見》，提出要建設適應新時代要求的一流本科課程，形成中國特色、世界水平的一流本科課程體系，構建更高水平人才培養體系[1]。一流本科課程建設是一項系統工程，其內涵所包含的提升高階性、突出創新性、增加挑戰度[2]等建設原則應落實到各門課程建設中。

傳統的《自動控制理論》課程教學模式以課程講授為主，課程形式單一，無法滿足學生能力培養、價值塑造的高質量培養要求。此外該課程理論性和工程性均較強，以理論教學為主的教學模式無法提升學生解決復雜工程應用問題的工程素養。因此本文結合OBE教育理念[3][4]，探索工程教育通過融合理論教學與實踐教學一體化來全面系統地促進學生工程素養的提升。

1《自動控制理論》課程理論與應用內在聯系

1.1“控制理論及應用”系列課程理論與應用關聯性

《自動控制理論Ⅱ》課程是電氣工程及其自動化專業和自動化專業的專業核心課，它是專業課程《過程控制》、《運動控制》以及實踐課程《控制系統綜合作業》的理論基礎，同時也是“西門子杯”中國智能制造挑戰賽、全國電子設計競賽、全國大學生智能汽車競賽的核心理論課程，對學生的后續理論課程的學習、實踐環節完成情況以及學生競賽參與度、競賽表現具有非常重要的理論意義。因此，為了讓學生能更好地參與到實踐環節，需要在課程中就開始深化理論應用一體化教學，挖掘工程案例，在工程層面上熟悉被控對象，培養“綜合性”工程思維，用所學控制學工具、理論去解決復雜工程問題。

1.2深入挖掘工程案例

工程案例需要與理論內容結合，通過學生創新實踐和企業調研深入挖掘工程案例。學生能通過理論的學習后循序漸進地、有層次地將理論應用到工程案例的問題解決過程中。為了實施“問題提出、分析、解決、應用（拓展）、小結”有效教學閉環，需要在本課程中精選案例開展案例教學。結合課程特點以及學生學情分析，所選案例需要具有前沿性和綜合性，教學案例有層次地、有梯度地、由淺入深地融入到課程教學全過程中，培養學生解決復雜工程問題的應用能力。

2創新能提升解決復雜工程問題能力的教學方法

2.1“雨課堂+SPOC”的混合式教學

為了達到學生學以致用、提升自主學習能力、分析解決問題的能力以及解決復雜工程問題的學習目標，學生需要在課外有大量的學習和思考過程，并需要采用有效的教學組織形式，讓學生在課堂中進行討論、開展辯論。

因此利用“雨課堂+SPOC”教學管理平臺，創新教學模式，形成傳統教學和基于現代信息技術教學的優勢互補。在采用“雨課堂+SPOC的混合式教學”過程中，將課程的教學設計為課前、課中和課后三個教學環節。

對于課前預習主要借助MOOC視頻以及教師在雨課堂中推送的預習資源結合教材進行預習，預習中有相應測試題計入平時成績，這樣能有效提升學生的預習效果;在課程中主要采用雨課堂教學平臺進行課堂互動，包括彈幕、隨機點名提問、做游戲、投稿、測試、投票等，提升課堂學習積極性。同時再利用雨課堂進行數據統計分析、課堂教學屏幕錄制，學生通過MOOC視頻和回看雨課堂上課錄屏，針對性查漏補缺進行復習，給學生提供有針對性的復習資源;教師和學生課后可以根據雨課堂大數據了解上課學習情況。其次，將預習測試和課堂測試以及MOOC資源的學習作為了對學生的過程性評價之一，打破傳統的期末考一考定成績的局面。同時學生不再僅僅通過紙質作業進行復習鞏固，還增加課堂測試、互動、MOOC測試等多元過程考查方式。

2.2探索課程思政融入教學全過程的方法途徑，強化學生工程意識

《自動控制理論》課程基礎知識抽象、系統、復雜，學生學習效率不高，因此將思政元素有機融入課程教學全過程，可以激發學生的主觀能動性，對專業知識吸收起到良好的推動作用。學生的工程意識的建立與強化是離不開對生活以及工程實際的認知，通過引入工程案例、國家時事、典型先進事跡等思政元素，引導學生從工程層面上熟悉控制理論背后的工程涵義----量程、量綱、可否測量、可否操作、安全范圍、社會規范等等，培養學生良好的職業素養和工匠精神，激發學生為祖國實現民族偉大復興而奮斗的愛國情懷。

3小結

以OBE為教育理念，以提升學生工程素養為目標，圍繞《自動控制理論》開展了基于教學模式、教學內容、教學方法多方面的教學改革。采用“線上線下”混合式教學，設計一以貫之的工程案例，深入挖掘課程思政元素實現專業學習和育人的同向同行，為提升學生工程素養起到了積極的推動作用。

參考文獻：

[1]黃治同，紀越峰，尹長川.面向電子信息類創新人才培養的一流本科課程建設探索與實踐[J].中國大學教學，2021（10），43-48.

[2]教育部.教育部關于一流本科課程建設的實施意見[Z].2019年10月24日.

[3]李薇，王磊，魯嘵鋒等.基于OBE理念的計算機專業人才能力培養模式創新[J].計算機教育，2017（8）：47-51.

[4]張秀珩，巴鵬.OBE導向的供課專業基礎課混合式教學模式研究[J].機械工程師，2021（11）：10-12.

作者簡介：陳星，1988.06，女，漢，湖北仙桃，碩士，講師。