面向工程教育專業(yè)認(rèn)證的現(xiàn)代控制理論高新課教學(xué)改革研究

陳斌　周怡琳　林雪燕　高寶成

摘? 要：以工程教育專業(yè)認(rèn)證與北京郵電大學(xué)高新課建設(shè)為背景，從課程思政、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、考核方式及持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等方面，提出我校現(xiàn)代控制理論課程的教學(xué)改革方案與措施，旨在加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代控制理論;工程教育;思政教育;高新課;教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號(hào)：2096-000X（2021）25-0128-04

Abstract： In order to satisfy the requirements of engineering education professional certification and high-tech course of Beijing University of Posts and Telecommuncations， this paper proposes teaching reform of Modern Control Theory. The reform contains ideological education， teaching content， teaching method， assessment and continuous improvement. This study can significantly improve the students' innovative ability and engineering practice ability.

Keywords： Modern Control Theory; engineering education; ideological and political education; high-tech course; teaching reform

一、研究背景

信息技術(shù)的進(jìn)步不斷加劇了我國(guó)高等教育的變革。工程教育是我國(guó)高等教育的重要組成部分，對(duì)形成門(mén)類齊全的我國(guó)現(xiàn)有工業(yè)體系發(fā)揮了極為重要的作用。工程教育專業(yè)認(rèn)證是國(guó)際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，是實(shí)現(xiàn)工程教育、工程師資格國(guó)際互認(rèn)的重要基礎(chǔ)，它的三個(gè)核心理念是以學(xué)生為中心、成果導(dǎo)向與持續(xù)改進(jìn)[1]。專業(yè)認(rèn)證是檢驗(yàn)工科專業(yè)畢業(yè)生達(dá)到行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，是以培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向的合格性評(píng)價(jià)，對(duì)提升我國(guó)的工程教育質(zhì)量具有重要意義。依據(jù)最新的《工程教育認(rèn)證通用標(biāo)準(zhǔn)解讀及使用指南（2020版，試行）》，制定畢業(yè)要求時(shí)應(yīng)當(dāng)遵循“可覆蓋”“可評(píng)價(jià)”和“可落實(shí)”的三原則[2]。

為了全面提升本科課程的授課質(zhì)量，教育部2018年發(fā)布《教育部關(guān)于狠抓新時(shí)代全國(guó)高等學(xué)校本科教育工作會(huì)議精神落實(shí)的通知》，面向全國(guó)高等教育提出打造“金課”，淘汰“水課”的課程建設(shè)理念。從教育的角度分析，打造“金課”的本質(zhì)是如何解決好老師教什么、學(xué)生學(xué)什么的問(wèn)題。“金課”的設(shè)計(jì)要高度指向課程目標(biāo)和專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、拓寬學(xué)生視野[3]。為了順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，北京郵電大學(xué)在2019年面向全校提出建設(shè)高新課程規(guī)劃，打造屬于自己特色的“金課”。這里的“高”指理工融合、科教融合，“新”指課程內(nèi)容要貼近經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展實(shí)際，突出時(shí)代與技術(shù)前沿。簡(jiǎn)而言之，高在原理、新在應(yīng)用。教師和同學(xué)都會(huì)在高新教學(xué)中獲得新知識(shí)，取得新進(jìn)步。該教改方案已被列為北京市高等教育“本科教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)目”重大研究項(xiàng)目，旨在以思想建設(shè)為引領(lǐng)，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，以科技突破為驅(qū)動(dòng)，以雙創(chuàng)教育為抓手，全面推動(dòng)北京郵電大學(xué)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式轉(zhuǎn)型、升級(jí)與換代。本次現(xiàn)代控制理論課程改革則是在此背景下開(kāi)展。

二、現(xiàn)代控制理論課程特點(diǎn)與不足

現(xiàn)代控制理論課程是我校自動(dòng)化專業(yè)、測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門(mén)2學(xué)分控制類專業(yè)課，在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中具有重要的地位。課程側(cè)重理論分析，主要講解控制系統(tǒng)狀態(tài)空間建模、運(yùn)動(dòng)分析、能控性能觀性、李雅普諾夫穩(wěn)定性分析以及線性系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)等知識(shí)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，旨在掌握現(xiàn)代控制理論的基本原理、分析與設(shè)計(jì)方法，了解現(xiàn)代控制理論的前沿發(fā)展趨勢(shì);能夠運(yùn)用所學(xué)理論，綜合分析與設(shè)計(jì)滿足穩(wěn)、快、準(zhǔn)性能需求的控制系統(tǒng)，形成良好的控制理論素養(yǎng)和解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，為繼續(xù)學(xué)習(xí)自適應(yīng)控制、模糊控制、魯棒控制及智能控制等新的控制理論與技術(shù)奠定基礎(chǔ)，有著承上啟下的作用。

目前，課程主要采用線下課堂授課的教學(xué)方式，適當(dāng)穿插課堂問(wèn)答與練習(xí)環(huán)節(jié)，尚存在如下問(wèn)題：（1）教學(xué)大綱內(nèi)容老化，目標(biāo)達(dá)成方面缺乏對(duì)學(xué)生思政方面的培養(yǎng)，不適用于新形勢(shì)下《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》（教高[2020]3號(hào)）文件的培養(yǎng)要求，同時(shí)，不完全符合工程教育專業(yè)認(rèn)證對(duì)課程目標(biāo)達(dá)成度的畢業(yè)指標(biāo)要求。（2）課程理論性強(qiáng)、知識(shí)點(diǎn)較多且分配學(xué)時(shí)少，目前授課過(guò)程中與實(shí)際工程問(wèn)題的聯(lián)系程度相對(duì)較低，致使學(xué)生難以在有限時(shí)間內(nèi)聽(tīng)懂與消化，未能做到學(xué)以致用。（3）授課方式主要以教師為中心，借助PPT進(jìn)行課堂講授，缺乏互動(dòng)過(guò)程，未能做到以學(xué)生為中心，即了解學(xué)生、引導(dǎo)學(xué)生對(duì)授課內(nèi)容產(chǎn)生興趣，從而愿意在課內(nèi)與課外投入更多的時(shí)間去鉆研。（4）課程考核主要由平時(shí)成績(jī)、期中考試和期末考試三部分組成，而期末考試題目未能體現(xiàn)學(xué)生解決控制工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，且平時(shí)成績(jī)考核方式存在弊端，如課堂問(wèn)答環(huán)節(jié)難以了解所有學(xué)生的回答及知識(shí)掌握情況等。（5）缺乏現(xiàn)代控制理論課程目標(biāo)達(dá)成度分析與持續(xù)改進(jìn)機(jī)制。

三、現(xiàn)代控制理論高新課的教學(xué)改革與措施

結(jié)合我國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證以及我校高新標(biāo)桿課的建設(shè)要求，下面從教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、授課方式、考核方式及課程持續(xù)改進(jìn)機(jī)制等方面進(jìn)行改革與探索，從而建立具有我校專業(yè)特色的現(xiàn)代控制理論高新標(biāo)桿課，對(duì)提高專業(yè)課程的教學(xué)效果具有極大意義。