新工科背景下控制類專業實踐教學改革探索

摘"要：圍繞新工科背景下控制類專業實踐教學改革展開研究。通過對控制類專業實踐教學現狀的分析，提出綜合的教學改革方案，包括融入課程思政、構建實踐課程體系以及深化實踐基地合作模式。在實施階段，積極引導學生參與真實的工程項目，加強實踐能力培養，提高人才培養質量。通過教學效果評估，為教學改革的持續優化和提升提供參考依據。

關鍵詞：新工科;控制類專業;實踐教學;教學改革;人才培養

中圖分類號：G642"""文獻標志碼：A"""""文章編號：2096-000X（2025）03-0052-04

Abstract：Thispaperfocusesontheresearchofpracticalteachingreformincontrolengineeringspecialtyunderthebackgroundofnewengineeringeducation.Byanalyzingthecurrentsituationofpracticalteachingincontrolengineering，acomprehensiveteachingreformplanisproposed，includingintegratingideologicalandpoliticaleducationintothecurriculum，constructingapracticalcoursesystem，anddeepeningthecooperationwithpracticalbases.Intheimplementationstage，universitiesactivelyguidestudentstoparticipateinrealengineeringprojectstostrengthentheirpracticalskillsandimprovethequalityoftalentcultivation.Throughtheevaluationofteachingeffects，itisfoundthatthepracticalteachingreformhasapositiveimpactonenhancingstudents'practicalabilitiesandimprovingthequalityoftalentcultivation.

Keywords：NewEngineering;controlengineeringmajor;practicalteaching;teachingreform;talentcultivation

隨著國家實施“一帶一路”“中國制造2025”“互聯網+”和“新工科”等戰略，高等工程教育和控制類專業的培養面臨前所未有的挑戰與機遇。新興科技的不斷涌現使得控制類專業在自動化、智能控制、機器人技術等領域的重要性日益凸顯，對應畢業生的需求不斷增加。然而，傳統的教學模式已難以適應新時代的要求，控制類專業實踐教學面臨許多挑戰與問題。

新工科強調跨學科融合、產學研結合、創新創業能力培養，這意味著傳統的教學模式必須深刻轉變[1]。控制類專業作為工程類人才的重要組成部分，其實踐教學必須與新工科理念相結合，尋求更加創新的教學改革方案。目前，控制類專業實踐教學面臨一系列問題，包括教學方法單一、手段陳舊、理論與實踐脫節等。傳統的授課和實驗教學過于注重理論知識的灌輸，缺乏對真實工程環境的模擬和實際操作的培養，導致畢業生在實踐能力和創新精神方面存在欠缺。此外，控制類專業涉及的技術領域不斷發展，傳統教學內容可能已滯后于實際需求，需要教學改革與行業發展同步。

因此需要深刻轉變控制類專業的實踐教學模式。改革方案將注重提升學生的實踐能力和人才培養質量，融入課程思政和改革實踐課程體系，并深化實踐基地合作模式。通過實施與評估，探討改革的必要性、可行性和可能遇到的挑戰，總結經驗與教訓，為未來教學改進和專業教學改革提供啟示和建議。

一"控制類專業實踐教學現狀與新工科發展趨勢

（一）"控制類專業實踐教學現狀

控制類專業的實踐教學包括實驗教學和工程實踐，然而目前存在一些問題和局限性。實驗教學過于注重基礎實驗，缺乏與實際工程項目相關的高級實驗，影響學生實際應用能力。實驗設備和實驗室條件相對滯后，無法滿足學生的實踐需求。實踐教學還局限于校內資源，缺乏與企業和行業的深度合作，使得學生與實際工程項目脫節，難以了解真實行業的發展動態。改進控制類專業實踐教學需注重增加與實際項目相關的高級實驗、提升實驗設備與實驗室條件，加強校企合作，以培養更具實踐經驗的專業人才。

（二）"新工科發展趨勢

新工科作為適應時代發展和產業需求的重要舉措，強調跨學科融合、產學研結合、創新創業能力培養，旨在培養更具綜合能力和創新精神的工程人才。在國家重大戰略的推動下，我國正加速從制造大國轉變為制造強國，對高素質、創新型的工程人才的需求日益增加[2]。

在當前的工程教育中，面臨多方面的挑戰。傳統的教學模式和課程設置往往偏重理論知識灌輸，缺乏實踐教學的機會，學生難以真正接觸到實際工程項目，缺乏與行業接軌的機會。同時，信息技術的迅猛發展也對工程教育提出了新要求，如人工智能、大數據等新興技術的興起，需要及時調整課程內容，跟上時代的步伐。針對這些問題和挑戰，控制類專業的實踐教學改革亟需從多個方面入手，以滿足新工科建設和培養適應國家需求的高素質人才的要求。

為滿足新工科建設和培養適應國家需求的高素質人才的要求，改革方案應注重提升學生的實踐能力和人才培養質量。一方面，可以引入跨學科課程或相關選修課程，讓學生接觸更廣泛的知識領域，培養其解決復雜問題的能力;另一方面，應加強學校與企業、科研機構的合作，開展聯合項目，讓學生在實際工程項目中實踐應用所學知識。同時，改善實驗教學設備和實驗室條件，保證其與時俱進，提供更好的學習環境和實踐機會。此外，教師在實踐教學過程中要轉變教學角色，成為學生的學習引導者和實踐導師，幫助學生在實踐中不斷成長和發展。

綜上，在新工科背景下，控制類專業實踐教學改革的重要性和迫切性不容忽視。通過加強跨學科融合與創新創業能力培養，與企業合作提供實踐機會，改善實驗教學條件，引入多樣化教學方法，我們有信心培養更多具有綜合能力和創新精神的優秀控制類專業人才，為國家的發展和創新作出更大貢獻。

二"教學改革方案方法探索

為了滿足新工科建設和培養適應國家需求的高素質人才的要求，控制類專業實踐教學的改革勢在必行。本部分將從培養目標和定位、教學內容整合與創新以及實踐基地合作模式深化三個方面，設計一個綜合的教學改革方案。

（一）"培養目標和定位

在新工科背景下，控制類專業的培養目標應更加注重學生綜合素質的培養，強調跨學科融合和創新能力的提升。同時，也要關注國家產業發展的需求，確保畢業生在畢業后能夠順利就業并為國家的工程建設和技術創新作出貢獻。

國家需求與高素質人才培養：隨著“一帶一路”“中國制造2025”等重大倡議、戰略的實施，對高素質工程人才的需求日益增長。畢業生應具備寬廣的學科知識基礎，能夠跨學科進行融合創新，解決復雜的實際工程問題。因此，控制類專業實踐教學的改革應該注重培養學生的綜合能力，包括工程設計與開發能力、團隊合作能力、創新創業能力等。

控制類專業實踐能力要求：控制類專業的實踐能力包括實驗技能和工程實踐能力。在實驗教學方面，學生應具備獨立完成實驗的能力，能夠準確操作實驗設備、采集數據、分析結果，并能從實驗中得出有效的結論。在工程實踐方面，學生應具備解決實際工程問題的能力，能夠獨立進行工程設計與開發，并具備項目管理和團隊協作的能力。

（二）"教學內容整合與創新

為了更好地培養學生的綜合能力和創新精神，控制類專業實踐教學需要進行內容整合與創新。這包括融入課程思政、構建實踐課程體系以及開展創新性實踐活動。

1"融入課程思政

教育的本質在于塑造人的品質和價值觀，使學生成為有道德、有擔當、有責任感的公民。在新工科背景下，控制類專業實踐教學不僅需要培養學生的技術能力，更應關注學生的思想道德建設，增強其社會責任感和國家意識。因此，將課程思政融入控制類專業實踐教學顯得尤為重要。

首先，融入課程思政有助于引導學生樹立正確的價值觀和世界觀。在控制類專業實踐教學中，學生將接觸到各種技術和工程問題，而如何處理這些問題與社會倫理、人文關懷密切相關。通過融入課程思政，教師可以引導學生在實踐中思考，使他們懂得技術發展要以人為本，要關注環境保護、社會公平等課題。例如，在控制類專業的智能車設計項目中，教師可以讓學生思考如何通過技術創新解決交通擁堵問題，提高交通效率，從而造福社會。其次，融入課程思政可以培養學生的社會責任感。控制類專業的發展與國家經濟建設和社會進步緊密相關，學生在實踐中需要了解其專業所承擔的社會責任。通過課程思政，可以引導學生關注國家重大戰略，如“一帶一路”倡議，讓他們明白自己所從事的工程實踐與國家發展目標息息相關。例如，在智能家居控制系統設計項目中，教師可以引導學生關注節能減排和智能化家居的社會效益，激發學生對綠色環保和智能科技的認識。此外，融入課程思政可以加強學生的創新精神和實踐能力。在控制類專業實踐教學中，學生需要面對各種實際問題和挑戰，這需要他們有勇于創新的精神和堅韌的實踐能力。通過課程思政，可以啟發學生對工程實踐的深刻思考，鼓勵他們勇于嘗試，敢于創新。例如，在無人機控制系統設計項目中，教師可以鼓勵學生嘗試不同的控制算法，鼓勵他們勇于創新，不斷探索和改進。

融入課程思政的方法可結合具體實踐項目，將思政教育內容融入其中。可通過案例分析、課堂討論、實踐報告等方式，引導學生思考和討論與技術相關的倫理、社會問題。同時，可以組織學生參觀工程項目現場，了解真實的社會工程問題，讓他們在實踐中感受到工程技術對社會發展的影響。還可以邀請行業專家和社會活動人士來校進行講座，讓學生聽取專家的建議和經驗，加深對社會責任的認識。

通過引導學生樹立正確的價值觀，培養他們的社會責任感和創新精神，我們可以培養更加全面、有擔當的控制類專業人才，為國家的工程建設和科技創新作出更大的貢獻。融入課程思政使得控制類專業的實踐教學更有意義，對學生的綜合素質提升有著深遠的影響。

2"構建實踐課程體系的框架

構建實踐課程體系是控制類專業實踐教學改革的重要任務之一。一個合理的實踐課程體系可以幫助學生系統地學習和掌握實踐技能，培養他們的工程實踐能力和綜合素質。完整的實踐課程體系包括基礎實驗、高級實驗和工程實踐等環節。

基礎實驗環節是控制類專業實踐教學的起點，在這個環節學生將學習和掌握專業實驗的基本技能和方法。該環節可以包括電路實驗、控制系統實驗、信號處理實驗等。例如，在電路實驗中，學生可以學習電路的基本原理、常用電路元件的性質以及基本電路的搭建和測量。這個環節的目的是讓學生打下實驗技能的基礎，為后續的實踐活動做好準備。

高級實驗環節是基礎實驗環節的延伸，通過這個環節，學生將進一步學習和掌握實驗設計和數據處理的技能。高級實驗環節可以包括控制系統設計實驗、信號處理實驗、模擬仿真實驗等。例如，在控制系統設計實驗中，學生可以學習控制系統的設計原理、控制算法的選擇與優化以及實驗系統的搭建與測試。這個環節的目的是培養學生獨立設計實驗方案、分析實驗結果的能力。

工程實踐環節是實踐課程體系的重要組成部分，通過這個環節，學生將參與真實的工程項目，鍛煉實際解決問題的能力和團隊合作精神。工程實踐環節可以包括智能控制項目實踐、機器人設計與開發實踐、自動化系統集成實踐等。例如，在智能控制項目實踐中，學生可以參與智能車、智能家居等項目的設計與開發，了解智能控制技術在實際應用中的挑戰與機遇。該環節的目的是培養學生解決實際工程問題的能力和團隊協作精神。

總之，構建實踐課程體系的框架應該從基礎實驗、高級實驗和工程實踐三個環節入手，逐步培養學生實踐能力。不僅要考慮學生的知識層面，還要關注學生的動手能力、實踐操作能力和團隊協作能力。通過這樣的實踐課程體系，我們可以培養更加全面、實踐能力強的控制類專業人才。同時，每個環節的設計應該與新工科背景和實際行業需求相結合，確保學生所學內容與實際工程項目相契合，為學生未來的職業發展奠定堅實的基礎。

（三）"教學方法的創新與考核方法的改革

為實現控制類專業實踐教學的改革，我們需要創新教學方法，從單一的任務+操作+指導的教學方式轉變為更多元化和靈活的教學模式。首先，引入問題導向的教學方法，將實踐教學與真實的工程問題相結合。通過提供具體的問題情境，引導學生自主探究、分析和解決問題，培養他們的創新思維和問題解決能力。其次，倡導合作學習和團隊合作，讓學生在團隊中合作完成實踐項目，培養他們的團隊合作能力和溝通協作能力。此外，引入案例教學和模擬仿真技術，讓學生在虛擬環境中進行實踐操作和決策，提高他們的實踐能力和應變能力[3]。

傳統的實踐課程考核方法往往以實驗報告和實踐操作成績為主，忽視了學生的創新能力和綜合素質的評估。在控制類專業實踐教學改革中，我們應該改革考核方法，注重對學生能力的全面評價。除了實驗報告和實踐操作成績，還可以引入項目評估、團隊合作評價和創新成果評估等多個維度進行考核。例如，可以要求學生在團隊合作項目中提出創新方案，并進行實施和評估，評估他們的創新能力和團隊合作能力。同時，注重對學生思想政治素質的評價，通過課堂討論和個人陳述等方式，評估學生的思想教育效果和價值觀引領能力。

（四）"實踐基地合作模式深化

深化實踐基地合作是控制類專業實踐教學改革中至關重要的一步。它能為學生提供真實豐富的實踐機會，增強他們的實踐能力和工程實踐經驗。通過與企業和科研機構合作，首先，能讓學生參與真實工程項目，將理論知識應用于實踐。這使學生更好地理解專業知識的實際應用，并培養了他們解決實際問題的能力。例如，與汽車制造企業合作的智能車項目，讓學生參與智能汽車設計與開發，鍛煉實際解決問題的能力。其次，合作拓寬了學生的視野，了解行業的最新發展動態和技術前沿。通過參觀實踐基地、聽取行業專家講座等活動，學生接觸到最新技術、產品和解決方案，激發對智能制造等領域的興趣和認識。此外，實踐基地合作促進了學校與行業的深度融合。學校通過合作了解行業需求，及時調整課程內容和教學方法，使教學與行業需求保持一致。同時，合作為學校提供了更多資源和支持，例如實驗設備、技術指導，提升了教學質量[4]。

因此，深化實踐基地合作模式對于培養具有實踐能力和創新精神的優秀控制類專業人才至關重要。學生通過與真實項目接觸，了解行業需求，拓寬視野，加深對專業的認識。同時，合作也促進學校與行業的深度融合，提升教學質量和學生實踐能力。這將為學生和國家的發展帶來更大的貢獻。

三"實施與評估

實施與評估是控制類專業實踐教學改革的最后一步，對于教學改革的順利推進和效果的評估至關重要。在實施階段，需要將前面設計的教學改革方案付諸實踐，并結合具體的實例進行說明。同時，對于教學效果的評估，應該采用可操作性的事實和評估方法來進行客觀的評估，確保教學改革的有效性。

（一）"實施階段

在實施階段，需要建立實施計劃和時間表，明確每個環節的具體實施內容和時間節點。實施計劃應該充分考慮教學資源的調配，確保教學設備和實驗室等實踐環境的準備。在教學過程中，教師要積極引導學生參與實踐活動，營造積極的學習氛圍，激發學生的學習興趣和創新意識。實施階段的一個重要任務是加強實踐基地合作，確保學生能夠參與到真實的工程項目中。例如，在智能控制項目實踐中，學校可以與相關企業簽訂合作協議，讓學生參與到智能車、智能家居等項目的設計與開發中。通過實踐項目的參與，學生可以學以致用，將所學的知識應用到實際工程中，加深對專業知識的理解。

（二）"教學效果評估

教學效果評估從多個維度進行，包括學生的知識掌握程度、實踐能力培養情況以及綜合素質的提升等。評估應該采用可操作性的事實和評估方法，以便進行客觀、全面的分析。

首先，可以通過學生的考試成績來評估他們對課程知識的掌握程度。與傳統教學相比，教學改革注重培養學生的實踐能力和創新精神，但基礎知識的掌握仍然是必要的。因此，通過期末考試或實驗報告等方式，檢驗學生對專業知識的理解和應用。

其次，可以通過學生的實踐項目成果來評估他們的實踐能力培養情況。在實施階段中，學生參與了真實的工程項目，通過對項目的設計、開發和實施，學生的實踐能力應該得到了提升。因此，通過對學生實踐項目成果的評估，可以了解他們在實踐中所取得的成果和進步。

此外，還可以采用問卷調查等方式，收集學生和教師的反饋意見，了解他們對教學改革的認知和看法。幫助教師了解教學改革的效果，及時發現問題和改進不足之處，進一步完善教學改革方案。例如，學校對控制類專業實踐教學改革進行了評估，采用了學生考試成績、實踐項目成果和問卷調查等多種評估方法。結果顯示，通過實踐教學改革，學生的實踐能力得到了明顯提升，他們在實踐項目中展現了出色的創新能力和團隊協作精神。同時，學生對實踐教學改革的認可度也較高，認為實踐教學能夠幫助他們更好地了解專業知識和應用技能。

綜上，通過可操作性的事實和評估方法，可以對教學改革的效果進行客觀、全面的評估，為教學改革的持續優化和提升提供參考依據。同時，通過與實際工程項目的合作，學生可以獲得更加真實和豐富的實踐經驗，為他們未來的職業發展奠定堅實的基礎。

四"結論與展望

通過控制類專業實踐教學改革，學生的實踐能力得到顯著提升。他們參與真實工程項目，將理論知識應用于實際問題解決，展現出較強的創新意識和團隊協作精神。實踐教學改革明顯改善了專業人才培養質量，學生了解行業最新動態和技術前沿，培養適應社會需求的能力。畢業生能夠快速融入工程實踐，為國家的工程建設和科技創新作出貢獻。成功經驗包括融入課程思政，培養學生社會責任感和創新精神，深化實踐基地合作，提供真實工程項目參與機會。

然而，改革可能面臨挑戰。首先是資源投入不足，實踐教學需要大量教學資源，學校可以爭取更多經費并與外部合作，提高效益。其次，教師意識和教學方法轉變難度較大，學校可以開展教師培訓，建立交流平臺，促進教師轉變和成長。通過總結成功經驗并應對挑戰，控制類專業實踐教學改革將繼續取得積極成效，為國家的發展帶來更大貢獻。

參考文獻：

[1]劉新彬，徐慧，劉吉兆，等.新工科背景下機械類專業實踐教學體系改革與探索[J].創新創業理論研究與實踐，2023，6（3）：59-61.

[2]彭晏飛，張全貴.新工科背景下計算機類專業多元化實踐教學體系改革研究[J].實驗技術與管理，2019，36（11）：222-224，233.

[3]劉越，張寧寧，翟玉曉.自動化專業實踐教學模式探索與改革[J].內江科技，2022，43（9）：157-158.

[4]田中大，張志佳，張娜等.智能科學與技術本科專業生產實習改革探索與實踐[J].高教學刊，2023，9（7）：124-128.

基金項目：河南省高等教育教學改革研究與實踐項目“立德樹人目標導向下電子信息、計算機類一流專業建設中人才培養模式創新研究”（2021SJGLX187）

第一作者簡介：張勛才（1981-），男，漢族，河南鄲城人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為智能信息處理。