面向智能網聯汽車的自動控制原理課程改革：新工科背景下機械電子工程專業教學實踐

摘 要：在科技與產業大變革之中，我國工程教育改革站在了一個機遇與挑戰并存的新路口，新工科旨在打造融合技術力、創新意識與跨學科知識的未來工程師人才，機械電子工程無疑是機械工業的重要構成要素，在這一框架內自動控制原理這類課程占據著無法忽視的核心地位甚至影響深遠，而文中正是依托于實踐中提煉的具體情境抽取出難點問題分解討論并提出了若干直擊實際需求的教學革新思路，目標指向是推動當前時代對高水平工科隊伍建設和培育工作進入新的縱深領域。

關鍵詞：新工科背景 機械電子工程專業 自動控制原理 教學改革 智能網聯汽車 課程理念 思政元素

全球科技競爭日益加劇下我國加快了工程教育改革的腳步，面對新一輪科技革命和產業變革顯然急需一批通曉跨學科知識又具備創新能力的工程技術新秀，基于這樣的背景“新工科”概念應運而生，它的關鍵點鎖定在助力創新驅動發展戰略以及培植符合科技革新和產業升級所需的新層次工程人才需求上，“機械電子工程”這一領域在機械體系里地位鮮明，《自動控制原理》課程則擔當其中的樞紐角色，并在新工科建設的整體框架內展現出不可或缺的作用特征。 當前教學實踐遭遇重重阻礙，大家都能清晰感知這些困境對教學質量提升以及人才培養目標達成的束縛，所以對課程現狀難題及其改進之法進行深度探究變得極為必要，智能網聯汽車領域的飛速發展促使自動控制原理課程的教學改革被推向前臺，將有關內容融入其中已然成為加強教學成效、提高學生實操能力的關鍵切入點。

1 自動控制原理課程教學現狀與問題分析

1.1 課程內容不夠完善

在機械電子工程專業的教育體系中，課程設計傾向于深入傳授系統工程領域的核心知識，包括但不限于工程制圖、機械原理與機構設計、工藝流程與設備制造等關鍵環節。自控原理作為一門重要分支，側重于自動控制理論、自動化技術及其在智能系統中的應用與解析，旨在培養學生的系統分析、設計與實現能力。在實施教學實踐的過程中，面臨一系列挑戰與問題開始顯現出來，這些問題可能涉及教學資源的配置、師資力量的專業度、學生實踐操作機會的不足以及理論與實際應用脫節等方面，需要通過持續優化課程設置、強化實驗教學環節以及引入行業專家指導等方式來有效解決。

“自動控制原理”是機械電子工程專業的重要專業基礎課程，具有理論性強，知識點多，計算量大等特點[1]。在《自動控制原理》這一核心課程中，案例分析作為理論與實踐相結合的重要環節，通常聚焦于自動化領域的廣泛應用，如國防安全、現代工業流程優化、農業生產智能化以及航天探索等前沿技術。這些案例不僅展示了自動控制技術在解決復雜問題時的高效性和精確性，還揭示了其在推動社會進步和技術創新中的關鍵作用。盡管這些案例具有高度的普適性和前瞻性，卻往往忽略了與機械電子工程專業緊密相關的具體工程場景。這種現象可能導致機械電子工程專業學生在學習過程中感到與實際工程需求脫節，難以通過理論知識直接解決實際遇到的技術挑戰，進而影響到對自動控制原理實際應用能力的培養。為了提升教學效果和學生的工程實踐能力，有必要在《自動控制原理》課程中引入更多針對機械制造及其自動化專業特點的案例分析，例如精密機械加工過程的控制、機器人自動化生產線的設計與優化、智能設備的故障診斷系統開發等，以增強課程內容與專業背景的契合度，促進學生將理論知識轉化為解決實際工程問題的能力。

在這個快速變革的時代背景下，自動化領域的技術革新如雨后春筍般層出不窮，但遺憾的是，在教育體系中對這些最新技術的引入和講解卻顯得相對滯后，學生們往往難以跟上行業發展的步伐，這無疑對培養具備創新能力的人才構成了嚴峻挑戰。就像一個人試圖追上一列高速行駛的列車，但列車的速度遠遠超過了人的步伐，如果長期缺乏有效的途徑使學生能夠及時吸收并理解這些前沿知識，那么他們的創新思維和實踐能力將會受到極大的限制。長此以往，自動化領域的技術進步與人才教育之間便會出現明顯的脫節，人才培養與產業需求之間的供需關系也會變得失衡，進而影響到整個行業的持續發展和創新力的提升。

1.2 教學模式與考核單一

傳統的自動控制原理課程在教學過程中過分依賴于單一的教學模式，課堂講授成為傳遞知識的主要手段，這種教學方法往往顯得過于單調和缺乏多樣性。盡管近年來教育界開始探索結合線上與線下資源的混合式教學策略以期提高教學效果，但自動控制原理這門課程因其內容繁復、涉及大量抽象理論和復雜推導，使得學生在學習過程中容易產生厭倦情緒，進而導致其學習興趣和積極性普遍受到壓制，難以有效激發。

當前自動控制原理課程評價體系主要依賴于學生平時的學習參與度、提交的實驗報告以及期末閉卷考試成績的綜合評定，這種評分方式雖然能夠直觀地反映出學生對理論知識的掌握程度，然而它在很大程度上忽略了實踐操作能力和創新思維的重要性，導致學生的動手能力和深入思考問題的能力可能并未得到充分評估。通常情況下，采用常規的仿真實驗雖然能幫助學生理解理論知識在實際場景中的應用，但是受限于實驗條件和時間，這類實驗往往難以提供足夠廣闊的平臺來全面展示學生在實際操作過程中的技能和獨到見解，以及他們如何運用所學知識解決復雜問題時的創新思維。這種傳統的成績評定機制存在局限性，不足以精準反映學生的真實能力水平，特別是對于那些在實踐中展現出卓越技能和創新能力的學生而言，可能無法得到與其努力相匹配的認可。

1.3 課程思政教育挖掘不深入

在自動控制原理課程的教學過程中，課程思政的實施面臨著一個顯著挑戰，即部分教師未能充分認識到將思想政治教育內容與專業課程相結合的重要性，導致在實際教學中對思政元素的挖掘和融入不夠深入。這一疏漏不僅影響了課程思政目標的有效達成，使自動控制原理課程在實現立德樹人、培養具有社會責任感和創新精神的工程技術人才方面的作用受限，還引發了一系列問題。這些問題包括但不限于：教學方法單一，難以激發學生的學習興趣和創新思維；課程評價體系偏重技術知識掌握，忽視了對學生道德素質和職業素養的培養；以及教學資源分配不合理，缺乏對思政教育特色活動的支持等。探索如何在自動控制原理課程中有效融入課程思政，成為提升教學質量、促進學生全面發展的重要議題。

當前教育實踐中，一些教師在教學過程中過分側重于專業知識的傳授，忽視了將思想政治教育元素深入融合到課程內容之中，導致學生在學習過程中難以建立起穩固而全面的世界觀、人生觀和價值觀體系。這種單一的知識導向型教學模式，往往忽略了思政教育的重要性及其在培養學生綜合素質中的作用，進而形成專業課程與思政教育之間的“融合空白”。這種脫節不僅使學生的學習視野受限，降低了他們的創新能力和社會責任感，更嚴重的是，它可能導致學生在價值觀構建上存在盲點，即使短期內能夠掌握知識要點，但從長遠來看，其內在的價值塑造過程可能處于不完整乃至缺失狀態。這不僅影響了學生的個人發展，也制約了社會整體的人才培養質量。面對這一問題，教育界應當積極探索創新教學方法，促進思政教育與專業知識的有效結合，為學生提供更加全面、立體的教育體驗，助力他們在學術旅程中不斷成長，成為具有深厚思想內涵和社會責任感的棟梁之材。

在推進課程思政教育實踐中，部分教師在教學設計環節未能充分融入自身創新思維，導致在引入思政教育元素時，往往局限于傳統模式，缺乏新穎的教學方法和手段。這種現狀使得思政教育內容在課堂呈現上顯得單調無趣，難以激發學生的學習興趣和深層思考，從而限制了課程思政旨在通過教育過程實現價值引導和思想啟迪目標的有效發揮。

2 自動控制原理課程教學改革措施

2.1 更新課程理念與內容簡化

隨著工業自動化和智能化水平的提高，具備機械設計、自動化控制、智能設備研發等技能的人才更為稀缺，對機械設計制造及其自動化專業人才有著巨大的需求。自動控制原理是一門理論與實踐并重，工程性、綜合性、方法性、實踐性很強的課程。當融入課程思政元素后，該課程的教學目標也由“知識目標+能力目標”進一步轉變為“知識目標+能力目標+素質目標”。教學目標分析如圖1所示。自動控制原理課程教學改革實施路徑也將圍繞這三個目標實施。

在智能網聯汽車迅猛發展的背景下，自動控制原理課程應當聚焦跨學科融合與創新能力培養，并適時整合最新技術動態及工程實踐要素，因此課程設計理念需迅速調整，將智能網聯汽車的核心技術點引入教學內容，不必過度糾纏于煩瑣的理論推導過程，而是側重傳遞核心知識模塊，同時補充與智能網聯汽車關聯的工程技術實例，通過具體案例將抽象概念具象化，提升學生的接觸興趣并強化其實際問題解決能力，畢竟技術和問題從來都是一體兩面的互相催生與映射關系。

具體措施包括：將智能網聯汽車領域的前沿成果與最新動態嵌入課程，以控制系統、傳感器融合及路徑規劃為核心構建框架，這門課需緊密結合機械電子工程專業的特點，同時設計專用實驗平臺供學生動手操作，讓他們親身體驗自動控制理論如何在真實場景中發揮作用，這種通過實踐驗證理論的思路對提升學習效果至關重要，在整合知識模塊時穿插智能駕駛相關案例和核心應用細節，能夠讓學生對復雜的系統架構達成更直接理解。通過軟硬件環境支持學生完成實驗任務，在實際調試和故障排查中感受車輛運行邏輯與多維狀態協同演化的魅力，進而加深他們對復雜技術背景的認知層次，并能靈活運用于未來研究與開發。

2.2 改進教學模式與考核方式

隨著信息技術的快速發展，高校教育正在經歷變革。大數據、移動終端等技術的廣泛應用以及高校名師精品課程的在線共享，推動了在線學習和碎片化學習的興起[2]。這種創新的教學模式不僅有效地融合了傳統教育與現代信息技術的優勢，極大地豐富了教學手段和內容，還為學生的個性化學習提供了廣闊空間。在線上資源的輔助下，學生可以自主探索知識的深度和廣度，通過豐富的多媒體資料、虛擬實驗等手段增強理解。而線下課堂則更側重于實踐應用、互動交流和團隊合作，通過模擬真實工作場景的實操訓練，以及小組項目等形式，培養學生的實際操作技能和團隊協作能力。對于專業性極強、實踐要求高的領域如智能網聯汽車，這種混合式教學尤為關鍵，因為它能夠確保理論知識與實踐操作緊密結合，讓學生在復雜多變的環境中學以致用。

在考核方面，傳統的單一考試形式已不足以全面評估學生的學習成效，采用項目驅動、開放性評估等多元化考核方式顯得尤為重要。項目制考核鼓勵學生運用所學知識解決實際問題，不僅考察其解決問題的能力，還關注其創新思維、團隊協作及溝通表達等綜合素養。通過設計一系列具有挑戰性的任務或開放性問題，教師能夠引導學生深入思考，激發其主動探究的熱情，并在實踐操作和團隊活動中展現出自己的專業能力和團隊合作精神。這種全面、立體化的評價體系有助于培養出既具備扎實理論基礎又擁有豐富實踐經驗的復合型人才，為智能網聯汽車領域的未來發展輸送高質量的專業人才。

2.3 挖掘思政元素，培育智能網聯汽車領域人才素質

在自動控制原理課程中，可以借助學科發展中的關鍵節點和典型人物的故事融入思政元素，比如智能網聯汽車領域，不妨提及某位領軍者如何以創新精神開拓道路，同時懷著對國家深深的熱忱去引領技術潮流，還能夠提到我國在這個方向上實現了哪些重要的突破、取得的重大成就，用這些真實案例和細節打開學生的視野，逐步讓他們體會到科技與社會如同經緯般交織在一起，缺一不可，在此基礎上引導他們形成嚴謹的科學理念，磨煉出屬于大國工匠那種精益求精的執著追求。

在課程思政教學設計中，智能網聯汽車的案例分析以及實證研究這類新招數，能夠把專業課知識與思政元素融合起來，課堂上加入這個領域的熱門話題或社會上的新興動態，讓學生自主去審視和拆解背后的隱藏難題，激發他們發現問題、解決問題的潛力，圍繞這一領域內的倫理道德和社會責任組織個討論會之類的，逐漸推動學生社會責任感及其道德良知的培育。

3 結論

在新工科背景下，機械電子工程專業自動控制原理課程的改革備受矚目，圍繞著課程理念更新、教學內容迭代以及授課和考核方法切換，并細究思政元素等方式，成功化解了一些當下的教學難題，自從引入智能網聯汽車技術后，學生綜合能力及創新意識提升顯著，人才培育亦愈發貼合新時代工程技術的需求，為培養能融會多學科知識且具創新能力的新一代工程師奠定根基，同時為其他工科專業開展類似改革嘗試提供了一條實用路徑參照。

參考文獻：

[1]杜春暉，張連連，黃曉英，等.自動控制原理的混合式教學實踐[J].電子技術，2022，51（12）：88-89.

[2]李翠亭，張海霞，劉鑫.智慧教學背景下線上線下教學模式研究[J].科技風，2023（6）：95-97.