“最優控制理論”課程考核模式改革的思路與實踐

摘要：針對“最優控制理論”課程的特點及傳統考核模式中存在的問題，提出并實踐了一種多元化復合式公開考核模式，該模式通過在教學過程中全程實施多種能力的考核與訓練，促進研究生學員在掌握最優控制基本理論的同時，拓展對于最優控制理論掌握的深度和廣度，提高專業英語讀寫和論文撰寫能力，全面提升綜合科研能力和水平。

關鍵詞：最優控制；考核模式；改革實踐

作者簡介：周鑫（1979-），男，湖南益陽人，第二炮兵工程大學控制工程系，講師；張國良（1971-），男，四川玉堂人，第二炮兵工程大學控制工程系，教授。（陜西 西安 710025）

基金項目：本文系第二炮兵工程大學“最優控制理論”課程建設的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）34-0091-02

一、課程簡介

“最優控制理論”是第二炮兵工程大學控制專業碩士研究生的一門重要的理論課程。該課程通過對變分法、連續系統和離散系統最優控制、線性連續系統的二次型調節器、最大值原理、動態規劃等方面的分析和實驗，使學員掌握最優控制理論中的常用理論和方法，為后續開展科研工作奠定基礎。總體來說，“最優控制理論”課程是一門理論體系較為龐雜的課程，同時也是一門工程應用背景十分復雜、實踐性很強的課程。

二、傳統考核模式存在的問題

1.考核方式單一

“最優控制理論”課程傳統的考核方式主要包括課中撰寫研究論文與課終閉卷考試兩種形式。撰寫研究論文的考核效果比較片面，有的學員僅僅是為了完成作業而撰寫論文，撰寫的論文質量不高，使得考核流于形式。閉卷考試主要考核研究生學員對于最優控制專業基礎理論和知識的掌握情況，由于考試時間短、考試題量小、考試次數往往只有一次，不能充分反映學員對基本理論的掌握深度和廣度，也無法考核學員在課程學習過程中形成的綜合能力和創新能力。

2.考核內容陳舊

在課程考核的內容方面，雖然“最優控制理論”課程的課終考試采用試卷庫出題，但由于試卷庫建立較早，且試卷數量偏少，因此出現重復試卷的概率較高。此外，隨著課程教學內容的不斷更新，考核內容陳舊的現象變得更為嚴重。

3.成績評定不公開

課程最終的考核成績根據上述兩種考核方式的結果加權計算得出，學員對成績評估過程基本不參與、不知情，成績評估過程沒有做到公開化和透明化。學員僅能通過最終的分數評判自己對于最優控制理論學習的粗略效果，無法全面了解對于各部分教學內容的掌握情況，也就難以有針對性的查漏補缺，夯實理論基礎。

三、考核模式改革的思路與實踐

課程考核作為檢查學員學習效果、檢驗教學質量的重要手段，對于促進學員掌握課程相關知識有著重要的作用。但是傳統的考核模式考核方式單一、考核內容陳舊、成績評定不公開，已經不適應素質教育、能力教育的需要。

“最優控制理論”課程考核的目的不僅僅是檢驗學員對于最優控制基本理論的學習效果，更重要的是對學員綜合素質和能力的提升起到了導向作用。通過“最優控制理論”課程的學習以及考核的鍛煉，應當使研究生學員具備應用最優控制理論解決實際問題的能力。為了培養和提高這種能力，應該對“最優控制理論”課程的考核模式進行改革，采用多元化復合公開式考核模式，并貫穿到整個課程的教學過程中。

1.多元化考核模式

為了突出課程的工程實踐背景，加強學員實踐能力的培養，提高學員的創新能力，對傳統的單一考核模式進行改革，由“研究論文+課終考試”的考核形式改為“課堂表現+實踐能力+研究論文+課終考試”的形式。其中，課堂表現主要包含對于課堂學習態度、回答問題、作業等情況的考核，占總成績的10%；實踐能力考核主要采用復合考核模式，占總成績的30%；研究論文考核也采用復合考核模式，占總成績的20%；課終考試在課程結課前進行，采用綜合考核模式，占總成績的40%。在新的考核方式中，為了引導學員培養和提高工程實踐能力與創新能力，采用實踐能力和研究論文兩種方式進行考核，二者占總成績的50%，同時在課終考試中也要注重對學員綜合能力的考察。

2.復合式考核模式

在實踐能力考核環節，主要考核學員對于最優控制理論掌握的深入程度和全面程度，即將最優控制理論應用于工程實際的能力和對最優控制理論體系的全面把握與應用能力。

首先，對理論掌握深入程度方面進行考核。在課程教學過程中，要求碩士生學員以所在課題組的最新研究內容作為背景，將最優控制理論方法與其熟悉的工程背景有機結合，參與完成工程實踐。比如，以最優控制理論中的常用算法如動態規劃算法等的仿真程序編寫為考核要求，要求學員結合所在導師課題組的研究課題，運用指定的幾種編程環境，如MATLAB、Visual C ++或者Delphi，獨立完成動態規劃、Bang-Bang控制等某一種算法仿真程序的編寫。考核時，要求學員在課堂上對所編寫的程序進行完整地講解與演示。此考核過程能使學員加深對最優控制理論與實踐結合過程的認識，并具備一定的科學計算及編程能力。

其次，對理論掌握全面程度方面進行考核。要求碩士生學員以最優控制理論的基本內容為指導，有針對性地對典型工程案例開展研究，考核學員對最優控制理論體系的全面把握與應用能力。在課程教學過程中，要求學員以1～2人為一組，從“最優控制”典型工程案例庫中任選一個項目，完成系統建模、模型簡化、最優控制方案實現等控制問題全過程的求解與實現。考核中，要求學員針對自己完成的工程，深入具體地描述其解決問題的思路、方法、過程與結果，并進行必要的演示。此考核過程有助于培養學員的科研實踐能力及創新能力，進一步加強學員應用理論方法發現問題、分析問題、解決問題的能力。

另外，對專業英語與論文撰寫能力方面進行考核。以經典論文學習或論文撰寫為考核要求，在課程教學過程中，要求學員對最優控制理論體系的經典文獻和最新進展文獻進行精讀，分析論文作者提出問題、解決問題、描述問題的思路，并從最優控制理論經典文獻庫中任選兩篇英語文獻完成翻譯或獨立撰寫一篇綜述性學術論文，以此考核學員對本課程中相關的創新思維與創新能力的訓練程度。此考核過程有助于培養學員的創新思維與創新能力，有利于提高學員解決問題的能力及對思路進行描述的能力。

3.公開式考核模式

在多元化復合式考核模式的實施過程中，采用公開式考核模式。以公開闡述學術研究工作為考核要求，在課程考核時，要求研究生學員對自己完成的控制算法仿真程序、典型工程案例和學術論文在課堂上進行公開展示、演示與匯報，并接受其他學員和教員的評判與質疑。在公開式考核過程中，每位學員都要為其他學員評分，學員的評分與教師的評分經加權計算后形成實踐能力和研究論文兩個考核項目的考核成績，其中，學員的評分占總成績的50%，教師的評分占總成績的50%。此考核過程有助于引導并鍛煉研究生學員科研工作的溝通協作能力與語言展示能力。

四、結語

與以往的考核方式相比，多元化復合公開式考核模式對學員的最優控制理論學習效果考核更為全面，使學員對最優控制理論的理解與掌握更為深入，能夠增強學員將最優控制理論應用于工程實踐的能力。

近幾年來，多元化復合公開式考核模式在“最優控制理論”課程教學過程中得到了廣泛應用并受到了碩士研究生學員的普遍歡迎。大部分學員在學習理論知識的過程中，迅速掌握了科學研究中需要用到的科學計算與編程工具，熟悉了各自研究領域的發展歷史和最新研究現狀，較早確定了自己的研究方向或課題，另外還提高了溝通協作能力與語言展示能力。不少學員在理論課程學習過程中，撰寫了高質量的學術論文，參加了國際和國內學術會議交流，進一步鍛煉和提高了各方面的能力。

多元化復合公開式考核模式通過采用多種考核方式，全程監督與促進碩士生學員理論課程的學習、掌握與深化，提高了其掌握、利用相關理論解決實際問題能力，具有一定的普適性。復合公開式考核模式在“最優控制理論”課程教學過程中的探索與實踐具有良好的示范意義，完全可以推廣到其他工學碩士研究生理論課程的教學中去。

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（責任編輯：孫晴）