《自動(dòng)控制理論》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

摘要：本文結(jié)合OBE教學(xué)理念，研究以提升學(xué)生工程素養(yǎng)為目標(biāo)，提出對(duì)工程素養(yǎng)具象化實(shí)施。圍繞《自動(dòng)控制理論》課程，采用線上線下混合式教學(xué)模式，從重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法多個(gè)方面進(jìn)行了教學(xué)改革，深化了理論應(yīng)用一體化教學(xué)，提高了學(xué)生工程素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：OBE;自動(dòng)控制;工程素養(yǎng);線上線下;混合式教學(xué)

前言

2019年10月，教育部發(fā)布《關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》，提出要建設(shè)適應(yīng)新時(shí)代要求的一流本科課程，形成中國(guó)特色、世界水平的一流本科課程體系，構(gòu)建更高水平人才培養(yǎng)體系[1]。一流本科課程建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其內(nèi)涵所包含的提升高階性、突出創(chuàng)新性、增加挑戰(zhàn)度[2]等建設(shè)原則應(yīng)落實(shí)到各門課程建設(shè)中。

傳統(tǒng)的《自動(dòng)控制理論》課程教學(xué)模式以課程講授為主，課程形式單一，無(wú)法滿足學(xué)生能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造的高質(zhì)量培養(yǎng)要求。此外該課程理論性和工程性均較強(qiáng)，以理論教學(xué)為主的教學(xué)模式無(wú)法提升學(xué)生解決復(fù)雜工程應(yīng)用問(wèn)題的工程素養(yǎng)。因此本文結(jié)合OBE教育理念[3][4]，探索工程教育通過(guò)融合理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化來(lái)全面系統(tǒng)地促進(jìn)學(xué)生工程素養(yǎng)的提升。

1《自動(dòng)控制理論》課程理論與應(yīng)用內(nèi)在聯(lián)系

1.1“控制理論及應(yīng)用”系列課程理論與應(yīng)用關(guān)聯(lián)性

《自動(dòng)控制理論Ⅱ》課程是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)和自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)核心課，它是專業(yè)課程《過(guò)程控制》、《運(yùn)動(dòng)控制》以及實(shí)踐課程《控制系統(tǒng)綜合作業(yè)》的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也是“西門子杯”中國(guó)智能制造挑戰(zhàn)賽、全國(guó)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽、全國(guó)大學(xué)生智能汽車競(jìng)賽的核心理論課程，對(duì)學(xué)生的后續(xù)理論課程的學(xué)習(xí)、實(shí)踐環(huán)節(jié)完成情況以及學(xué)生競(jìng)賽參與度、競(jìng)賽表現(xiàn)具有非常重要的理論意義。因此，為了讓學(xué)生能更好地參與到實(shí)踐環(huán)節(jié)，需要在課程中就開(kāi)始深化理論應(yīng)用一體化教學(xué)，挖掘工程案例，在工程層面上熟悉被控對(duì)象，培養(yǎng)“綜合性”工程思維，用所學(xué)控制學(xué)工具、理論去解決復(fù)雜工程問(wèn)題。

1.2深入挖掘工程案例

工程案例需要與理論內(nèi)容結(jié)合，通過(guò)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐和企業(yè)調(diào)研深入挖掘工程案例。學(xué)生能通過(guò)理論的學(xué)習(xí)后循序漸進(jìn)地、有層次地將理論應(yīng)用到工程案例的問(wèn)題解決過(guò)程中。為了實(shí)施“問(wèn)題提出、分析、解決、應(yīng)用（拓展）、小結(jié)”有效教學(xué)閉環(huán)，需要在本課程中精選案例開(kāi)展案例教學(xué)。結(jié)合課程特點(diǎn)以及學(xué)生學(xué)情分析，所選案例需要具有前沿性和綜合性，教學(xué)案例有層次地、有梯度地、由淺入深地融入到課程教學(xué)全過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的應(yīng)用能力。

2創(chuàng)新能提升解決復(fù)雜工程問(wèn)題能力的教學(xué)方法

2.1“雨課堂+SPOC”的混合式教學(xué)

為了達(dá)到學(xué)生學(xué)以致用、提升自主學(xué)習(xí)能力、分析解決問(wèn)題的能力以及解決復(fù)雜工程問(wèn)題的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生需要在課外有大量的學(xué)習(xí)和思考過(guò)程，并需要采用有效的教學(xué)組織形式，讓學(xué)生在課堂中進(jìn)行討論、開(kāi)展辯論。

因此利用“雨課堂+SPOC”教學(xué)管理平臺(tái)，創(chuàng)新教學(xué)模式，形成傳統(tǒng)教學(xué)和基于現(xiàn)代信息技術(shù)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。在采用“雨課堂+SPOC的混合式教學(xué)”過(guò)程中，將課程的教學(xué)設(shè)計(jì)為課前、課中和課后三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。

對(duì)于課前預(yù)習(xí)主要借助MOOC視頻以及教師在雨課堂中推送的預(yù)習(xí)資源結(jié)合教材進(jìn)行預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)中有相應(yīng)測(cè)試題計(jì)入平時(shí)成績(jī)，這樣能有效提升學(xué)生的預(yù)習(xí)效果;在課程中主要采用雨課堂教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行課堂互動(dòng)，包括彈幕、隨機(jī)點(diǎn)名提問(wèn)、做游戲、投稿、測(cè)試、投票等，提升課堂學(xué)習(xí)積極性。同時(shí)再利用雨課堂進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、課堂教學(xué)屏幕錄制，學(xué)生通過(guò)MOOC視頻和回看雨課堂上課錄屏，針對(duì)性查漏補(bǔ)缺進(jìn)行復(fù)習(xí)，給學(xué)生提供有針對(duì)性的復(fù)習(xí)資源;教師和學(xué)生課后可以根據(jù)雨課堂大數(shù)據(jù)了解上課學(xué)習(xí)情況。其次，將預(yù)習(xí)測(cè)試和課堂測(cè)試以及MOOC資源的學(xué)習(xí)作為了對(duì)學(xué)生的過(guò)程性評(píng)價(jià)之一，打破傳統(tǒng)的期末考一考定成績(jī)的局面。同時(shí)學(xué)生不再僅僅通過(guò)紙質(zhì)作業(yè)進(jìn)行復(fù)習(xí)鞏固，還增加課堂測(cè)試、互動(dòng)、MOOC測(cè)試等多元過(guò)程考查方式。

2.2探索課程思政融入教學(xué)全過(guò)程的方法途徑，強(qiáng)化學(xué)生工程意識(shí)

《自動(dòng)控制理論》課程基礎(chǔ)知識(shí)抽象、系統(tǒng)、復(fù)雜，學(xué)生學(xué)習(xí)效率不高，因此將思政元素有機(jī)融入課程教學(xué)全過(guò)程，可以激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，對(duì)專業(yè)知識(shí)吸收起到良好的推動(dòng)作用。學(xué)生的工程意識(shí)的建立與強(qiáng)化是離不開(kāi)對(duì)生活以及工程實(shí)際的認(rèn)知，通過(guò)引入工程案例、國(guó)家時(shí)事、典型先進(jìn)事跡等思政元素，引導(dǎo)學(xué)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(cè)量、可否操作、安全范圍、社會(huì)規(guī)范等等，培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)素養(yǎng)和工匠精神，激發(fā)學(xué)生為祖國(guó)實(shí)現(xiàn)民族偉大復(fù)興而奮斗的愛(ài)國(guó)情懷。

3小結(jié)

以O(shè)BE為教育理念，以提升學(xué)生工程素養(yǎng)為目標(biāo)，圍繞《自動(dòng)控制理論》開(kāi)展了基于教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法多方面的教學(xué)改革。采用“線上線下”混合式教學(xué)，設(shè)計(jì)一以貫之的工程案例，深入挖掘課程思政元素實(shí)現(xiàn)專業(yè)學(xué)習(xí)和育人的同向同行，為提升學(xué)生工程素養(yǎng)起到了積極的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃治同，紀(jì)越峰，尹長(zhǎng)川.面向電子信息類創(chuàng)新人才培養(yǎng)的一流本科課程建設(shè)探索與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2021（10），43-48.

[2]教育部.教育部關(guān)于一流本科課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)[Z].2019年10月24日.

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[4]張秀珩，巴鵬.OBE導(dǎo)向的供課專業(yè)基礎(chǔ)課混合式教學(xué)模式研究[J].機(jī)械工程師，2021（11）：10-12.

作者簡(jiǎn)介：陳星，1988.06，女，漢，湖北仙桃，碩士，講師。