“德—?jiǎng)?chuàng)”緊耦合的“線性系統(tǒng)理論”課程改革與實(shí)踐

［摘 要］ “線性系統(tǒng)理論”作為控制學(xué)科的研究生專(zhuān)業(yè)核心課程，在立德樹(shù)人和研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)方面仍存在不足。秉承“學(xué)以致用、知行合一、寓研于教、教書(shū)育人”的理念，通過(guò)強(qiáng)化基礎(chǔ)理論、拓展最新成果、完善考核模式、開(kāi)展課程思政等方式推進(jìn)“德—?jiǎng)?chuàng)”緊耦合的教學(xué)模式改革，從知識(shí)傳播、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造三個(gè)課程目標(biāo)出發(fā)進(jìn)行課程建設(shè)，將課程思政貫穿各個(gè)環(huán)節(jié)，并通過(guò)全鏈條課程質(zhì)量保障體系促進(jìn)知識(shí)、能力、素質(zhì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。課程建設(shè)思路和方法可為同類(lèi)高校的“線性系統(tǒng)理論”課程建設(shè)提供參考。

［關(guān)鍵詞］ 研究生課程；教學(xué)改革；立德樹(shù)人；創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)；線性系統(tǒng)理論

［基金項(xiàng)目］ 2023年度山西省研究生精品課程項(xiàng)目“研究生優(yōu)質(zhì)課程‘線性系統(tǒng)理論’”（2023YZ11）

［作者簡(jiǎn)介］ 程 蘭（1984—），女，河南光山人，工學(xué)博士，太原理工大學(xué)電氣與動(dòng)力工程學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師（通信作者），主要從事機(jī)器人定位與環(huán)境感知研究；任密蜂（1985—），女，河北平山人，工學(xué)博士，太原理工大學(xué)電氣與動(dòng)力工程學(xué)院副教授，主要從事隨機(jī)系統(tǒng)理論研究。

［中圖分類(lèi)號(hào)］ G643.0 ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］ A ［文章編號(hào)］ 1674-9324（2025）02-0025-04 ［收稿日期］ 2023-09-26

研究生教育在培養(yǎng)高層次創(chuàng)新人才方面發(fā)揮著重要作用［1］。改革研究生培養(yǎng)方式、提升研究生培養(yǎng)質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要抓手。2020年，教育部、國(guó)家發(fā)展改革委、財(cái)政部印發(fā)《關(guān)于加快新時(shí)代研究生教育改革發(fā)展的意見(jiàn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》）指出，以立德樹(shù)人、服務(wù)需求、提高質(zhì)量、追求卓越為主線，面向世界科技競(jìng)爭(zhēng)最前沿，面向經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展主戰(zhàn)場(chǎng)，面向人民群眾新需求，面向國(guó)家治理大戰(zhàn)略，瞄準(zhǔn)科技前沿和關(guān)鍵領(lǐng)域［2］?！兑庖?jiàn)》為研究生課程改革在思政育人和創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)方面指明了方向，也提出了更高的要求。

“線性系統(tǒng)理論”是控制學(xué)科相關(guān)專(zhuān)業(yè)的研究生專(zhuān)業(yè)核心課［3-4］，課程以線性系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)全面地介紹線性系統(tǒng)的相關(guān)理論，使學(xué)生掌握線性系統(tǒng)的描述、分析和綜合的方法。課程貫徹執(zhí)行《意見(jiàn)》精神，深入挖掘課程建設(shè)內(nèi)涵，旨在“為國(guó)育才”的大前提下，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，提高學(xué)生將理論用于科研實(shí)踐的能力，實(shí)現(xiàn)知識(shí)傳授、價(jià)值塑造和能力培養(yǎng)的多元統(tǒng)一。本文根據(jù)筆者多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，分析現(xiàn)有教學(xué)存在的問(wèn)題，探索了基于“德—?jiǎng)?chuàng)”緊耦合的“線性系統(tǒng)理論”課程改革思路，并給出了具體的實(shí)施方法和案例說(shuō)明。

一、目前“線性系統(tǒng)理論”課程教學(xué)中存在的問(wèn)題

“線性系統(tǒng)理論”作為控制學(xué)科相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心課程，雖然已有幾十年的發(fā)展歷史，但在為黨育人、為國(guó)育才的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)上仍存在如下問(wèn)題。

1.課程思政與課程內(nèi)容沒(méi)有融為一體。對(duì)課程內(nèi)容背后的思政元素缺少深入挖掘，思政教育沒(méi)有做到潤(rùn)物無(wú)聲，還需在課程講授中將價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)講授和綜合素質(zhì)培養(yǎng)融為一體，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)。

2.課程內(nèi)容不適應(yīng)當(dāng)代研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)。課程長(zhǎng)期使用固定的經(jīng)典教材［5］，存在課程內(nèi)容更新不及時(shí)的情況，未將前沿技術(shù)、最新科研進(jìn)展與教學(xué)內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，不符合《意見(jiàn)》中提出的“瞄準(zhǔn)科技前沿”的指導(dǎo)思想，不利于研究生實(shí)踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.教學(xué)方式無(wú)法滿足新時(shí)代研究生的學(xué)習(xí)需求。課程教學(xué)方式以傳統(tǒng)講授和互動(dòng)問(wèn)答為主，教學(xué)方式不夠多樣化，教學(xué)方式無(wú)法滿足現(xiàn)代研究生對(duì)課程高階性、參與性和實(shí)踐性的需求。

4.課程質(zhì)量保障體系不完善。現(xiàn)有的課程評(píng)價(jià)方式側(cè)重教師對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)掌握程度的評(píng)價(jià)，沒(méi)有突出過(guò)程評(píng)價(jià)，缺少學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)，不利于課程的持續(xù)改進(jìn)，無(wú)法有效保證課程質(zhì)量的提高。

二、“線性系統(tǒng)理論”課程教學(xué)改革總體思路

“線性系統(tǒng)理論”課程以《意見(jiàn)》為綱領(lǐng)，以立德樹(shù)人、培養(yǎng)研究生的創(chuàng)新實(shí)踐能力為目的，將立德樹(shù)人根本任務(wù)貫穿課程建設(shè)的各個(gè)方面，確定了如圖1所示的建設(shè)思路。

“線性系統(tǒng)理論”課程建設(shè)思路以《意見(jiàn)》為方向、以O(shè)BE理念［6］為指導(dǎo)的建設(shè)思路，從知識(shí)傳播、能力培養(yǎng)、價(jià)值塑造三個(gè)課程目標(biāo)出發(fā)進(jìn)行課程建設(shè)。將課程思政貫穿于基礎(chǔ)理論知識(shí)傳授、科研實(shí)踐能力培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，開(kāi)展課程思政模塊、理論教學(xué)模塊、學(xué)術(shù)研討模塊和科研實(shí)踐模塊相結(jié)合的課程內(nèi)容設(shè)計(jì)，并通過(guò)全鏈條課程質(zhì)量保障體系促進(jìn)知識(shí)、能力、素質(zhì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

三、“線性系統(tǒng)理論”課程教學(xué)改革方法與案例

1.課程內(nèi)容與“兼濟(jì)天下+修身養(yǎng)性”無(wú)縫銜接的思政育人方式。一方面，深入挖掘課程理論發(fā)展史、課程內(nèi)容中的哲學(xué)思維、科學(xué)家故事、科技前沿等中蘊(yùn)含的思政元素，并結(jié)合熱點(diǎn)時(shí)政話題培養(yǎng)學(xué)生科研報(bào)國(guó)的社會(huì)責(zé)任感，激發(fā)現(xiàn)代研究生“兼濟(jì)天下”的胸懷。例如，在介紹線性系統(tǒng)理論是著重研究線性系統(tǒng)狀態(tài)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和改變這種規(guī)律的可能性和方法時(shí)，說(shuō)明研究系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的問(wèn)題稱(chēng)為分析問(wèn)題，研究改變運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可能性和方法的問(wèn)題為綜合問(wèn)題。從哲學(xué)角度而言，前者屬于認(rèn)識(shí)世界的范疇，后者屬于改造世界的范疇。同時(shí)，結(jié)合諾貝爾獎(jiǎng)獲得者屠呦呦經(jīng)過(guò)多年的反復(fù)實(shí)驗(yàn)、觀察和分析（分析問(wèn)題），最終找到了抗擊瘧疾的青蒿素（綜合問(wèn)題），挽救了全球特別是發(fā)展中國(guó)家數(shù)百萬(wàn)人生命的事跡，引出科學(xué)家精神的本質(zhì)，使課堂內(nèi)容與思政教育有機(jī)融合。另一方面，通過(guò)知識(shí)點(diǎn)延伸與中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化相結(jié)合的方式，提醒學(xué)生要時(shí)刻注意“修身養(yǎng)性”，正如《禮記·大學(xué)》中所說(shuō)：“身修而后家齊，家齊而后國(guó)治”［7］。例如，在講到能控性的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，說(shuō)明能控性是改變系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)達(dá)到目標(biāo)性能的前提，進(jìn)而促使學(xué)生思考：如何實(shí)現(xiàn)自身的能控，實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)和理想？引出中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化中關(guān)于堅(jiān)定理想信念、腳踏實(shí)地的名言警句或相關(guān)理念。

2.“一流教學(xué)資源”、信息化教學(xué)手段和多樣化教學(xué)模式緊密結(jié)合的教學(xué)方法改革。對(duì)于教學(xué)資源的選取，以緊跟時(shí)代發(fā)展為原則選取教學(xué)資源。本著對(duì)標(biāo)“一流教材”，參考一流院校的教材［8-12］、課件及國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)資源，以豐富授課素材，解決現(xiàn)有教材課程內(nèi)容無(wú)法滿足時(shí)代需求的問(wèn)題。對(duì)于教學(xué)方法，本著不同模塊采取不同的教學(xué)方法的原則提高學(xué)生的參與度、滿足學(xué)生對(duì)研究生課程高階性和實(shí)踐性的要求。對(duì)于理論教學(xué)模塊，根據(jù)控制類(lèi)研究生課程的特點(diǎn)，在直接講授和互動(dòng)問(wèn)答的基礎(chǔ)上增加翻轉(zhuǎn)課堂，以提高學(xué)生在理論學(xué)習(xí)時(shí)的參與度；對(duì)于學(xué)術(shù)研討模塊，采用研討式教學(xué)法對(duì)本專(zhuān)業(yè)某一主題進(jìn)行深入調(diào)研、討論，滿足學(xué)生對(duì)課程高階性的要求；對(duì)于科研實(shí)踐模塊，采用課題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法，將科研的最新研究成果與課堂內(nèi)容相結(jié)合，滿足學(xué)生對(duì)實(shí)踐性的需求。上述教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法均采用雨課堂開(kāi)展課堂教學(xué)，以方便發(fā)布教學(xué)任務(wù)、進(jìn)行師生互動(dòng)、積累教學(xué)資源、過(guò)程考核，最終提高課堂教學(xué)的信息化水平。

3.課程內(nèi)容與科技前沿緊密結(jié)合的研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式。課程內(nèi)容在對(duì)標(biāo)“一流課程內(nèi)容”的基礎(chǔ)上，精選與科技前沿和科研實(shí)踐緊密相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)展，開(kāi)展學(xué)術(shù)研討和科研實(shí)踐，解決教學(xué)內(nèi)容不適應(yīng)培養(yǎng)研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力的問(wèn)題。學(xué)術(shù)研討模塊以研究生的相近研究方向?yàn)樾〗M，選取該方向的熱門(mén)研究主題和工程實(shí)踐問(wèn)題，同時(shí)結(jié)合課程內(nèi)容，確定研討主題，以解決理論學(xué)習(xí)無(wú)法滿足研究生課題多樣化需求、課程內(nèi)容與科技前沿脫節(jié)的問(wèn)題?？蒲袑?shí)踐模塊利用相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目、科研項(xiàng)目等的最新研究成果，給出某研究主題的部分成果，讓學(xué)生根據(jù)所需知識(shí)完成后續(xù)研究，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，同時(shí)解決教學(xué)內(nèi)容不適應(yīng)當(dāng)代研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)的問(wèn)題。

4.“過(guò)程考核+師資隊(duì)伍建設(shè)+循環(huán)反饋”的課程質(zhì)量保障體系。課程質(zhì)量是評(píng)價(jià)學(xué)科發(fā)展水平和衡量人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要指標(biāo)。一方面，建立研究生課程評(píng)價(jià)機(jī)制是保證研究生高質(zhì)量產(chǎn)出的前提。另一方面，研究生質(zhì)量的提高對(duì)師資隊(duì)伍的建設(shè)提出了更高的要求。因此，“線性系統(tǒng)理論”課程提出在對(duì)學(xué)生進(jìn)行全過(guò)程考核的基礎(chǔ)上加強(qiáng)對(duì)教師隊(duì)伍的管理，最終形成基于循環(huán)反饋的課程質(zhì)量保障體系。（1）全過(guò)程考核。課程考核包括對(duì)學(xué)生產(chǎn)出結(jié)果的評(píng)價(jià)考核和學(xué)生對(duì)課程的反饋考核兩方面。學(xué)生成績(jī)由期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)共同決定。其中，期末考試主要反映學(xué)生掌握知識(shí)的情況；而平時(shí)成績(jī)注重過(guò)程考核，加強(qiáng)了對(duì)課堂研討、科研實(shí)踐報(bào)告和課程大作業(yè)的成績(jī)占比，在過(guò)程考核中體現(xiàn)對(duì)學(xué)生在實(shí)踐創(chuàng)新能力、跟蹤前沿能力等方面的考核。（2）“自主提升+互動(dòng)反饋”的教學(xué)隊(duì)伍建設(shè)。高質(zhì)量的研究生培養(yǎng)要求有高質(zhì)量的教師隊(duì)伍。隨著時(shí)代的發(fā)展，課堂教學(xué)開(kāi)始從“平面化”向“立體化”發(fā)展。如何提高研究生授課教師的教學(xué)實(shí)踐能力仍需深入探索。課程采用如下措施應(yīng)對(duì)上述問(wèn)題：一是利用線上會(huì)議的便捷性和不受地域限制的特點(diǎn)，課程團(tuán)隊(duì)成員定期參加相關(guān)課程的經(jīng)驗(yàn)分享會(huì)，學(xué)習(xí)適合本課程的教學(xué)方法和優(yōu)秀案例。二是利用與專(zhuān)業(yè)相關(guān)的各種網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽活動(dòng)具有任務(wù)導(dǎo)向的特點(diǎn)，要求團(tuán)隊(duì)教師成員指導(dǎo)研究生參加競(jìng)賽，在提高研究生實(shí)踐能力的同時(shí)提高自身的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐素質(zhì)。三是要求團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)分工定期收集相關(guān)教學(xué)資源，并進(jìn)行共享。四是課程團(tuán)隊(duì)成員通過(guò)定期互相聽(tīng)課評(píng)課、請(qǐng)督導(dǎo)組聽(tīng)課評(píng)課等方式督促教師提升教學(xué)能力。（3）循環(huán)反饋課程質(zhì)量保障機(jī)制。整個(gè)課程評(píng)價(jià)機(jī)制采用循環(huán)反饋機(jī)制以便于持續(xù)改進(jìn)。課程評(píng)價(jià)包括課程教學(xué)循環(huán)和課內(nèi)循環(huán)，其中課程教學(xué)循環(huán)主要指教學(xué)過(guò)程中通過(guò)過(guò)程反饋、過(guò)程考核、期末考核來(lái)實(shí)現(xiàn)，涉及主講教師和學(xué)生。課內(nèi)循環(huán)包括課程建設(shè)的主要環(huán)節(jié)，即以學(xué)生產(chǎn)出為目標(biāo)的課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程方法、思政教育等環(huán)節(jié)，同時(shí)包括課程教學(xué)，涉及課程團(tuán)隊(duì)全部教師。課程評(píng)價(jià)結(jié)果為專(zhuān)業(yè)、院校制定相關(guān)政策提供了參考，而政策的制定又可從上至下影響課程建設(shè)。

結(jié)語(yǔ)

為了實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人根本任務(wù)，培養(yǎng)新時(shí)代研究生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，課程團(tuán)隊(duì)針對(duì)教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)開(kāi)展課程教學(xué)，形成了適應(yīng)本校控制專(zhuān)業(yè)研究生培養(yǎng)的課程建設(shè)思路，主要貢獻(xiàn)包括：（1）探索課程內(nèi)容與“兼濟(jì)天下+修身養(yǎng)性”無(wú)縫銜接的思政育人方式；（2）形成課程內(nèi)容與科技前沿緊密結(jié)合的研究生創(chuàng)新實(shí)踐能力培養(yǎng)模式；（3）實(shí)踐“一流教學(xué)資源”、信息化教學(xué)手段和多樣化教學(xué)模式緊密結(jié)合的教學(xué)方法改革；（4）建立“過(guò)程考核+師資隊(duì)伍建設(shè)+循環(huán)反饋”的全鏈條課程質(zhì)量保障體系。課程的建設(shè)思路和方法可為同類(lèi)高?！熬€性系統(tǒng)理論”課程的建設(shè)提供參考。

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“Morality-Innovation” Tightly Coupled Reform and Practice of Linear System Theory

CHENG Lan， REN Mi-feng， XU Xin-ying， YAN Gao-wei

（College of Electrical and Power Engineering， Taiyuan University of Technology， Taiyuan， Shanxi 030024， China）

Abstract： Linear System Theory， as the core course of the control discipline， still faces some challenges in the cultivation of morality and innovation practice of graduate students. Adhering to the concept of “l(fā)earning for practice， combining learning with practice， integrating research into teaching and imparting knowledge and cultivating talents”， this paper promotes the reform of the teaching mode of “morality-innovation” by strengthening basic theories， integrating research into teaching， improving the assessment mode， and carrying out curriculum ideology and politics， and constructs the course from the three curriculum objectives of knowledge dissemination， ability cultivation and value shaping， so as to perform curriculum ideology and politics through every aspect. And through the whole chain curriculum quality guarantee mechanism the knowledge， ability and quality goals are achieved. The thought and method of course construction can provide reference for the course construction of Linear System Theory in similar universities.

Key words： graduate courses; teaching reform; build morality and cultivate talents; innovation ability training; linear system theory