工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下“自動(dòng)控制原理”課程混合教學(xué)改革探索

摘"要：以學(xué)生為立足點(diǎn)，以工程教育認(rèn)證的專業(yè)畢業(yè)要求為指導(dǎo)，分析現(xiàn)有“自動(dòng)控制原理”課程混合教學(xué)中的問題，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教育理念、考評(píng)機(jī)制等方面進(jìn)行了改革探索。通過優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)明確教的深度和廣度與學(xué)的目標(biāo)和目的，豐富和梳理混合教學(xué)內(nèi)容和方式滿足學(xué)生自由時(shí)空學(xué)習(xí)的個(gè)性化需求，以潤物無聲的方式軟植入育人教育，加強(qiáng)混合教學(xué)過程各階段多場(chǎng)景考評(píng)以全面考核學(xué)習(xí)效果。實(shí)踐結(jié)果表明，以上教學(xué)改革探索有效地改善了教學(xué)效果，提高了學(xué)生分析、解決問題的能力和創(chuàng)新、溝通、自我學(xué)習(xí)等綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；工程教育專業(yè)認(rèn)證；混合教學(xué)；綜合教育理念

中圖分類號(hào)：G642.0""文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

黨的二十大報(bào)告提出，堅(jiān)持創(chuàng)新在我國現(xiàn)代化建設(shè)全局中的核心地位，加快實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)，加快建設(shè)科技強(qiáng)國。作為有力支撐的工程教育，因行業(yè)需求而生，因行業(yè)發(fā)展而強(qiáng)，具有鮮明的學(xué)科優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)樾袠I(yè)發(fā)展提供高水平的人才和科研支持。建設(shè)科技強(qiáng)國亟須進(jìn)一步提升工程類行業(yè)特色高校教育質(zhì)量，以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向，發(fā)揮學(xué)科優(yōu)長，明確人才培養(yǎng)目標(biāo)，打造中國特色、世界一流的工程教育體系，為工程行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能，更好地服務(wù)于國家和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求。

工程教育專業(yè)認(rèn)證是保障工程教育質(zhì)量的通行制度［1］。工程專業(yè)認(rèn)證有三大核心理念：以學(xué)生為中心（Students"Centered，SC）、產(chǎn)出導(dǎo)向（Outcome"Based"Education，OBE）和持續(xù)改進(jìn)（Continuous"Quality"Improvement，CQI）。以學(xué)生為立足點(diǎn)，以工科專業(yè)畢業(yè)生需達(dá)到的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求為導(dǎo)向，不僅強(qiáng)調(diào)采用各種手段分析、解決問題，還要求創(chuàng)新、溝通、自我學(xué)習(xí)等軟素質(zhì)。為保證學(xué)生畢業(yè)能力達(dá)成，各個(gè)高校都在積極進(jìn)行課程教學(xué)探索，以促進(jìn)教育教學(xué)改革持續(xù)深化。

1"課程簡(jiǎn)介

“自動(dòng)控制原理”課程是電類專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，同時(shí)也是機(jī)械、能源等專業(yè)的主要專業(yè)課程，建立在“電路分析基礎(chǔ)”“高等數(shù)學(xué)”“復(fù)變函數(shù)”等先修課程的基礎(chǔ)上，為后續(xù)“現(xiàn)代控制理論”“計(jì)算機(jī)控制”“自動(dòng)控制系統(tǒng)”等課程提供控制理論基礎(chǔ)和系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)方法。該課程要求學(xué)生掌握建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的各種方法，學(xué)會(huì)使用時(shí)域法、根軌跡法和頻率法進(jìn)行系統(tǒng)性能分析，并應(yīng)用經(jīng)典控制理論的方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和校正。通過理論學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力。該課程理論性和應(yīng)用性都很強(qiáng)，有一定的難度，影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

近年來，在專業(yè)認(rèn)證三大理念的指導(dǎo)下，各高校本課程的教學(xué)更多地考慮從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣出發(fā)，通過教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的改革以達(dá)成課程教學(xué)目標(biāo)。基于“互聯(lián)網(wǎng)+”發(fā)展起來的混合教學(xué)形式因此受到關(guān)注，互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以學(xué)生為中心、教師為主導(dǎo)，有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、探索創(chuàng)新的精神和意識(shí)［23］。在教育認(rèn)證背景下，如何結(jié)合課程特點(diǎn)，找到適用于不同學(xué)生的混合教學(xué)模式是各教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷思考和探索的課題。

2"存在的問題

揚(yáng)州大學(xué)電氣與能源動(dòng)力工程學(xué)院電氣專業(yè)在工程教育認(rèn)證過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有混合教學(xué)現(xiàn)狀和工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)之間尚有差距，主要存在以下方面內(nèi)容。

2.1"混合教學(xué)模式簡(jiǎn)單

目前的混合教學(xué)主要采用的是課堂理論教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提供課件、習(xí)題等學(xué)習(xí)資料的形式，通過教學(xué)平臺(tái)布置課后作業(yè)和專題探討，可使學(xué)生課下積極主動(dòng)復(fù)習(xí)課堂知識(shí)點(diǎn)和完成自學(xué)部分，但無法良性調(diào)動(dòng)學(xué)生深入學(xué)習(xí)的興趣和意愿；授課教師對(duì)學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí)的進(jìn)展及知識(shí)點(diǎn)掌握程度難以全面了解和準(zhǔn)確評(píng)估，不能根據(jù)學(xué)生的不同情況適時(shí)給予針對(duì)性的指導(dǎo)。另外，本課程的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)教學(xué)資源缺乏生動(dòng)性和趣味性；知識(shí)點(diǎn)切割不夠細(xì)致，不方便間斷學(xué)習(xí)和選擇性學(xué)習(xí)；知識(shí)學(xué)習(xí)缺乏外延，學(xué)生不知道所學(xué)知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用價(jià)值，不利于學(xué)生解決相關(guān)復(fù)雜工程問題能力的培養(yǎng)。

2.2"綜合教育理念踐行不到位

工程教育認(rèn)證不僅注重學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)教育，同時(shí)也把立德樹人作為教育的根本任務(wù)之一。《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2024版征求意見稿）》中增加了進(jìn)一步強(qiáng)化立德樹人的有關(guān)要求［4］。征求意見稿在落實(shí)立德樹人根本任務(wù)方面對(duì)學(xué)生、培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求、課程體系及師資隊(duì)伍方面做了全方位、系統(tǒng)性的要求。盡管本課程之前在這方面已經(jīng)做了一些嘗試，但由于缺少混合教學(xué)協(xié)同育人的規(guī)范模式，加之授課教師經(jīng)驗(yàn)不足，缺乏科學(xué)的切入和實(shí)施方式，并沒有達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果?！叭逃恕⑷轿挥恕鄙杏兄T多方面需要完善。

2.3"考核缺少過程評(píng)價(jià)

現(xiàn)有課程考核總評(píng)成績由平時(shí)成績（20%）、實(shí)驗(yàn)成績（20%）和期末成績（60%）加權(quán)而得。平時(shí)成績主要通過作業(yè)考核，由于學(xué)生可以借助互聯(lián)網(wǎng)找到題目答案，這使得教師無法準(zhǔn)確評(píng)估學(xué)生對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的掌握情況。實(shí)驗(yàn)成績考核從準(zhǔn)備、操作和報(bào)告三個(gè)方面評(píng)分，教師無法面對(duì)面全面考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備和操作情況，而提交的報(bào)告會(huì)因?yàn)樽珜憜栴}不能反映學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況。實(shí)驗(yàn)過程成績考核缺乏合適的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。期末成績考核采用期末筆試，不利于學(xué)生工程能力的提升，無法綜合展示學(xué)生對(duì)課程基本知識(shí)的理解、掌握和應(yīng)用能力，不符合工程教育專業(yè)認(rèn)證規(guī)范。

3"課程教學(xué)改革探索

以工程教育專業(yè)認(rèn)證核心理念為出發(fā)點(diǎn)，“自動(dòng)控制原理”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對(duì)教學(xué)中存在的問題，分別在優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)、豐富混合教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)綜合教育理念實(shí)施、改革混合教學(xué)考評(píng)機(jī)制等方面進(jìn)行了針對(duì)性探索，持續(xù)改進(jìn)、精益求精以滿足工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求。

3.1"優(yōu)化教學(xué)目標(biāo)

對(duì)照工程認(rèn)證的12項(xiàng)專業(yè)畢業(yè)要求，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)重新明確了課程目標(biāo)，并修訂了教學(xué)大綱，課程與專業(yè)畢業(yè)要求關(guān)聯(lián)如表1所示。修改后的教學(xué)大綱使學(xué)生明確了學(xué)的目標(biāo)和目的，也使教師明確了教的深度和廣度。以課程目標(biāo)為指導(dǎo)原則，教師可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)情況、市場(chǎng)用人需求等對(duì)混合教學(xué)內(nèi)容、時(shí)間安排適時(shí)更新和完善，摸索并創(chuàng)新教學(xué)手段與方法，以提升電氣工程高素質(zhì)人才培育指標(biāo)的達(dá)成度。

3.2"豐富混合教學(xué)內(nèi)容

為加深自動(dòng)控制理論的理解與應(yīng)用，課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步豐富了混合教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)，逆向設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容。以畢業(yè)要求為終點(diǎn)，梳理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和課堂教學(xué)的內(nèi)容，以工程任務(wù)主線串理論知識(shí)點(diǎn)，使學(xué)生明晰課程解決工程實(shí)踐中的什么問題，了解如何使用數(shù)學(xué)的方法描述工程問題、如何分析并解決。課堂主要圍繞主線任務(wù)講解思想、方法，涉及的具體知識(shí)點(diǎn)的細(xì)節(jié)學(xué)習(xí)移到教學(xué)平臺(tái)，利用PPT、短視頻、思維導(dǎo)圖等方式呈現(xiàn)，做到短小精，幫助學(xué)生輕松學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)，自主學(xué)習(xí)可以不受空間、時(shí)間限制，既可以提高學(xué)習(xí)效率，又減輕了學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，改善了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。總結(jié)學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的常見問題整理并張貼到教學(xué)平臺(tái)討論區(qū)供學(xué)生探討，經(jīng)過幾年的累積，基本已覆蓋大部分學(xué)習(xí)內(nèi)容。

為提高學(xué)生在教學(xué)中的參與度，布置調(diào)研、仿真研究等教學(xué)活動(dòng)，幫助學(xué)生了解控制理論的應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，過程中注重小組合作、科學(xué)探究，培育學(xué)生協(xié)作與團(tuán)隊(duì)意識(shí)、工匠精神以及創(chuàng)新意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生處置工程問題的能力。教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，一部分參加競(jìng)賽和科創(chuàng)項(xiàng)目的學(xué)生會(huì)自行在互聯(lián)網(wǎng)上查找一些感興趣的本課程相關(guān)教學(xué)資源，對(duì)此教學(xué)團(tuán)隊(duì)也幫助學(xué)生篩選了一些優(yōu)秀的學(xué)習(xí)資源，輔助學(xué)生正確理解和掌握相關(guān)知識(shí)。

3.3"加強(qiáng)綜合教學(xué)理念踐行

“自動(dòng)控制原理”課程在大三年級(jí)秋季學(xué)期開設(shè)，這一時(shí)期將育人教育融入專業(yè)課程，有利于引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)綜合素養(yǎng)和科技報(bào)國擔(dān)當(dāng)。近年來，育人教育在本課程教學(xué)過程中已逐漸被重視，為避免育人教育被機(jī)械“加塞”的情況，教學(xué)團(tuán)隊(duì)深入學(xué)習(xí)了這方面的優(yōu)秀教學(xué)案例，改進(jìn)育人教育的實(shí)施，以期讓學(xué)生在專業(yè)課程教學(xué)中接受潛移默化的育人教育。在課程教學(xué)中融入育人教育時(shí)更加注意了與知識(shí)點(diǎn)的自然、緊密地銜接，希望既具有教育意義，又能點(diǎn)燃學(xué)生課程學(xué)習(xí)的熱情。

目前，該課程專業(yè)知識(shí)教學(xué)中融入育人教育的切入點(diǎn)研究已經(jīng)基本成熟［4］，因此本教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要注重的是探索學(xué)生喜歡的教學(xué)形式。專業(yè)課程課時(shí)有限，很難在課堂通過講述、觀看視頻、專題討論等方式完整地完成育人教育內(nèi)容，借助教學(xué)平臺(tái)的育人教育是很好的補(bǔ)充和延展。此外，教學(xué)團(tuán)隊(duì)也將為學(xué)生創(chuàng)造更多的與具有豐富科研經(jīng)驗(yàn)、工程經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員以各種形式交流的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生了解我國在該領(lǐng)域的新成就，接受社會(huì)主義核心價(jià)值觀教育，培養(yǎng)學(xué)生的工匠精神和愛國情懷。

3.4"改革混合教學(xué)考評(píng)機(jī)制

工程教育專業(yè)認(rèn)證不可缺少的環(huán)節(jié)是不但要考核學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的掌握程度，還要求學(xué)生能將知識(shí)融會(huì)貫通，學(xué)以致用。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在考核過程中比之前更多注重過程考核。

（1）平時(shí)過程考核：平時(shí)成績包括平時(shí)作業(yè)、專題討論、階段測(cè)試等，采用教學(xué)平臺(tái)和課堂多場(chǎng)景綜合評(píng)價(jià)方式，對(duì)每位學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，考核重點(diǎn)放在從過程中發(fā)現(xiàn)問題并予以解決。

（2）實(shí)驗(yàn)過程考核：實(shí)驗(yàn)成績包括實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)操作和報(bào)告撰寫，預(yù)習(xí)準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)操作采用課堂問答和成果驗(yàn)收的形式，報(bào)告通過教學(xué)平臺(tái)驗(yàn)收，一方面希望學(xué)生了解如何通過實(shí)際器件實(shí)現(xiàn)所學(xué)習(xí)的控制理論，另一方面希望學(xué)生能夠用所學(xué)理論來解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這需要在學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中與學(xué)生交流，由于問題都是針對(duì)在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和現(xiàn)象提出的，因此可以了解每一組學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)細(xì)節(jié)的掌握程度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作過程給出更加合理的考評(píng)成績。

目前的過程考核具有一定的主觀性，課程組對(duì)此將逐步完善評(píng)分細(xì)則。但從表2中2022年和2023年本專業(yè)的課程目標(biāo)達(dá)成度對(duì)比來看，過程考核的加強(qiáng)已初顯成效，課程目標(biāo)達(dá)成度有了明顯提高。

結(jié)語

工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下開展的“自動(dòng)控制原理”課程混合式教學(xué)，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教育理念、考評(píng)機(jī)制等方面進(jìn)行了改革探索，多教學(xué)場(chǎng)景的全方位配合，不但改善了教學(xué)效果，還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，課堂參與度和自我學(xué)習(xí)、實(shí)踐動(dòng)手、解決復(fù)雜工程問題等能力得到了一定程度的提升，同時(shí)立德樹人方面也得到了重視，為培養(yǎng)具有扎實(shí)基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能、動(dòng)手能力強(qiáng)、綜合素質(zhì)高的新型工科人才奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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［4］中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì).關(guān)于對(duì)《工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2024版征求意見稿）》征求意見的通告［EB/OL］.（20240426）.https：//www.ceeaa.org.cn/gcjyzyrzxh/xwdt/tzgg56/634242/index.html.

作者簡(jiǎn)介：李喆（1979—"），女，漢族，遼寧鐵嶺人，博士研究生，講師，研究方：為電氣工程及其自動(dòng)化。