《自动控制理论》课程教学改革与实践

摘要：本文结合OBE教学理念，研究以提升学生工程素养为目标，提出对工程素养具象化实施。围绕《自动控制理论》课程，采用线上线下混合式教学模式，从重构教学内容、改进教学方法多个方面进行了教学改革，深化了理论应用一体化教学，提高了学生工程素养。

关键词：OBE;自动控制;工程素养;线上线下;混合式教学

前言

2019年10月，教育部发布《关于一流本科课程建设的实施意见》，提出要建设适应新时代要求的一流本科课程，形成中国特色、世界水平的一流本科课程体系，构建更高水平人才培养体系[1]。一流本科课程建设是一项系统工程，其内涵所包含的提升高阶性、突出创新性、增加挑战度[2]等建设原则应落实到各门课程建设中。

传统的《自动控制理论》课程教学模式以课程讲授为主，课程形式单一，无法满足学生能力培养、价值塑造的高质量培养要求。此外该课程理论性和工程性均较强，以理论教学为主的教学模式无法提升学生解决复杂工程应用问题的工程素养。因此本文结合OBE教育理念[3][4]，探索工程教育通过融合理论教学与实践教学一体化来全面系统地促进学生工程素养的提升。

1《自动控制理论》课程理论与应用内在联系

1.1“控制理论及应用”系列课程理论与应用关联性

《自动控制理论Ⅱ》课程是电气工程及其自动化专业和自动化专业的专业核心课，它是专业课程《过程控制》、《运动控制》以及实践课程《控制系统综合作业》的理论基础，同时也是“西门子杯”中国智能制造挑战赛、全国电子设计竞赛、全国大学生智能汽车竞赛的核心理论课程，对学生的后续理论课程的学习、实践环节完成情况以及学生竞赛参与度、竞赛表现具有非常重要的理论意义。因此，为了让学生能更好地参与到实践环节，需要在课程中就开始深化理论应用一体化教学，挖掘工程案例，在工程层面上熟悉被控对象，培养“综合性”工程思维，用所学控制学工具、理论去解决复杂工程问题。

1.2深入挖掘工程案例

工程案例需要与理论内容结合，通过学生创新实践和企业调研深入挖掘工程案例。学生能通过理论的学习后循序渐进地、有层次地将理论应用到工程案例的问题解决过程中。为了实施“问题提出、分析、解决、应用（拓展）、小结”有效教学闭环，需要在本课程中精选案例开展案例教学。结合课程特点以及学生学情分析，所选案例需要具有前沿性和综合性，教学案例有层次地、有梯度地、由浅入深地融入到课程教学全过程中，培养学生解决复杂工程问题的应用能力。

2创新能提升解决复杂工程问题能力的教学方法

2.1“雨课堂+SPOC”的混合式教学

为了达到学生学以致用、提升自主学习能力、分析解决问题的能力以及解决复杂工程问题的学习目标，学生需要在课外有大量的学习和思考过程，并需要采用有效的教学组织形式，让学生在课堂中进行讨论、开展辩论。

因此利用“雨课堂+SPOC”教学管理平台，创新教学模式，形成传统教学和基于现代信息技术教学的优势互补。在采用“雨课堂+SPOC的混合式教学”过程中，将课程的教学设计为课前、课中和课后三个教学环节。

对于课前预习主要借助MOOC视频以及教师在雨课堂中推送的预习资源结合教材进行预习，预习中有相应测试题计入平时成绩，这样能有效提升学生的预习效果;在课程中主要采用雨课堂教学平台进行课堂互动，包括弹幕、随机点名提问、做游戏、投稿、测试、投票等，提升课堂学习积极性。同时再利用雨课堂进行数据统计分析、课堂教学屏幕录制，学生通过MOOC视频和回看雨课堂上课录屏，针对性查漏补缺进行复习，给学生提供有针对性的复习资源;教师和学生课后可以根据雨课堂大数据了解上课学习情况。其次，将预习测试和课堂测试以及MOOC资源的学习作为了对学生的过程性评价之一，打破传统的期末考一考定成绩的局面。同时学生不再仅仅通过纸质作业进行复习巩固，还增加课堂测试、互动、MOOC测试等多元过程考查方式。

2.2探索课程思政融入教学全过程的方法途径，强化学生工程意识

《自动控制理论》课程基础知识抽象、系统、复杂，学生学习效率不高，因此将思政元素有机融入课程教学全过程，可以激发学生的主观能动性，对专业知识吸收起到良好的推动作用。学生的工程意识的建立与强化是离不开对生活以及工程实际的认知，通过引入工程案例、国家时事、典型先进事迹等思政元素，引导学生从工程层面上熟悉控制理论背后的工程涵義----量程、量纲、可否测量、可否操作、安全范围、社会规范等等，培养学生良好的职业素养和工匠精神，激发学生为祖国实现民族伟大复兴而奋斗的爱国情怀。

3小结

以OBE为教育理念，以提升学生工程素养为目标，围绕《自动控制理论》开展了基于教学模式、教学内容、教学方法多方面的教学改革。采用“线上线下”混合式教学，设计一以贯之的工程案例，深入挖掘课程思政元素实现专业学习和育人的同向同行，为提升学生工程素养起到了积极的推动作用。

参考文献：

[1]黄治同，纪越峰，尹长川.面向电子信息类创新人才培养的一流本科课程建设探索与实践[J].中国大学教学，2021（10），43-48.

[2]教育部.教育部关于一流本科课程建设的实施意见[Z].2019年10月24日.

[3]李薇，王磊，鲁哓锋等.基于OBE理念的计算机专业人才能力培养模式创新[J].计算机教育，2017（8）：47-51.

[4]张秀珩，巴鹏.OBE导向的供课专业基础课混合式教学模式研究[J].机械工程师，2021（11）：10-12.

作者简介：陈星，1988.06，女，汉，湖北仙桃，硕士，讲师。