基于OBE的“自动控制原理”教学改革研究

胡玉睿

摘 要：随着我国教育改革的不断推进以及OBE先进教育理念的不断深入，自动控制原理作为电气工程及其自动化专业的核心课程的教学模式也进行了改革。本文首先对OBE教育理念进行了概述，在此基础上对传统教学模式进行了分析，最后提出了教学改革的方案，使得学生能够达到工程教育学习的最终目标。

关键词：OBE;工程教育;《自动控制原理》课程

基金项目：重庆化工职业学院课题：HZY2019-SK05 基于微信的“自动控制原理”MobiMOOC课程模式创新研究。

1 OBE有关概述

OBE是一种先进的教育理念，它是Spady等人在1981年的时候提出来的关于产出导向的教育理念，逐渐的受到了各个国家高等教育机构的认同，促进了高等教育的发展。在OBE教育理念的指导下，教育教学活动都围绕着“预期学习产出”这个中心来开展，最先要做的就是要定下学生毕业时要具有的能力和达到的专业水平的目标，然后对教育机构、教学方法和教学的手段进行科学合理的选择，为学生毕业的时候达到预期的目标提供保障[1]。

2 传统教学模式

传统的“自动控制原理”课程教学，采用的是理论教学与试验教学相结合的教学模式，本文对这两种传统的教学模式进行了分析。

1）理论课程教学模式。在“自动控制原理”的理论课程教学方法中，在课堂上主要是老师讲授理论知识，学生听，以及学生分组讨论，课后，学生自学理论知识等的一种教学的形式。这里面的课后自学主要是做一些课后习题，学生课后自学的目的不是掌握知识而是完成老师留的作业，是被动的学习，从传统教学的角度来说，跳动学生学习积极性的最主要方法就是考试成绩，但是我们应该谨记纸上谈兵的教训，而工程专业要培养的是实用型的专业人才，因此这种传统的教学模式已经满足不了现代人才培养的要求。

2）试验课程教学模式。在“自动控制原理”的试验课程教学中，有理论和试验脱节的现象，试验的基本原理比较单一，缺乏综合性。在实验的设计上，还存在比较教条的问题，传统的试验教学的方法就是学生跟着老师的操作步骤来做试验，在实验的过程中，学生不会主动思考试验的原理、步骤和方法，试验教学的效果比较差。学生自己连简单的系统分析都不做，不会活学活用，根本不会做复杂的控制系统分析和矫正。因此传统的试验教学方法无法满足现代人才培养的要求。

3 课程教学改革方案

“自动控制原理”这门课程的教学内容主要包括系统数学模型的建立、系统的分析方法和系统的综合校正设计三个部分，这门课程学习的最终目标是学生要能够独立的设计一种综合校正控制系统的方案，进而提高系统的稳定性、运行的效率以及准确性等，使其满足工程的实际需要[2]。根据上述的在OBE教育理念指导下的课程需求，本文中提出的“自动控制原理”课程实践教学就可以培养学生进行系统综合校正设计的能力，弥补了传统实验教学方式的不足，还能够提高学生对所学理论知识的综合应用能力以及分析和解决问题的能力，在此基础上对学生进行合理的考核，可以让学生提高学习的积极性和主动性，最终达到学生毕业的目标。

1）综合设计能力。在OBE教育理念指导下以及素质教育理念的推动下，根据学生本身的基础和能力情况，将课程设计的题目按照难度由高到底分为难、中、易三个层次，培养学生的创新思维能力，使得学生能够充分发挥自身的潜能并按照规定的时间独立的完成设计任务，按照学生层次的不同制定不同的标准和要求，真正的做到因材施教。题目的设计要遵循以下原则：首先，就是题目的设计要具有较强的综合性，可以涵盖“自动控制理论”的主要内容;其次是设计设计结果应包括频域分析中的两到三种典型环节，当然也可以选择时域分析法或者根轨迹分析法;再次，就要和现实生活中的工程相结合，提高学生的实践能力，让设计和人们的日常生产和生活联系到一起;再次，就是学生可以在设计的题目中发挥自己的创造力，使得设计更加实用，并且具有创新性[3]。除此之外，学生可以自由组合选定题目，然后协同工作和学习，最后完成设计，不仅能够让学生对理论知识有更加深入的理解，还能够培养学生的个人能力和团队写作的能力，培养出更多的复合社会发展需求的人才。

2）工程基础理论知识应用能力。大家都知道，在“自动控制原理”的课程设计中，可以通过很多途径来达到综合校正方案的性能指标，解决的方案也有多种，本文提出的基于OBE的课程设计可以提高学生参与课程设计的积极性，充分发挥自身的潜能和想象力，运用自己所学的理论知识完成课程设计，方法可以自选。学生根据课程设计的要求，运用自己所学的比较经典的分析方法或者通过查阅资料采用别的先进方法来对方案进行设计和校正，校正做完以后，学生还要分析自己的校正装置结构、系统所要求的视域和频域的指标。在这个学习和实践过程中，不但能够深刻理解设计方案，清楚的知道设计的目的，而且还能够更加深入的理解和掌握所学的理论知识，并将所学知识应用到了工程实践当中，对一些分析方法进行了验证，给学生一种学有所用的感觉。

3）分析和解释数据能力。我国的工程教育认证中要求学生能够运用所学知识解决实际工程中的复杂问题。基于OBE的“自动控制原理”的课程设计改革以后，从设计的要求到最终方案的确定，每个环节都需要学生对具体的情况进行具体的分析，然后在运用所学的理论知识，校正自己的设计方案，然后还要对多个方案进行对比和选择，最后得出最佳方案。确定方案以后，在具体的校正设计中，要结合实际的性能指标来对参数进行确定，然后将数据录入校正系统进行验证，看看系统的性能指标是不是符合要求，还要对校正后的系统进行有关的时域指标分析，对其稳定性和准确性进行确定。在验证的过程中，可以提高学生对数据分析的能力。

4）考核方式的改进。对学习的产出进行评估是基于OBE的教学模式中一个给常重要的部分，更是OBE教育模式最终要达到的目标。那么怎么做才能够客观的评价学生学习的产出呢？本文认为可以采用“基础分+完成分+表达分”的方法来对学生的学习产出进行评定。在结合上文所说的多层次的培养模式，在对学习的产出进行评定的时候，根据课程设计题目的难易程度，对基础分进行设定，课程设计的难度越大，基础分越多，成程设计越容易，基础分就越低，而完成分是根据课程设计的完成情况来评定的，表达分是根据课程设计完成以后，学生都自己的设计进行描述和讲解的情况来评定的，运用这样的评分方法，老师可以更加准确的了解学生在实际操作、分析创新以及表达方面的能力，这样的考核方法大大的激发了学生学习知识的积极性和主动性。

4 结束语

通过对最近几年基于OBE的“自动控制原理”的教学实践进行分析我们发现，在这种教学理念的指导下，对我们的课程教学模式进行改革，不仅提高了学生工程实践的能力，而且还取得和很好的教学效果。但是，在OBE教学理念不断发展的时代，教师一定要不断的提高自身的专业水平，才能够更好的为培养适应社会发展的应用型人才做出贡献。

参考文献

[1]顾佩华，胡文龙，林鹏，等.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式——汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育研究，2017（1）：27-37.

[2]王柯，周延延，吴晓燕.“自动控制原理”课程实验教学改革与探索[J].中国电力教育（上），2019（34）：140，149.

[3]史小平，金晶，宁永臣.素質教育理念下的自动控制原理课程设计——黑龙江省精品课程建设的进一步完善与实践[J].教书育人，2018，33：62-64.