基于OBE理念的“自动控制原理”课程教学改革

毕宏博 周小龙 黄晓刚

摘要：本教学团队教师注重学生实际应用和理论研究方面协同发展，尝试将以成果为导向（OBE）等先进的教育理念与教学手段相结合，充分利用丰富的网络资源、贴近实际的仿真软件，多维度、大纵深地培养学生。在具体的教学环节中注重理论联系实际，培养学生带着实际问题自主学习、探究求优和个性发展的能力，产生学以致用的直观意识，激发新时代学生的学习兴趣。在教学环节各方面，本团队教师试图唤醒学生独立思考意识，培养学生求真务实、认真细致的工匠精神，引导学生以唯物主义的认识论、方法论等哲学思想分析并解决问题，并树立自立、诚信、团结、奋进的良好品质。

关键词：OBE; 自动控制原理;课程思政

一、引言

《自动控制原理》课程是高等学校自动化类、电气工程类面向应用、面向综合与创新能力培养的一门专业核心基础课程。该课程具有理论性、工程性、综合性强的特点，重点解决控制系统的建模、分析与设计问题，包括系统建模、时频域分析和系统校正等知识。根据学校“立足衢州，面向浙江，服务地方”的办学定位，以行业、企业岗位能力要求为目标，要求学生较系统、全面地了解和掌握控制理论的知识，并能运用所学的理论知识结合实际的系统建立起其数学模型，并对模型所表征系统开展系统性能（稳定性、暂态性能和稳态性能）的分析与设计（控制系统校正装置等）工作，为今后从事控制理论与控制工程等相关工作奠定基础。这门课程存在理论性强，学生缺乏生产实践相关工作的感性认识等不利因素。如何培养学生的学习兴趣，而且将所学知识应用于实践，进而培养学生的工匠精神和创新意识等优秀品质，并为产教融合、新工科建设等方面落地提供保障，是当前亟需解决的问题。

二、目前教学现状

《自动控制原理》课程理论性强，需要高等数学、复变函数和电路理论等多学科知识为基础，大量公式推导致使学生应接不暇，难于做到融会贯通;传统的教学模式多呈现“填鸭式”教学特点，即以教师讲授、学生被动接收为主，往往容易忽视学生主体作用的发挥，缺乏必要的互动和讨论;各章节之间联系松散，学生并不清楚所学知识如何应用于实际系统的分析与设计;目前仍是以期末考试为主要考核形式。在有限的时间内，考试内容不可能涵盖所有的重点知识。除此之外，对实践能力、创新精神等方面的考核评价要求低。因此，本教师团队发现在实际的教学环节中，往往产生“学生不明确学习重点”、“所学知识枯燥”和“理论与实际脱节”等消极现象，严重打击了学生学习的积极性。

三、教学改革方法

结合OBE理念与新工科的培养要求，我们从教学大纲、教学手段等大纵深、多维度地设计教学改革方法。

（一）教学大纲

为进一步适应新时期应用型本科培养要求，我们确定教学大纲的课程目标如下：课程目标1. 培养学生的爱国情怀，同时培养学生的工匠精神，引导学生以唯物主义的认识论、方法论等哲学思想分析并解决问题，养成求真务实、认真细致的工作态度，并树立诚信、友爱、和谐、奋进的良好品质;课程目标2. 掌握控制系统的建模、分析和设计方法，并能用于控制问题的分析与论证;课程目标3. 具备使用MATLAB软件等现代工程工具针对控制理论问题进行仿真分析与设计的能力。

（1）基于OBE理念教学反向设计教学模块，具体情况见图1：

（二）教学手段

课堂教学方法：

引入和控制理论密切相关的生产一线案例，通过案例中遇到的具体科学问题，引出授课内容。授课环节结束后，根据一线岗位要求，让学生“变身”为企业员工，对问题给出自己的解决方案。最后由教师团队予以综合点评。

闯关式教学环节：

为进一步夯实学生的理论基础，提升学习兴趣。本课程现已实行闯关式教学模式。闯关试卷覆盖面广，考核内容丰富，学生需对闯关知识点非常熟悉，且计算分析的能力非常强才能闯关成功。

授课视频库：

学生往往对课程中的重难点内容难以通过一次性课堂教学掌握，为此本教师团队录制了部分教学视频，用于学生课后学习。（见图2）

教学实施情况：

课程教学主要包括课堂教学、仿真教学、闯关式教学三种教学模式。课堂教学多仍采用传统的多媒体与板书结合方式进行授课，但授课内容多以案例形式给出。通过实际问题导向教学，学生主体作用凸显，教学效果明显提高;仿真教学基于MATLAB软件进行，主要为了提高学生理解程度、加深认识，并要求学生自主设计并验证自己的系统方案;闯关式教学要求学生在规定的时间和地点对阶段学习内容进行闯关，为考核评价过程化提供了有效保障，体现了考核的公平公正。

成绩评定方式：成绩评定按照平时成绩（70%）、期末成绩（30%）进行考核。其中，平时成绩包括闯关（42%）仿真实验（14%）、研讨与作业（14%）。

四、结语

本文阐述了“自动控制原理”在衢州学院的授课情况，结合OBE教学理念、应用型本科教学特点和本校学生的学习情况，从教学大纲、教学手段等方面加以改进，给出了这门课程教学改革的新思路。

參考文献：

[1] 王万良. “自动控制原理”课程教学中的几个关键问题[J]. 中国大学教学， 2011， 8： 48-51.

[2] 曹科才， 杨敏， 周映江， 赵勃， 万佑红. 基于OBE理念的“自动控制原理”教学改革研究[J]. 电气电子教学学报， 2019， 41（3）： 17-21.

[3]郭云飞， 张乐， 彭冬亮， 吕强.基于OBE理念的“自动控制原理”教学过程改革研讨[J].教育教学论坛， 2019（44）： 124-125.

[4] 满红， 张建民， 贺跃帮. 新工科OBE理念下的“自动控制原理”课程教学改革[J]. 教育教学论坛， 2020（33）： 192-193.

基金项目：浙江省一流课程项目-自动控制原理，衢州学院课程思政建设项目（KCSZ202016），衢州学院课程思政示范课程建设项目（SFKC202114）， 衢州学院校级新技术应用通识课程建设项目（XJSKC202007）.