工程教育专业认证下先进控制技术教学改革

李俊红 杨奕 王娟

[摘 要] 先进控制技术是工科院校本科自动化专业的一门专业选修课程。为了适应国际工程教育专业认证的要求，课程组进行了一系列的教学设计，制定了课程支撑指标点。设计了两个实验，通过实验操作提高了学生解决复杂工程问题的能力。此外，课程组设计了课程的达成度计算办法，并完成课程达成度的计算。

[关键词] 先进控制技术;工程教育专业认证;达成度

[基金项目] 2018年度南通大学教学研究课题（2018B41）;2018—2020年度中国交通教育研究教育科学研究课题（交教研1802-123）;2019年度江苏省现代教育技术研究立项课题（2019-R-70465）

[作者简介] 李俊红（1980—），女，山东淄博人，工学博士，南通大学电气工程学院教授，博士生导师，主要从事控制理论研究;杨 奕（1963—），女，江苏南通人，工学硕士，南通大学电气工程学院教授，硕士生导师，主要从事自动控制研究;王 娟（1978—），女，江苏海门人，工学硕士，南通大学电气工程学院副教授，主要从事自动控制理论研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2020）36-0200-02    [收稿日期] 2010-12-06

一、引言

先进控制技术是工科院校本科自动化专业的一门专业选修课程[1]。先进控制是控制理论发展的高级阶段，通过本课程的学习使学生掌握先进控制的相关理论和技术，具备分析和设计先进控制系统的初步能力。工程教育专业认证是目前高校工程领域内非常认可的专门性认证，通过该认证能够有效促进高校人才培养模式的改革，有助于毕业生获得通行国际的执业资格[2-5]。

二、课程支撑指标点设计

课程主要支撑的指标点是使学生掌握专业知识，能推演和分析自动化领域中的复杂工程问题，并能对各种解决方案进行比较与综合、优化与改进。

课程的教学目标是通过该课程的学习使学生掌握模糊控制器设计、神经网络的基本结构和算法，掌握先进控制的相关理论和技术，具备分析和设计先进控制系统的初步能力，能够理解和正确运用本课程的知识，对控制方案进行比较与综合、优化与改进，具备分析复杂工程问题的能力。

三、实验内容及要求

本课程的实验主要利用MATLAB软件完成，根据教学内容的设计以及学生的总体情况，课程组设计了两个必修实验。

实验一是模糊控制系统仿真实验，要求学生在掌握模糊控制器的基本工作原理和设计方法的基础上，熟悉模糊控制工具箱，能针对实际问题设计一个二维模糊控制器;能够清晰地描述模糊控制系统设计的任务，并能对特定的控制需求比如系统的快速性、准确性等性能指标给出初步的方案设计。实验二是BP神经网络实验，该实验是让学生掌握BP神经网络的基本原理和基本的设计步骤。

这两个实验综合考核了学生利用控制理论设计控制方案并进行方案论证及选择的能力，提高了学生综合利用计算机知识解决工程问题的能力。

四、课程考核及课程达成度评价

1.课程考核方案。在课程考核方面，我们结合课程持续改进的要求，更加重视学生的过程性考核的要求，包括作业、实验考核、课内测验、期中考试等。课程组教师结合本校学生的总体情况，设计了该课程的评分标准，如表1所示。

期末考试题型主要包括简答题、画图并解答、计算题以及综合题四部分，简答题主要考查学生对控制理论基本概念的掌握情况，画图并解答考核学生对某些重要知识点的图解及解答能力，计算题主要考查模糊计算、模糊逻辑推理等知识点的计算，综合题考查学生利用所学知识综合解决复杂工程问题的能力。各章节知识点考核内容及分值如表2所示。

2.课程达成度评价。课程的达成度要以课程教学大纲为依据，由于先进控制技术课程是一门考试课，我们综合考虑了知识点的覆盖面、试卷题量、试卷的难易程度及卷面对指标点的支撑情况，达成度评价依据，如表3所示。

根据课程目标达成度评价依据，我们计算了14级的课程目标达成度。从课程目标对应达成情况看，大多数学生能够掌握先进控制的相关理论和技术，具备分析和设计先进控制系统的初步能力，能够对控制方案进行比较与综合、优化与改进，具备分析复杂工程问题的能力。但个别同学综合运用所学知识解决复杂工程问题的能力还有待进一步提高。

五、小结

通过上述教学实施效果来看，我们所做的这些改革切实提高了学生工程能力，提高了学生解决复杂问题的能力，教学质量得到了提高。

参考文献

[1]许锋，罗雄麟.“先进控制理论与技术”课程的教学实践[J].电气电子教学学报，2011，33（3）：36-37+47.

[2]李俊红，王娟，刘羡飞.工程教育专业认证下《自动控制原理》课程教学改革研究[J].科教导刊，2017（31）：93-94.

[3]李智慧，張德贤.工程教育专业认证背景下《检测与传感技术》课程实践教学改革研究[J].教育教学论坛，2015（42）：111-112.

[4]张彦斌，宋磊，邱明，张占立，田军营.面向工程教育专业认证的机器人学课程教学改革与实践[J].中国现代教育装备，2017（09）：32-35.

[5]卜飞飞，黄文新，王世山.面向工程教育专业认证的非电类专业电工电子课程教学改革[J].中国现代教育装备，2016（01）：56-58.