应用型本科“控制工程基础”课程的教学改革与实践探究

陈晶

（兰州工业学院，甘肃兰州 730050）

应用型本科教育实施的过程中，应该将培养学生的应用实践能力放在首位。为此，学校需要从课程体系构建入手，强化教研教改工作，结合立德树人的教育要求和社会对人才的需求，坚持以生为本的理念，构建更加完善的课程体系。在2019年，我国教育部颁布了“双万计划”，为建设一流本科课程提供了策略依据，提出了明确的课程建设期望。根据“双万计划”的要求，“控制工程基础”课程的教学改革应该从创新、完善、提升等多个方面入手，强调实践能力培养的重要性，使学生既掌握专业理论知识，同时又可以运用理论知识灵活解决各类实践问题，为学生未来就业、社会行业发展奠定良好的基础。

一、应用型本科“控制工程基础”课程的教学现状

（一）课程问题

车辆工程专业课程采用慕课教学模式，为学生提供在线开放课程，通过“线上+线下”的混合教学模式，使教学资源更加丰富，能有效改善教学质量和效率。但从“控制工程基础”课程建设的角度分析，我们发现目前还存在一些问题。首先，课程侧重专业知识讲解，没有认识到思政协同育人的重要性[1]。在课程设计的过程中，不论是课程内容，还是效果评价，都没有体现出思政育人的重要性，教材中的思政元素较少，不利于提升学生的职业道德，不符合应用型本科人才培育目标和要求；其次，在课程建设的过程中，学校没有明确课程的属性要求。也就是说，课程没有充分体现高阶性、创新性和挑战度，原本的课程内容深度不足，缺少前沿的专业知识和探究性内容，所以课程挑战度较低，不利于培养学生的创新能力，也没有与实际紧密衔接。但在信息时代背景下，学生可以通过网络途径获取知识和信息，所以传统的教材与课程内容已经无法满足学生的求知需求；最后，教材建设有待完善。要构建一流课程，学校就要加强课程教材建设。“控制工程基础”课程普遍采用校本教材，或者采用高等教育出版社出版的图书作为课程教材，符合应用型本科特征，但随着时代的进步以及课程的建设，很多内容需要更新和拓展，尤其要加强信息技术、智能技术的引入，要在教材中体现行业发展的前沿动态，这样才能使学生适应时代和行业的发展。

（二）教学现状

对车辆工程专业的学生来说，“控制工程基础”课程具有抽象性、基础性的特点，将工业生产装备控制自动化趋势作为核心教学内容，抽象各类控制机械和装置的原理，采用数学公式、数学语言进行表达和呈现，讲述控制系统的综合分析与设计调整方式，为学生日后学习或进入工作岗位奠定基础[2]。学校通常在大三设置该课程，可以与学生专业课程、通识课程结合在一起，包括大学物理、电工电子、高等数学等等。这些课程学习难度较大，结合“控制工程基础”课程后，知识应用的强度会增加，学习难度进一步加大，所以需要教师采取有效的教学措施，保障教学的有效性。

从目前的教学情况看，由于课程学习难度较大，所以教师在教学的过程中会面临很多挑战，对教师的专业素养有很高的要求。传统的本科教育以学术教学为主，对课程体系框架、教学模式进行选择的过程中，往往会局限于本学科，缺少延展性。在课程内容方面，侧重知识性、系统性，划分为多个课时进行讲解，以帮助学生掌握问题解决方法为目标，从问题提出入手，包括建模、求解、推导等多项内容[3]。在应用型本科教育中，这种教育模式发生改变，实践教学的地位逐渐彰显，理论课程的课时数大幅度减少。由于学时变短，所以学习任务更加繁重，需要对教学内容进行适当筛选，同时对教学方法进行改进创新，重点提升教学效率，帮助学生掌握有效的学习方法和解决问题的思路，使学生可以自主探究、合作互助，以此强化学生的综合实力。

二、应用型本科“控制工程基础”课程的教学改革思路架构

（一）课程建设目标

在课程建设方面，学校应该认识到课程思政的重要性，将课程的真正理念作为课程教学大纲设计的核心理念，同时也要作为课件和教案制作的重要依据，确定课程思政教育在“控制工程基础”课程中的融入点，探究课程中的思政元素，采取有效的教学方法，选择恰当的载体途径，培养学生科学、创新的理念意识，强化学生的民族精神、理想信念、职业道德等等，并且在课程目标、内容、教学等多个环节中贯穿；应该及时更新课程教学资源，结合专业前沿，了解国内外机械工程、电子科学、电气工程等学科的最新研究成果，并且在课程建设中融入这些内容，根据需求及时更新线上和线下教学资源库，使教案、题库、工程案例等内容更加丰富、完善[4]。学校应该积极搭建和完善国内MOOC等线上学习平台，充分发挥课程教学资源库的作用；对教学模式进行深化改革，尤其要发挥线上教学的优势作用，采用线上预习、测试、讨论等多种方式，与线下案例教学、翻转课堂、边讲边练等教学模式结合，完善“线上+线下”的教学手段，进一步提升课程教学效果。学校还应该依据应用型本科的特点，引入更多真实的案例，包括项目案例、创业案例等等，结合学生的职业生涯规划、未来就业方向，为学生提供实践训练的机会，激发学生学习的主动性，使学生可以运用知识解决实际问题。

（二）教学改革思路

学校应根据“控制工程基础”课程的特点，分析课程大纲和教学现状，依据应用型本科教育任务要求，对该课程教学进行改革。在实际改革的过程中，学校需要从多个方面入手：第一，对教学大纲进行修订调整，确保教学大纲符合新学时要求，同时贴近各个专业，能够满足学生学习需求；第二，选择恰当的教材，确保教材内容、章节符合大纲要求，同时也要加强校本教材的研究与内容的更新。尤其在行业发展、技术进步的背景下，应该定期进行教材更新，保障教材内容符合实际；第三，对理论教学进行优化，坚持因材施教、由浅入深的原则，从基础知识着手，将简单的论证环节保留，舍弃冗余、复杂的推论环节。鼓励实例教学，结合真实案例讲解，结合学生专业选择具有针对性的例题，以此培养学生的应用能力；第四，对教学方法进行改进，引入西安大话教学设备、手段，结合传统教学经验，全面提升教学质量。尤其要强化实验教学，可以引入MATLAB仿真技术，为学生提供更多动手实践的机会，不仅锻炼学生的操作能力，也能活跃学生思维。

三、应用型本科“控制工程基础”课程的教学实践策略

（一）创新理念，改进课程

随着网络信息技术的发展，线上教学模式的应用愈加广泛，MOOC、DEX、智慧树等在线学习平台应运而生并且迅速发展。在应用本科“控制工程基础”课程教学的过程中，学校应该坚持信息化教育理念，可以搭建“MOOC+学习通+超星课堂”的综合型线上学习平台，还要坚持多学科融合的教学理念，因为各个学科之间具有交叉部分[5]。以“控制工程基础”课程来说，涉及数学、物理、机械、电子等多个学科，所以我们应该坚持交叉、综合的教学原则，避免教学内容、知识体系过于片面，培养学生的综合能力。此外，我们还要坚持应用的理念，保障知识可以运用到实践之中，这样才能发挥知识的价值。本课程教学不仅为学生日后学习微机原理、工业机器人技术等内容奠定基础，还可以帮助学生树立大工程观念、大应用观念。所以，在实际教学中，教师要融入海量应用实例，不仅要展现在课件中，还要展现在讨论、口头讲授等多个环节中。

在理念创新后，我们还需要改进课程，可以从教学大纲修订入手，将原本的教学内容、学时进行调整。例如，教师可减少绪论学时，增加数学模型、时域分析法等课程学时，重点培养学生的实践应用能力，在教学大纲调整好之后，应该对教学教材进行创新编制。教师可以借鉴清华大学出版社编制的《控制工程基础》等多个版本教材，结合本校学生特点和学生所在专业，积极研发校本教材，保障教学顺序合理，使学生可以由浅入深地学习。

（二）明确目标，优化设计

树立明确的教学目标有助于教学方向的把控，使课程建设理念可以和具体的教学目标融合在一起，达到“理论+实践”教学的效果。首先，教师应该将系统原理图识读理解作为基础教学目标，确保学生可以自主查阅文献库、数据库，并且利用各项学习资料构建自动化系统、一体化系统数学模型[6]。其次，教师应该将控制系统经典分析法的学习掌握作为进阶目标，进一步强化学生的专业能力，使学生掌握应用技能，为学生实践应用奠定基础。同时，教师还要培养学生综合运用知识的能力，通过综合性教学，使学生可以解决实际问题，强化学生的思维能力、创新能力，帮助学生掌握复杂工程问题的解决思路，提升学生的学习效果。最后，教师应该将掌握控制系统知识作为综合目标，使学生具备系统试验设计与验证的能力，以此为基础强化学生的工程素养，为学生专业学习、未来就业奠定基础。

在教学设计方面，教师应该根据认知规律、学科发展、社会需求等创新方法、更新内容，保障教学任务可以顺利完成。学校应该加强线上资源库的建设，及时更新平台中的课件、微课、测试、案例等资源，并且将真实、成功的创业、比赛等案例引入到课堂中[7]。在线下教学方面，教师应该综合板书、课件、微课等多种资源，侧重思路、方法的讲解，帮助学生划分重点和难点，还可以采用合作式、讨论式的教学方式，组织学生开展项目实训、实践操作等活动。学校可以邀请企业中的技术人员到校园中进行教学讲解，开展技术讲座、创业讲座等活动，将学校课程与社会岗位衔接在一起。

（三）组织实施，管理评价

结合人才培养目标，运用线上和线下教学资源，既要坚持课程思政理念，也要引入专业项目案例，推动专业控制类教材更新以及教学内容改革。在实际教学中，教师可以采用自主学习、翻转课堂、章节测验等多种教学手段[8]。以自主学习来说，教师可引导学生自主探究与思考，可以在线上平台为学生分享学习资源，帮助学生构建学习方案和知识体系，使学生有明确的学习方向和目标。教师也可利用MOOC等学习平台，组织学生开展学习测试，了解学生学习中存在的问题，并帮助学生进行调整优化。翻转课堂有助于学生之间、师生之间的交流与合作。教师梳理本课教学重点后，运用剩余时间带领学生预习工程案例或者进行答疑解惑。教师可以为学生布置学习任务，选择开放性课题，引导学生合作研究。章节测试可以监督和检验学生的学习成果。教师可以采用随堂测试的方式，及时了解学生学习中存在的问题，并进行详细反馈。

为保障教学效果，教师还要采取有效的管理和评价方式。在线上管理方面，教师可以根据学生登录、签到、讨论、学习等情况进行综合评价。线下教学可以根据单元测验、小组任务完成情况、日常作业完成情况等进行评价。总之，教师要坚持多元化、多角度的管理和评价原则，确保评价的有效性。

四、结束语

综上所述，在应用型本科教育发展的背景下，教育者要不断创新和完善课程体系与教学手段，全面提升学生的应用能力。在“控制工程基础”课程的教学改革中，教育者可以从课程构建和教学创新两方面入手，既要明确课程建设目标，也要合理规划教学改革思路。在教学实践中，教育者可以从理念创新、建立目标、组织实施三方面入手，结合学科特点和学生需求进行教学，保障教学质量。