自動(dòng)控制理論課程考核方法改革研究

王艷芳　盧濤　張曉東

摘要：近年，各大應(yīng)用型本科院校的工科專(zhuān)業(yè)都在進(jìn)行工程質(zhì)量認(rèn)證，這對(duì)工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求：工程教育要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。只有將卓越工程師教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)融入到專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)之中，才能更好地保證工程教育培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型本科；自動(dòng)控制理論；考核方式改革；工程教育目標(biāo)

近年，各大應(yīng)用型本科院校的工科專(zhuān)業(yè)都在進(jìn)行工程質(zhì)量認(rèn)證，這對(duì)工程技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高的要求，工程教育要與產(chǎn)業(yè)發(fā)展緊密聯(lián)系、相互支撐。以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)的高校，要求以工程教育認(rèn)證制度為培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以強(qiáng)化工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力為核心，重構(gòu)課程體系和教學(xué)內(nèi)容。只有將卓越工程師教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)融入到專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)之中，才能更好地保證工程教育培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。課程考核作為人才培養(yǎng)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，是評(píng)價(jià)課程教學(xué)質(zhì)量的主要途徑。

一、課程考核存在的問(wèn)題

自動(dòng)控制理論是自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、測(cè)控技術(shù)與儀器等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，理論性較強(qiáng)，實(shí)踐性較弱，需要一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。河南工業(yè)大學(xué)對(duì)這類(lèi)理論性很強(qiáng)的課程考核，多年來(lái)實(shí)際上一直采用“一卷定終身”的考核方式，雖然也還有平時(shí)成績(jī)，但與平時(shí)考核區(qū)分度不大。平時(shí)成績(jī)分為兩部分：一部分是課外作業(yè)，一部分是依靠考勤作為依據(jù)。對(duì)于課外作業(yè)，大多要求學(xué)生在課下完成，然后收上來(lái)批改。對(duì)于課堂考勤，隨著智能手機(jī)的普及以及網(wǎng)絡(luò)的發(fā)達(dá)，發(fā)現(xiàn)上課考勤時(shí)人坐在教室心卻留在網(wǎng)絡(luò)虛擬世界的現(xiàn)象普遍。另外比較突出的問(wèn)題是一些實(shí)驗(yàn)課存在走形式現(xiàn)象，部分學(xué)生都做完實(shí)驗(yàn)了還不知道自己在做什么。

對(duì)于這類(lèi)比較枯燥的專(zhuān)業(yè)理論課程，如何在課堂內(nèi)外調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高學(xué)生參與課程學(xué)習(xí)的意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合分析與解決工程實(shí)踐能力，筆者認(rèn)為，在CDIO教育理念下，采取目標(biāo)導(dǎo)向的考核方法改革不失為一種好的方法。

二、考核方法改革目標(biāo)與思路

第一，加強(qiáng)課程過(guò)程考核管理，構(gòu)建科學(xué)合理的課程評(píng)價(jià)體系。以課程目標(biāo)為導(dǎo)向的課程考核體系重在對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程與學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)。

第二，在課堂教學(xué)中，引入“翻轉(zhuǎn)課堂”的理念，引導(dǎo)并推動(dòng)學(xué)生由“被動(dòng)接受者”變?yōu)椤爸鲃?dòng)研究者”，教師由“知識(shí)傳授者”變?yōu)椤爸R(shí)賦能者”，以適應(yīng)課程評(píng)價(jià)體系，增強(qiáng)教學(xué)效果。將課堂講課、討論、回答問(wèn)題、課程測(cè)驗(yàn)等納入平時(shí)成績(jī)的范疇。

第三，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的過(guò)程評(píng)價(jià)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)成績(jī)的區(qū)分度。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)采用分小組完成，將實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備和實(shí)驗(yàn)實(shí)操過(guò)程中的情況，納入實(shí)驗(yàn)成績(jī)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程的嚴(yán)格把控。

第四，期末考試的改革。建立“自動(dòng)控制理論”試卷庫(kù)或試題庫(kù)，實(shí)現(xiàn)教考分離。

三、考核方式改革措施

本課程2012版大綱的成績(jī)構(gòu)成是期末考試占70%，平時(shí)作業(yè)、考勤與實(shí)驗(yàn)占30%。為提高教學(xué)效果，加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程管理，可以進(jìn)行下列改革。

（一）多種教學(xué)方法并用，增強(qiáng)教學(xué)效果

在傳統(tǒng)教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，使用現(xiàn)代教學(xué)手段，在學(xué)校網(wǎng)站上，搭建自動(dòng)控制理論課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，學(xué)生在此平臺(tái)可以查看教學(xué)任務(wù)、教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)課件，進(jìn)行輔導(dǎo)答疑等，真正實(shí)現(xiàn)交互式雙向教學(xué)，將教與學(xué)有機(jī)結(jié)合，使課內(nèi)教學(xué)與課外教學(xué)互補(bǔ)，達(dá)到提高教學(xué)效果的目的。

（二）平時(shí)考核方式多樣化，讓學(xué)生參與教學(xué)過(guò)程，提高學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

課程組將課外作業(yè)部分移到課內(nèi)完成，以督促課外作業(yè)完成的質(zhì)量，課堂上每隔一段時(shí)間利用10-20分鐘進(jìn)行課堂小測(cè)驗(yàn)，對(duì)前期的課外作業(yè)進(jìn)行考核，當(dāng)堂完成，計(jì)入平時(shí)成績(jī)。

對(duì)于課內(nèi)考勤，不再采取點(diǎn)名的方式。在網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)課程預(yù)習(xí)的效果檢測(cè)，采取翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，課上不定期抽學(xué)生回答問(wèn)題，讓學(xué)生隨時(shí)處于戰(zhàn)備狀態(tài)，提高學(xué)生教學(xué)過(guò)程的參與意識(shí)，將學(xué)生的心留在課堂上。經(jīng)過(guò)兩年的實(shí)踐，此種方法的教學(xué)效果甚佳，唯一的缺點(diǎn)是時(shí)間不好把握，易造成課程內(nèi)容講不完的情況，需要教師把控好課堂時(shí)間。

（三）注重實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備與實(shí)驗(yàn)過(guò)程管理，達(dá)到理論與實(shí)踐齊頭并進(jìn)的教學(xué)目的

目前，該課程共開(kāi)設(shè)12學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，其中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)4學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用“THBCC-1型實(shí)驗(yàn)裝置”，共15臺(tái)，可滿足一個(gè)班的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)分為三個(gè)步驟：預(yù)習(xí)、實(shí)操與課后總結(jié)報(bào)告。加大預(yù)習(xí)與實(shí)操的實(shí)驗(yàn)成績(jī)比例與考核方式，取消實(shí)驗(yàn)考勤這一項(xiàng)成績(jī)依據(jù)，實(shí)驗(yàn)課程考勤不來(lái)的沒(méi)有實(shí)驗(yàn)成績(jī)，來(lái)了不打成績(jī)的，降低實(shí)驗(yàn)報(bào)告的成績(jī)比例。要求課前預(yù)習(xí)形成實(shí)驗(yàn)報(bào)告的初稿并在實(shí)驗(yàn)前和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中備查，以提問(wèn)形式計(jì)入實(shí)驗(yàn)成績(jī)。為進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的參與意識(shí)，不再手把手教學(xué)生做實(shí)驗(yàn)。每次實(shí)驗(yàn)提前布置，要進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)程度計(jì)入實(shí)驗(yàn)成績(jī)，只是在第一次做實(shí)驗(yàn)時(shí)教會(huì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)及實(shí)驗(yàn)室的儀器使用方法，引導(dǎo)學(xué)生自己組隊(duì)，分配任務(wù)，自己做實(shí)驗(yàn)，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行課后總結(jié)，充分發(fā)揮學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，樹(shù)立工程理念，著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，為后續(xù)實(shí)踐類(lèi)課程打下基礎(chǔ)。

（四）建立課程試卷庫(kù)，實(shí)現(xiàn)教考分離

為實(shí)現(xiàn)真正的教考分離，2015年編寫(xiě)課程試卷20套，建成課程試卷庫(kù)，為試題庫(kù)做好準(zhǔn)備。近兩年不再采用任課教師出題的形式進(jìn)行考核，而采用抽取試卷庫(kù)的形式進(jìn)行考核。隨著工程教育理念的深入，新形勢(shì)下，試卷庫(kù)每隔一年會(huì)對(duì)試卷庫(kù)的題目進(jìn)行審核，以適應(yīng)新時(shí)期的內(nèi)容。

2012版大綱與2017版大綱成績(jī)組成及比例對(duì)照情況見(jiàn)下表所示。

四、課程考核如何支撐課程教學(xué)目標(biāo)

自動(dòng)控制理論課程是學(xué)校電氣工程學(xué)院相關(guān)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)主干基礎(chǔ)課，在基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課之間發(fā)揮承上啟下的作用。根據(jù)工程認(rèn)證的要求，本課程的課程目標(biāo)主要圍繞知識(shí)、能力和素養(yǎng)三個(gè)方面，目標(biāo)如下：

第一，掌握自動(dòng)控制的概念，掌握控制系統(tǒng)的時(shí)域、頻域、根軌跡分析法等基本知識(shí)。

第二，掌握控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型以及建立方法，并具備解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力。

第三，訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)分析的能力，能熟練地將自動(dòng)控制理論的分析方法，應(yīng)用于實(shí)際系統(tǒng)。

第四，掌握線性連續(xù)系統(tǒng)的校正方法，并能針對(duì)具體工程問(wèn)題，選擇合適的校正方案，完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

第五，具有溝通、團(tuán)隊(duì)合作、在設(shè)計(jì)中考慮可持續(xù)發(fā)展等素養(yǎng)。

工科院校專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)，大多有比較強(qiáng)烈的目標(biāo)導(dǎo)向，這也符合近年工程質(zhì)量認(rèn)證的趨勢(shì)。針對(duì)控制理論這門(mén)課的課程目標(biāo)，目標(biāo)1主要通過(guò)課內(nèi)外作業(yè)、實(shí)驗(yàn)中的提問(wèn)以及期末試卷中的客觀題目考核；目標(biāo)2、3、4的理論計(jì)算可以通過(guò)作業(yè)、試卷中的設(shè)計(jì)類(lèi)題目、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備來(lái)考核，但如何解決實(shí)際工程問(wèn)題，并完成一個(gè)實(shí)際工程的設(shè)計(jì)，必須要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)考核才能有所成效，所以卓有成效的實(shí)驗(yàn)考核是檢驗(yàn)學(xué)生是否具有分析和解決一個(gè)工程實(shí)際問(wèn)題能力的唯一標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)5是個(gè)隱性目標(biāo)，在課堂討論，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備實(shí)施以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告中經(jīng)?？己?。因此，應(yīng)用型工科類(lèi)院校的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程管理，實(shí)驗(yàn)效果考核三大塊是決定學(xué)生工程實(shí)際能力的主要因素。

五、結(jié)語(yǔ)

在各類(lèi)學(xué)科迅速發(fā)展的今天，作為控制類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課的自動(dòng)控制理論課程，所涉及的相關(guān)課程和學(xué)科比較多，課程開(kāi)設(shè)在第四學(xué)期，既具有明顯的理論特征，又需要一定的實(shí)踐基礎(chǔ)，與后續(xù)課程的聯(lián)系較為緊密，因此對(duì)該課程考核方式以及教學(xué)形式進(jìn)行多方位的改革，意義重大，也迫在眉睫。通過(guò)對(duì)課程考核方式的改革，引導(dǎo)學(xué)生平時(shí)用功，逐步形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，從被動(dòng)完成作業(yè)到主動(dòng)課堂發(fā)言以及實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程的積極參與，多樣化考核方式，引發(fā)學(xué)生自我思考、自我賦能。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的考核力度，逐步與新工科的工程教育理念接軌。

責(zé)編：黎明