應用型本科“控制工程基礎”課程的教學改革與實踐探究

陳晶

（蘭州工業(yè)學院，甘肅蘭州 730050）

應用型本科教育實施的過程中，應該將培養(yǎng)學生的應用實踐能力放在首位。為此，學校需要從課程體系構建入手，強化教研教改工作，結合立德樹人的教育要求和社會對人才的需求，堅持以生為本的理念，構建更加完善的課程體系。在2019年，我國教育部頒布了“雙萬計劃”，為建設一流本科課程提供了策略依據(jù)，提出了明確的課程建設期望。根據(jù)“雙萬計劃”的要求，“控制工程基礎”課程的教學改革應該從創(chuàng)新、完善、提升等多個方面入手，強調實踐能力培養(yǎng)的重要性，使學生既掌握專業(yè)理論知識，同時又可以運用理論知識靈活解決各類實踐問題，為學生未來就業(yè)、社會行業(yè)發(fā)展奠定良好的基礎。

一、應用型本科“控制工程基礎”課程的教學現(xiàn)狀

（一）課程問題

車輛工程專業(yè)課程采用慕課教學模式，為學生提供在線開放課程，通過“線上+線下”的混合教學模式，使教學資源更加豐富，能有效改善教學質量和效率。但從“控制工程基礎”課程建設的角度分析，我們發(fā)現(xiàn)目前還存在一些問題。首先，課程側重專業(yè)知識講解，沒有認識到思政協(xié)同育人的重要性[1]。在課程設計的過程中，不論是課程內容，還是效果評價，都沒有體現(xiàn)出思政育人的重要性，教材中的思政元素較少，不利于提升學生的職業(yè)道德，不符合應用型本科人才培育目標和要求；其次，在課程建設的過程中，學校沒有明確課程的屬性要求。也就是說，課程沒有充分體現(xiàn)高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度，原本的課程內容深度不足，缺少前沿的專業(yè)知識和探究性內容，所以課程挑戰(zhàn)度較低，不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，也沒有與實際緊密銜接。但在信息時代背景下，學生可以通過網(wǎng)絡途徑獲取知識和信息，所以傳統(tǒng)的教材與課程內容已經無法滿足學生的求知需求；最后，教材建設有待完善。要構建一流課程，學校就要加強課程教材建設?！翱刂乒こ袒A”課程普遍采用校本教材，或者采用高等教育出版社出版的圖書作為課程教材，符合應用型本科特征，但隨著時代的進步以及課程的建設，很多內容需要更新和拓展，尤其要加強信息技術、智能技術的引入，要在教材中體現(xiàn)行業(yè)發(fā)展的前沿動態(tài)，這樣才能使學生適應時代和行業(yè)的發(fā)展。

（二）教學現(xiàn)狀

對車輛工程專業(yè)的學生來說，“控制工程基礎”課程具有抽象性、基礎性的特點，將工業(yè)生產裝備控制自動化趨勢作為核心教學內容，抽象各類控制機械和裝置的原理，采用數(shù)學公式、數(shù)學語言進行表達和呈現(xiàn)，講述控制系統(tǒng)的綜合分析與設計調整方式，為學生日后學習或進入工作崗位奠定基礎[2]。學校通常在大三設置該課程，可以與學生專業(yè)課程、通識課程結合在一起，包括大學物理、電工電子、高等數(shù)學等等。這些課程學習難度較大，結合“控制工程基礎”課程后，知識應用的強度會增加，學習難度進一步加大，所以需要教師采取有效的教學措施，保障教學的有效性。

從目前的教學情況看，由于課程學習難度較大，所以教師在教學的過程中會面臨很多挑戰(zhàn)，對教師的專業(yè)素養(yǎng)有很高的要求。傳統(tǒng)的本科教育以學術教學為主，對課程體系框架、教學模式進行選擇的過程中，往往會局限于本學科，缺少延展性。在課程內容方面，側重知識性、系統(tǒng)性，劃分為多個課時進行講解，以幫助學生掌握問題解決方法為目標，從問題提出入手，包括建模、求解、推導等多項內容[3]。在應用型本科教育中，這種教育模式發(fā)生改變，實踐教學的地位逐漸彰顯，理論課程的課時數(shù)大幅度減少。由于學時變短，所以學習任務更加繁重，需要對教學內容進行適當篩選，同時對教學方法進行改進創(chuàng)新，重點提升教學效率，幫助學生掌握有效的學習方法和解決問題的思路，使學生可以自主探究、合作互助，以此強化學生的綜合實力。

二、應用型本科“控制工程基礎”課程的教學改革思路架構

（一）課程建設目標

在課程建設方面，學校應該認識到課程思政的重要性，將課程的真正理念作為課程教學大綱設計的核心理念，同時也要作為課件和教案制作的重要依據(jù)，確定課程思政教育在“控制工程基礎”課程中的融入點，探究課程中的思政元素，采取有效的教學方法，選擇恰當?shù)妮d體途徑，培養(yǎng)學生科學、創(chuàng)新的理念意識，強化學生的民族精神、理想信念、職業(yè)道德等等，并且在課程目標、內容、教學等多個環(huán)節(jié)中貫穿；應該及時更新課程教學資源，結合專業(yè)前沿，了解國內外機械工程、電子科學、電氣工程等學科的最新研究成果，并且在課程建設中融入這些內容，根據(jù)需求及時更新線上和線下教學資源庫，使教案、題庫、工程案例等內容更加豐富、完善[4]。學校應該積極搭建和完善國內MOOC等線上學習平臺，充分發(fā)揮課程教學資源庫的作用；對教學模式進行深化改革，尤其要發(fā)揮線上教學的優(yōu)勢作用，采用線上預習、測試、討論等多種方式，與線下案例教學、翻轉課堂、邊講邊練等教學模式結合，完善“線上+線下”的教學手段，進一步提升課程教學效果。學校還應該依據(jù)應用型本科的特點，引入更多真實的案例，包括項目案例、創(chuàng)業(yè)案例等等，結合學生的職業(yè)生涯規(guī)劃、未來就業(yè)方向，為學生提供實踐訓練的機會，激發(fā)學生學習的主動性，使學生可以運用知識解決實際問題。

（二）教學改革思路

學校應根據(jù)“控制工程基礎”課程的特點，分析課程大綱和教學現(xiàn)狀，依據(jù)應用型本科教育任務要求，對該課程教學進行改革。在實際改革的過程中，學校需要從多個方面入手：第一，對教學大綱進行修訂調整，確保教學大綱符合新學時要求，同時貼近各個專業(yè)，能夠滿足學生學習需求；第二，選擇恰當?shù)慕滩?，確保教材內容、章節(jié)符合大綱要求，同時也要加強校本教材的研究與內容的更新。尤其在行業(yè)發(fā)展、技術進步的背景下，應該定期進行教材更新，保障教材內容符合實際；第三，對理論教學進行優(yōu)化，堅持因材施教、由淺入深的原則，從基礎知識著手，將簡單的論證環(huán)節(jié)保留，舍棄冗余、復雜的推論環(huán)節(jié)。鼓勵實例教學，結合真實案例講解，結合學生專業(yè)選擇具有針對性的例題，以此培養(yǎng)學生的應用能力；第四，對教學方法進行改進，引入西安大話教學設備、手段，結合傳統(tǒng)教學經驗，全面提升教學質量。尤其要強化實驗教學，可以引入MATLAB仿真技術，為學生提供更多動手實踐的機會，不僅鍛煉學生的操作能力，也能活躍學生思維。

三、應用型本科“控制工程基礎”課程的教學實踐策略

（一）創(chuàng)新理念，改進課程

隨著網(wǎng)絡信息技術的發(fā)展，線上教學模式的應用愈加廣泛，MOOC、DEX、智慧樹等在線學習平臺應運而生并且迅速發(fā)展。在應用本科“控制工程基礎”課程教學的過程中，學校應該堅持信息化教育理念，可以搭建“MOOC+學習通+超星課堂”的綜合型線上學習平臺，還要堅持多學科融合的教學理念，因為各個學科之間具有交叉部分[5]。以“控制工程基礎”課程來說，涉及數(shù)學、物理、機械、電子等多個學科，所以我們應該堅持交叉、綜合的教學原則，避免教學內容、知識體系過于片面，培養(yǎng)學生的綜合能力。此外，我們還要堅持應用的理念，保障知識可以運用到實踐之中，這樣才能發(fā)揮知識的價值。本課程教學不僅為學生日后學習微機原理、工業(yè)機器人技術等內容奠定基礎，還可以幫助學生樹立大工程觀念、大應用觀念。所以，在實際教學中，教師要融入海量應用實例，不僅要展現(xiàn)在課件中，還要展現(xiàn)在討論、口頭講授等多個環(huán)節(jié)中。

在理念創(chuàng)新后，我們還需要改進課程，可以從教學大綱修訂入手，將原本的教學內容、學時進行調整。例如，教師可減少緒論學時，增加數(shù)學模型、時域分析法等課程學時，重點培養(yǎng)學生的實踐應用能力，在教學大綱調整好之后，應該對教學教材進行創(chuàng)新編制。教師可以借鑒清華大學出版社編制的《控制工程基礎》等多個版本教材，結合本校學生特點和學生所在專業(yè)，積極研發(fā)校本教材，保障教學順序合理，使學生可以由淺入深地學習。

（二）明確目標，優(yōu)化設計

樹立明確的教學目標有助于教學方向的把控，使課程建設理念可以和具體的教學目標融合在一起，達到“理論+實踐”教學的效果。首先，教師應該將系統(tǒng)原理圖識讀理解作為基礎教學目標，確保學生可以自主查閱文獻庫、數(shù)據(jù)庫，并且利用各項學習資料構建自動化系統(tǒng)、一體化系統(tǒng)數(shù)學模型[6]。其次，教師應該將控制系統(tǒng)經典分析法的學習掌握作為進階目標，進一步強化學生的專業(yè)能力，使學生掌握應用技能，為學生實踐應用奠定基礎。同時，教師還要培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力，通過綜合性教學，使學生可以解決實際問題，強化學生的思維能力、創(chuàng)新能力，幫助學生掌握復雜工程問題的解決思路，提升學生的學習效果。最后，教師應該將掌握控制系統(tǒng)知識作為綜合目標，使學生具備系統(tǒng)試驗設計與驗證的能力，以此為基礎強化學生的工程素養(yǎng)，為學生專業(yè)學習、未來就業(yè)奠定基礎。

在教學設計方面，教師應該根據(jù)認知規(guī)律、學科發(fā)展、社會需求等創(chuàng)新方法、更新內容，保障教學任務可以順利完成。學校應該加強線上資源庫的建設，及時更新平臺中的課件、微課、測試、案例等資源，并且將真實、成功的創(chuàng)業(yè)、比賽等案例引入到課堂中[7]。在線下教學方面，教師應該綜合板書、課件、微課等多種資源，側重思路、方法的講解，幫助學生劃分重點和難點，還可以采用合作式、討論式的教學方式，組織學生開展項目實訓、實踐操作等活動。學?？梢匝埰髽I(yè)中的技術人員到校園中進行教學講解，開展技術講座、創(chuàng)業(yè)講座等活動，將學校課程與社會崗位銜接在一起。

（三）組織實施，管理評價

結合人才培養(yǎng)目標，運用線上和線下教學資源，既要堅持課程思政理念，也要引入專業(yè)項目案例，推動專業(yè)控制類教材更新以及教學內容改革。在實際教學中，教師可以采用自主學習、翻轉課堂、章節(jié)測驗等多種教學手段[8]。以自主學習來說，教師可引導學生自主探究與思考，可以在線上平臺為學生分享學習資源，幫助學生構建學習方案和知識體系，使學生有明確的學習方向和目標。教師也可利用MOOC等學習平臺，組織學生開展學習測試，了解學生學習中存在的問題，并幫助學生進行調整優(yōu)化。翻轉課堂有助于學生之間、師生之間的交流與合作。教師梳理本課教學重點后，運用剩余時間帶領學生預習工程案例或者進行答疑解惑。教師可以為學生布置學習任務，選擇開放性課題，引導學生合作研究。章節(jié)測試可以監(jiān)督和檢驗學生的學習成果。教師可以采用隨堂測試的方式，及時了解學生學習中存在的問題，并進行詳細反饋。

為保障教學效果，教師還要采取有效的管理和評價方式。在線上管理方面，教師可以根據(jù)學生登錄、簽到、討論、學習等情況進行綜合評價。線下教學可以根據(jù)單元測驗、小組任務完成情況、日常作業(yè)完成情況等進行評價?？傊?，教師要堅持多元化、多角度的管理和評價原則，確保評價的有效性。

四、結束語

綜上所述，在應用型本科教育發(fā)展的背景下，教育者要不斷創(chuàng)新和完善課程體系與教學手段，全面提升學生的應用能力。在“控制工程基礎”課程的教學改革中，教育者可以從課程構建和教學創(chuàng)新兩方面入手，既要明確課程建設目標，也要合理規(guī)劃教學改革思路。在教學實踐中，教育者可以從理念創(chuàng)新、建立目標、組織實施三方面入手，結合學科特點和學生需求進行教學，保障教學質量。