“以學生為中心”的理念在教學中的研究與應用

中圖分類號：G423 文獻標志碼：A 文章編號：1001-2443（2025）02-0197-04

引言

20世紀初期，教育家杜威提出了“以學生為中心\"的教育理念。1952年，美國人本主義心理學家卡爾·羅杰斯將其發(fā)展為一種學習理論[1]“以學生中心”是指以學生的學習為中心，以學生的學習效果為中心[2]。目的是激發(fā)學生的求知欲，提高學生的學習效率，提升學生自主學習能力[3]。

《自動控制原理》是北京石油化工學院機器人工程專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課程，在整個專業(yè)課程體系中起著承上啟下的作用。對于機器人工程專業(yè)的學生來說，掌握控制理論的基本原理和方法是必不可少的。通過本課程的學習，能夠使學生掌握自動控制基本理論和設計方法，培養(yǎng)學生分析和解決復雜工程問題的能力，為后續(xù)專業(yè)課的學習打下基礎。我校該課程教學為48學時，其中理論課程40學時，實驗課程8學時。

《自動控制原理》課程旨在培養(yǎng)學生掌握自動控制系統(tǒng)分析與設計的基本理論和方法。由于課程理論性較強，課程內(nèi)容抽象復雜，而課程的實踐應用性較強[4]。對于先修課基礎薄弱的學生，學起來通常感覺枯燥難懂，難以適應自動控制原理課程的學習，學生學習的積極性不高，影響學習效率。在傳統(tǒng)的“自動控制原理\"課程教學過程中，教師是整個教學過程的主導者，很多情況下是單向的講授，采用封閉式\"滿堂灌\"的課堂教學模式，缺少與學生的互動交流，教學手段較為單一，學生大部分都是被動的學習，缺少對課程的啟發(fā)、思考和互動。因此，如何將以學生為中心的教學理念融入《自動控制原理》課程的教學過程中，充分調(diào)動學生的主觀能動性，提高學生的學習效果和滿意度，成為了當前教育改革的重要課題。

1課程教學改革的措施

近年來，“以學生為中心\"的理念在教育領域的地位逐漸凸顯，強調(diào)學生在學習過程中的主體作用，被認為是提升學生學習效果的有效途徑。本文圍繞“以學生為中心”的理念，結(jié)合《自動控制原理》的課程特點，在教學中進行改革與實踐，收到了很好的效果。

1.1將思政融入教學中，鼓勵學生參與課程思政，增強學生的社會責任感

在講解控制理論的發(fā)展歷程時，會講到我們國家的控制理論的發(fā)展歷史，這里重點介紹世界著名科學家、“兩彈一星\"功勛獎章獲得者錢學森，錢老在祖國最困難的時候，放棄美國給予的優(yōu)厚待遇，歷盡艱辛沖出美國的層層阻撓，毅然回到了祖國，為祖國的科學事業(yè)做出了極為重要的貢獻，錢老撰寫的《工程控制論》將控制理論系統(tǒng)地引入我國，對工業(yè)、航空航天甚至軍事起到了巨大的推動作用。大力弘揚科學家精神，激勵學生奮發(fā)圖強，愛國奉獻。

在課下，將學生分成小組，查閱關(guān)于我國控制理論領域科學家的故事，課堂上分組交流講述科學家的故事。通過學生參與課程思政，激發(fā)學生的社會責任感?？茖W家的故事會讓學生意識到科學的力量和價值，明白自己作為未來科學家的責任和義務，為人類的進步和繁榮貢獻自己的力量。

1.2借助線上各種教學平臺，豐富教學模式，開展線上線下混合式教學

充分利用各種線上教學平臺的優(yōu)勢，開展多樣化、個性化的線上教學，實現(xiàn)“以學生為中心”信息化教學，如圖1所示。利用中國大學MOOC網(wǎng)站上的慕課資源，供學生預習或者課后復習，作為課堂教學的有益補充；利用云班課簽到、在線作業(yè)、線上測試活動，及時反饋學生的學習效果；利用企業(yè)微信、騰訊會議在線答疑及討論等，實現(xiàn)個性化的線上課下輔導[]。線下教學結(jié)合“基于問題學習”的教學法，包括課堂講解，問題分析及討論，問題匯報及點評，課堂練習及測試等環(huán)節(jié)。

線上、線下混合式教學為學生提供多樣化的學習任務，實時把握學生學習軌跡，加強學生學習過程監(jiān)督，提高師生溝通交流的機會，激發(fā)學生的學習熱情和積極主動性。同時還可節(jié)約教師資源，提升課堂效率，從而提高教學質(zhì)量。

.3開展以學生為中心的研討式教學法，讓學生成為教學主體，提高學生解決實際問題的能力

在自動控制原理課程中，基于某個知識點布置相應的研討任務，學生分小組進行課前、課中和課后3個環(huán)節(jié)的相關(guān)活動，有效地拉長了學習

的鏈條，如圖2所示。課前就是學生根據(jù)任務要求課下查閱資料、討論和與老師研討等，并錄制討論視頻，組長根據(jù)每名學生參與討論活動的情況給出成績（組內(nèi)成績），如圖3所示。課中每一組派一名學生或者教師隨機指定1名學生在課堂上展示并進行講解，其他組的學生給出評分（小組互評成績），如圖4所示。課后學生總結(jié)并提交材料。研討過程中以學生小組為主體，教師輔助引導，不僅提高了學生解決實際問題的能力，而且增強學生的團結(jié)合作意識。

1.4利用MATLAB的計算機輔助教學，使控制理論形象化，提高教學效果

MATLAB具有很強的計算分析、繪圖和仿真功能，可以使《自動控制原理》課程所涉及的公式推導和圖形繪制變得形象簡便。例如在時域分析和頻域分析中應用MATLAB繪制系統(tǒng)的單位階躍響應曲線和奈奎斯特曲線如圖5、圖6所示，使原本枯燥、抽象的理論變得形象和具體，提高學生聽課效率和學習效果。

在教學過程中，由于教學條件和課時的限制，布置學生課下應用MATLAB獨立完成繪制不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下二階系統(tǒng)的單位階躍響應曲線，如圖7所示。通過對控制理論的計算分析和仿真，培養(yǎng)了學生的實踐能力，使學生在實踐中加深了理論知識的理解和掌握。

1.5建立過程考核與結(jié)果考核相結(jié)合的評價方式，對教學效果進行全程考核，激發(fā)學生的學習動力

《自動控制原理》課程通過線上線下評價相結(jié)合的形式，加強對學生課堂內(nèi)外、課前課中課后學習的評價，如小組互評、教師考評、線上學習考核、線下課堂練習考核、線下作業(yè)考核、期末考試、課堂活動參與度等方式相結(jié)合，從多環(huán)節(jié)多維度考察學生的學習投入度、學習成果和差異化能力，激發(fā)學生的學習動力和積極性，如圖8所示。線上線下混合教學考評的關(guān)鍵在于重視過程，只有充分調(diào)動學生在課程學習過程中的積極性，才能發(fā)揮混合教學的優(yōu)勢。

“自動控制原理”課程考核分為3個部分：過程考核30分，實驗10分，期末60分。過程考核又分為4個部分：云班課測試成績占過程考核成績10分;課后作業(yè)10分;隨堂測試5分。課堂研討5分，其中小組互評占課堂研討成績的 30% ，組內(nèi)評分占課堂研討成績的 10% ，教師評分占課堂研討成績的 60% 。

2結(jié)論

實踐表明，“以學生為中心”的理念在《自動控制原理》課程教學中的實際應用效果優(yōu)于傳統(tǒng)的教學方法。在“自動控制原理”課程的教學過程中，堅持“以學生為中心\"的教學理念，充分發(fā)揮現(xiàn)代信息技術(shù)在教學中的作用，利用線上資源的優(yōu)勢，采用線上、線下混合式教學模式，建立結(jié)果考核和過程考核的評價體系，使學生能夠真正的自主學習、積極思考，培養(yǎng)了學生應用專業(yè)理論知識解決實際問題的能力，能夠較好地提高教學效果。雖然課程改革取得了一些階段性的成績，但是今后還要不斷地完善和發(fā)展“以學生為中心”的教學模式。此外，還可以進一步探討該理念在不同類型工程類專業(yè)《自動控制原理》課程中的應用情況，以期為不同背景的學生提供更具針對性的教學策略。

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Research and Application of the Concept of \"Student-Centered\" in Teaching -Taking Principles of Automatic Control Course as an Example

WANG Wei，LIN Shun-ying，GUO Li-feng，ZOU Yong （SchoolofMechanical Engineering，Beijing InstituteofPetrochemical Technology，Beijing 102617，China）

Abstrct： \"Student-centered\" emphasizes the main role of students in the learning process，fully stimulates students'thirst for knowledge，and improves students'learning effect.This paper mainly studies the teaching method of \"student-centered\" concept in the Courseof Principle of Automatic Control.Byanalyzing the problems and difficulties in the teaching process of Principle of Automatic Control，centering on the teaching concept of \"studentcentered\"，we carry out teaching activities such as students'participation in the course ideology and politics， mixed teaching modes，discussion-style teaching method，MATLAB computer-assted teaching，and evaluation method combining process and result，which stimulate students' learning motivation and enthusiasm，improve students'understandingand applicationabilityofthe course，and efectively improve the teaching efctof the Principle of Automatic Control Course.

Keywords：Principle ofAutomatic Control;teaching reform;process evaluation

（責任編輯：葉松慶）