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摘要：随着目前高等工程教育的深入开展，本文分析了我院控制工程基础课程存在的问题，提出了适应工程教育的课程改革方案，精简理论授课内容，加强实践能力提升，改革考核评价方式。通过该项教改的实施增强了学生专业技能，提高了同学们的综合设计能力、创造性思维能力，培养了学生对机电控制系统的分析设计能力，加强对专业技能知识的学习与了解。
关键词：工程教育；控制工程基础；专业学科竞赛；考核评价方式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）24-0080-03
2016年，我国成为国际本科工程学位权威互认协议——《华盛顿协议》的正式成员。深刻理解和把握復杂工程问题并培养出具有解决复杂工程问题能力的毕业生，是我国高等教育所有本科工程专业当前和今后必须重视和做好的重要工作[1]。我院也参加了工程教育专业认证，在专业认证过程中，围绕工程教育专业认证标准体系“以学生为中心、产出导向和持续改进”的理念，我们针对控制工程基础这门课程做了较大的改革和尝试。控制工程基础课程以控制理论为基础，密切结合工程实际，是机械工程、机械设计制造及其自动化、机械电子工程等机类专业的必修课程。其内容是机械工程等专业的基础知识，是指导工程技术发展的科学方法论，对其他具体专业课程的学习具有重要的指导作用。
一、课程存在的问题
该课程为必修课，采用闭卷考试方式，重点考查学生对控制理论基础知识的掌握情况，考试内容涉及控制理论的基本知识、控制系统建模与简化，时域、频域、稳定性分析等。目前实验设备老化，由专人管理，实验由学生分组进行，不利于学生动手能力的提高。考试成绩评定方式：闭卷考试占80%，平时占20%。这样的考核评价方式过于强调了理论，各方面评价指标不够明确，占比不尽合理，忽视了实践应用能力的掌握。
二、确定教学目标
通过深入学习工程教育专业认证标准体系[2，3]，仔细分析对毕业要求的支撑作用，我们拟定的教学目标如下：
教学目标1.通过课堂讲授、课堂讨论及课外自主学习等方式，使学生掌握控制工程的基本概念、术语，正确认识系统的组成、建模、分析及设计方法。
教学目标2.通过课堂讲授、课堂讨论及课外自主学习工程数学——拉普拉斯变换的概念，主要运算定理、拉普拉斯反变换，拉普拉斯变换解微分方程；掌握系统的数学模型表示方法控制系统的组成和基本环节及其对控制系统的作用；掌握系统的时域、频域分析方法并能对稳定性进行分析，培养学生能初步运用控制理论对系统控制问题进行分析的基本能力。
教学目标3.通过课堂讲授、课堂讨论及课外自主学习了解控制系统的设计和开发周期、基本流程和环节，了解系统校正的概念及基本方法。
教学目标4.通过文献查阅、技术调研、问题分析以及课堂讨论等方法，能提出工程控制领域复杂问题的解决方案[4-6]。
教学目标5.通过本课程的实验加深学生对该课程的基本理论和基本方法的掌握，要求学生们通过实验教学验证基本结论，发现问题，解决问题；掌握如何应用MATLAB等软件建立系统的数学模型[7]，分析和设计控制系统的基本方法。
三、课程改革措施
1.重组教学内容。根据教学目标要求，根据本专业的特点和要求及学生的层次，对教学内容进行适当重组，舍弃一些繁冗的数学公式的推导，重点讲授控制工程的基本原理、方法和运用，并尽可能地将抽象的理论知识和工程实际紧密结合起来，尽量做到“深入浅出、通俗易懂、内容均衡、学以致用”。将MATLAB仿真技术引入课堂，使原本抽象的内容变得直观，增强学生的感性认识和对所学内容的理解，提高学生学习积极性和自主学习能力。
2.专业学科竞赛促进学习。在理论基础上开展基于MATLAB、LabVIEW等软件结合硬件的机电控制系统建模与仿真比赛，要求学生熟练掌握MATLAB编程语言以及SIMULINK工具和LabVIEW软件，了解机电控制系统建模仿真与实际系统实现的步骤，培养学生具有建立机电系统的数学模型、编写程序，对结果进行分析的能力，培养学生解决实际机电控制系统分析与设计的能力，为学习其他课程打下基础。
通过机电控制系统建模与仿真竞赛的实施，实现以赛促学，学赛相辅。任课教师上课时鼓励号召学生，同时和辅导员老师沟通联系，以下发比赛通知、张贴海报等宣传形式，调动学生的积极性，鼓励号召学生积极参与这项比赛，调动学生的学习积极性，不要让他们觉得为了获得学分，必须参加；而是通过学习和比赛让学生明白能够更好地掌握一项专业技能。所谓技多不压身，让学生变被动为主动。
四、合理建立评价体系
尽量完善考核指标体系，通过多渠道拓宽考核面；广开言路，听取同学、老师、管理部门等各方意见，在项目设置、权重系数上制定出合理的考核方案，明确每一项指标的内涵外延。通过丰富完善各项指标保证考核结果的真实性、准确性，客观、全面、公正地反映学生的综合能力、素质和潜力[8]。
1.成绩评定方式。以课堂提问、讨论等的形式加大考核频次，调动学生学习积极性，促进学生积极思考，提升课堂教学效果。考核内容涵盖本课程基本的教学内容；竞赛内容是基于实践环节建立的，强调应用能力。采用多样化的评价方法，具体计算方法如式（1）：
课程成绩=课堂提问讨论×15% 平时作业×15% 试验操作与数据分析×10% MATLAB仿真练习×10% 期末考试×50%。 （1）
考试结束后，计算课程目标达成度，课程目标达成度计算方法如式（2）。具体可能根据实际情况，适当做出调整，给学生做出一个客观公正合理的评价。
课程目标达成度=■ （2）
2.成绩计算具体细则。我们仔细拟定了各部分成绩的考核计算细节，如表1所示：
五、成果与反思 1.成果。通过落实工程教育培养目标，着重提升学生机电控制系统分析和设计的能力。通过理论教学使学生具备一定的控制系统建模、分析和综合校正的理论基础；通过应用MATLAB等软件分析和设计控制系统（这两款软件还可调用硬件实物以控制实际系统）和实作实验，增强实践能力。具体效果如下：（1）根据课程目标、性质、类别等不同，强化整个学习过程、能力培养的考核，适当加大平时成绩占比，降低期末成绩考核的占比，强调实践和理论的结合，打破传统期末考试检验学习效果的决定性作用，重在提升学生的实际应用能力。（2）学生3—5人组成一个比赛小组，可自由组合，鼓励跨班级、跨专业、跨学院组队，发挥各自特长、取长补短，培养学生团队协作能力；增强学生就业竞争力。（3）由于MATLAB应用广泛，学生通过学习、参与竞赛，积累一定的经验，为参加数学建模等其他比赛积累经验。
我们从机械工程专业13级开始实施上述方法，取得了较好的教学效果，得到了师生的普遍认同。
2.反思。为了更好地引导学生，教师需重视自身学习、业务水平的进一步提高[9]。在考核学生时切忌居高临下，先入为主，尽量全面客观地了解学生的学习过程，做出公正合理的评定。
改革教学评估考核方式，期末考试和日常考试相结合，重视过程考核，重视了解学生学习动态的形成过程，考虑个体差异，同时也考查学生最终的学习结果。考试的目的和核心是考查学生是否能够运用所学知识分析和解决工程实际问题，而不是死记硬背公式、概念、图形符号。
我们根据教学目标，合理设定各项具体评价指标及权重系数，并在开始教学时公布评价的各项具体细则；教学活动后统计分析各项评价数据，得出学生学习的客观、恰当的评价结果；根据需要及时将评价的结果反馈给学生本人、授课教师、家长及后续课程的教师。学生如对成绩质疑，可提出申诉，要求复议，教师做相应答复。
六、结语
中国的工程教育承载着为中国乃至世界工业发展提供人才和智力支撑的新使命和新责任。利用工程教育建设平台，推进机电专业工程教育的建设与改革，加快面向未来的重点领域紧缺人才实践能力培养，主动适应和引领新经济的发展。我们按照构思、设计、实现和运作的“CDIO”工程教育理念开展控制工程基础的课程建设，精练理论课教学内容，强化了工程实践能力，提升了学生的综合能力。切实培养学生机电系统分析与设计的综合应用能力。本文从课程的设立、教学模式的改革和评价体系等方面进行了一些有益的探讨与实践，这些经验对该课程教学质量的提高有较好的参考价值。
参考文献：
[1]林健.如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（5）：17-26.
[2]贾卫平.工程教育认证背景下的应用型机械类人才工程能力培养体系的构建[J].实验技术与管理，2015，32（1）：38-40.
[3]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015，（2）：10-19.
[4]杨叔子.机械工程控制基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.
[5]胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2008.
[6]董景新，赵长德.控制工程基础[M].第2版.北京：清华大学出版社，2008.
[7]赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.
[8]王秀华.高校研究性教学课程评价体系构建研究[J].高等理科教育，2012，（2）：91-95.
[9]姜宇，姜松.基于工程教育認证的教师教学创新能力研究[J].高校教育管理，2015，9（6）：105-109.
关键词：工程教育；控制工程基础；专业学科竞赛；考核评价方式
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）24-0080-03
2016年，我国成为国际本科工程学位权威互认协议——《华盛顿协议》的正式成员。深刻理解和把握復杂工程问题并培养出具有解决复杂工程问题能力的毕业生，是我国高等教育所有本科工程专业当前和今后必须重视和做好的重要工作[1]。我院也参加了工程教育专业认证，在专业认证过程中，围绕工程教育专业认证标准体系“以学生为中心、产出导向和持续改进”的理念，我们针对控制工程基础这门课程做了较大的改革和尝试。控制工程基础课程以控制理论为基础，密切结合工程实际，是机械工程、机械设计制造及其自动化、机械电子工程等机类专业的必修课程。其内容是机械工程等专业的基础知识，是指导工程技术发展的科学方法论，对其他具体专业课程的学习具有重要的指导作用。
一、课程存在的问题
该课程为必修课，采用闭卷考试方式，重点考查学生对控制理论基础知识的掌握情况，考试内容涉及控制理论的基本知识、控制系统建模与简化，时域、频域、稳定性分析等。目前实验设备老化，由专人管理，实验由学生分组进行，不利于学生动手能力的提高。考试成绩评定方式：闭卷考试占80%，平时占20%。这样的考核评价方式过于强调了理论，各方面评价指标不够明确，占比不尽合理，忽视了实践应用能力的掌握。
二、确定教学目标
通过深入学习工程教育专业认证标准体系[2，3]，仔细分析对毕业要求的支撑作用，我们拟定的教学目标如下：
教学目标1.通过课堂讲授、课堂讨论及课外自主学习等方式，使学生掌握控制工程的基本概念、术语，正确认识系统的组成、建模、分析及设计方法。
教学目标2.通过课堂讲授、课堂讨论及课外自主学习工程数学——拉普拉斯变换的概念，主要运算定理、拉普拉斯反变换，拉普拉斯变换解微分方程；掌握系统的数学模型表示方法控制系统的组成和基本环节及其对控制系统的作用；掌握系统的时域、频域分析方法并能对稳定性进行分析，培养学生能初步运用控制理论对系统控制问题进行分析的基本能力。
教学目标3.通过课堂讲授、课堂讨论及课外自主学习了解控制系统的设计和开发周期、基本流程和环节，了解系统校正的概念及基本方法。
教学目标4.通过文献查阅、技术调研、问题分析以及课堂讨论等方法，能提出工程控制领域复杂问题的解决方案[4-6]。
教学目标5.通过本课程的实验加深学生对该课程的基本理论和基本方法的掌握，要求学生们通过实验教学验证基本结论，发现问题，解决问题；掌握如何应用MATLAB等软件建立系统的数学模型[7]，分析和设计控制系统的基本方法。
三、课程改革措施
1.重组教学内容。根据教学目标要求，根据本专业的特点和要求及学生的层次，对教学内容进行适当重组，舍弃一些繁冗的数学公式的推导，重点讲授控制工程的基本原理、方法和运用，并尽可能地将抽象的理论知识和工程实际紧密结合起来，尽量做到“深入浅出、通俗易懂、内容均衡、学以致用”。将MATLAB仿真技术引入课堂，使原本抽象的内容变得直观，增强学生的感性认识和对所学内容的理解，提高学生学习积极性和自主学习能力。
2.专业学科竞赛促进学习。在理论基础上开展基于MATLAB、LabVIEW等软件结合硬件的机电控制系统建模与仿真比赛，要求学生熟练掌握MATLAB编程语言以及SIMULINK工具和LabVIEW软件，了解机电控制系统建模仿真与实际系统实现的步骤，培养学生具有建立机电系统的数学模型、编写程序，对结果进行分析的能力，培养学生解决实际机电控制系统分析与设计的能力，为学习其他课程打下基础。
通过机电控制系统建模与仿真竞赛的实施，实现以赛促学，学赛相辅。任课教师上课时鼓励号召学生，同时和辅导员老师沟通联系，以下发比赛通知、张贴海报等宣传形式，调动学生的积极性，鼓励号召学生积极参与这项比赛，调动学生的学习积极性，不要让他们觉得为了获得学分，必须参加；而是通过学习和比赛让学生明白能够更好地掌握一项专业技能。所谓技多不压身，让学生变被动为主动。
四、合理建立评价体系
尽量完善考核指标体系，通过多渠道拓宽考核面；广开言路，听取同学、老师、管理部门等各方意见，在项目设置、权重系数上制定出合理的考核方案，明确每一项指标的内涵外延。通过丰富完善各项指标保证考核结果的真实性、准确性，客观、全面、公正地反映学生的综合能力、素质和潜力[8]。
1.成绩评定方式。以课堂提问、讨论等的形式加大考核频次，调动学生学习积极性，促进学生积极思考，提升课堂教学效果。考核内容涵盖本课程基本的教学内容；竞赛内容是基于实践环节建立的，强调应用能力。采用多样化的评价方法，具体计算方法如式（1）：
课程成绩=课堂提问讨论×15% 平时作业×15% 试验操作与数据分析×10% MATLAB仿真练习×10% 期末考试×50%。 （1）
考试结束后，计算课程目标达成度，课程目标达成度计算方法如式（2）。具体可能根据实际情况，适当做出调整，给学生做出一个客观公正合理的评价。
课程目标达成度=■ （2）
2.成绩计算具体细则。我们仔细拟定了各部分成绩的考核计算细节，如表1所示：
五、成果与反思 1.成果。通过落实工程教育培养目标，着重提升学生机电控制系统分析和设计的能力。通过理论教学使学生具备一定的控制系统建模、分析和综合校正的理论基础；通过应用MATLAB等软件分析和设计控制系统（这两款软件还可调用硬件实物以控制实际系统）和实作实验，增强实践能力。具体效果如下：（1）根据课程目标、性质、类别等不同，强化整个学习过程、能力培养的考核，适当加大平时成绩占比，降低期末成绩考核的占比，强调实践和理论的结合，打破传统期末考试检验学习效果的决定性作用，重在提升学生的实际应用能力。（2）学生3—5人组成一个比赛小组，可自由组合，鼓励跨班级、跨专业、跨学院组队，发挥各自特长、取长补短，培养学生团队协作能力；增强学生就业竞争力。（3）由于MATLAB应用广泛，学生通过学习、参与竞赛，积累一定的经验，为参加数学建模等其他比赛积累经验。
我们从机械工程专业13级开始实施上述方法，取得了较好的教学效果，得到了师生的普遍认同。
2.反思。为了更好地引导学生，教师需重视自身学习、业务水平的进一步提高[9]。在考核学生时切忌居高临下，先入为主，尽量全面客观地了解学生的学习过程，做出公正合理的评定。
改革教学评估考核方式，期末考试和日常考试相结合，重视过程考核，重视了解学生学习动态的形成过程，考虑个体差异，同时也考查学生最终的学习结果。考试的目的和核心是考查学生是否能够运用所学知识分析和解决工程实际问题，而不是死记硬背公式、概念、图形符号。
我们根据教学目标，合理设定各项具体评价指标及权重系数，并在开始教学时公布评价的各项具体细则；教学活动后统计分析各项评价数据，得出学生学习的客观、恰当的评价结果；根据需要及时将评价的结果反馈给学生本人、授课教师、家长及后续课程的教师。学生如对成绩质疑，可提出申诉，要求复议，教师做相应答复。
六、结语
中国的工程教育承载着为中国乃至世界工业发展提供人才和智力支撑的新使命和新责任。利用工程教育建设平台，推进机电专业工程教育的建设与改革，加快面向未来的重点领域紧缺人才实践能力培养，主动适应和引领新经济的发展。我们按照构思、设计、实现和运作的“CDIO”工程教育理念开展控制工程基础的课程建设，精练理论课教学内容，强化了工程实践能力，提升了学生的综合能力。切实培养学生机电系统分析与设计的综合应用能力。本文从课程的设立、教学模式的改革和评价体系等方面进行了一些有益的探讨与实践，这些经验对该课程教学质量的提高有较好的参考价值。
参考文献：
[1]林健.如何理解和解决复杂工程问题——基于《华盛顿协议》的界定和要求[J].高等工程教育研究，2016，（5）：17-26.
[2]贾卫平.工程教育认证背景下的应用型机械类人才工程能力培养体系的构建[J].实验技术与管理，2015，32（1）：38-40.
[3]林健.工程教育认证与工程教育改革和发展[J].高等工程教育研究，2015，（2）：10-19.
[4]杨叔子.机械工程控制基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2011.
[5]胡寿松.自动控制原理[M].北京：科学出版社，2008.
[6]董景新，赵长德.控制工程基础[M].第2版.北京：清华大学出版社，2008.
[7]赵广元.MATLAB与控制系统仿真实践[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.
[8]王秀华.高校研究性教学课程评价体系构建研究[J].高等理科教育，2012，（2）：91-95.
[9]姜宇，姜松.基于工程教育認证的教师教学创新能力研究[J].高校教育管理，2015，9（6）：105-109.