闞 秀，曹 樂，羅 曉，姚 煒

（上海工程技術(shù)大學電子電氣工程學院，上海 201620）

0 引言

21世紀以來，隨著信息技術(shù)與計算機技術(shù)的快速發(fā)展，全球自動化相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化。十九屆五中全會公報明確指出：“以信息化帶動工業(yè)化，發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢，實現(xiàn)社會生產(chǎn)力的跨越式發(fā)展。”國務院印發(fā)的《中國制造2025》更是明確了我國未來制造業(yè)的發(fā)展方向。而在全球發(fā)展多元化、一體化的趨勢下，專業(yè)人才的多少和優(yōu)劣在很大程度上決定了國際競爭的成敗?！爸悄芸刂啤弊鳛楫斀袷澜缈刂评碚撆c技術(shù)發(fā)展的重要風向標，融合了信息處理、反饋、通信和決策控制等學科知識與技術(shù)，是控制科學與技術(shù)及相關(guān)專業(yè)必不可少的一門重要學科基礎(chǔ)課程[1]?！爸悄芸刂啤币詢?yōu)化功率為己任，節(jié)能節(jié)材為專長，以自動化、智能化、信息化、機電一體化服務為目標，是一門理論與實踐、方法與技術(shù)融合于一體的專業(yè)課程，智能控制理論與先進技術(shù)的學習與掌握，對學生未來的專業(yè)發(fā)展具有重要的指導意義，同時也在很大程度上契合國家發(fā)展戰(zhàn)略要求。

上海工程技術(shù)大學電子電氣工程學院致力于電子電氣與信息類卓越工程師的培養(yǎng)，全面瞄準國際工程技術(shù)前沿，對接國家發(fā)展戰(zhàn)略，服務行業(yè)企業(yè)需求，立足高端人才培養(yǎng)，不斷向社會輸送具有國際視野、理論扎實、技術(shù)過硬的高層次工程技術(shù)與工程管理人才?！爸悄芸刂啤闭n程教學符合國際信息技術(shù)飛速發(fā)展的需要，以實際行業(yè)需求研究為導向，合理架構(gòu)教學內(nèi)容、創(chuàng)建先進教學環(huán)境、整合現(xiàn)代教學手段，打造理論與實際相結(jié)合、實踐與技術(shù)相銜接的專業(yè)特色課程，課程的設計理念彰顯了學院的辦學特色，為培養(yǎng)高素質(zhì)高技能的國際化專業(yè)人才打下堅實的基礎(chǔ)。

1 課程理念與目標設計

以突出智能控制工程背景、結(jié)合相關(guān)技術(shù)發(fā)展、更新整合課程內(nèi)容，強化課程與課程、課程與技術(shù)之間的知識聯(lián)系，同時跟蹤國際新技術(shù)應用，開闊學生的視野和思路，為學生未來將所學知識在全球化發(fā)展的大背景下熟練應用實踐打下良好基礎(chǔ)。

1）創(chuàng)建專業(yè)學習環(huán)境，加強國際知識對接，增強技術(shù)強國意識。在授課過程中有意識地創(chuàng)建專業(yè)學習環(huán)境，引導學生重視專業(yè)知識的學習，并從國際前沿控制方法和當前最具影響的工程問題出發(fā)構(gòu)建課程體系，加強直接獲取國內(nèi)外先進專業(yè)知識的能力，引導學生認知智能控制在建設強國中的重要作用，培養(yǎng)學生成為懂智能、用智能的專業(yè)愛國人才。

2）利用軟件仿真調(diào)試，激發(fā)學習興趣，直觀理解專業(yè)技術(shù)與國家發(fā)展的密切關(guān)系。通過Matlab、Python等軟件仿真智能控制系統(tǒng)，幫助學生把精力從理論學習中解脫出來，使得學生更加清晰地理解專業(yè)技術(shù)知識，并在設計實踐教學方案時在經(jīng)典控制方法和最新流行控制方法中各有偏重，使得學生明了所學知識在國家建設方面的具體應用，把更多注意力放在知識的掌握和應用上。

3）以學生為中心，以專業(yè)為導向，增強學生動手實踐能力，提高學生投身建設國家的信心?！爸悄芸刂啤彼璧睦碚撆c知識儲備較多，學生學習過程中會感覺理論方法晦澀難懂，需要通過讓學生根據(jù)對不同系統(tǒng)智能控制器的設計理解搭建實際的應用測試環(huán)境，從實際解決問題出發(fā)驗證理論的正確性，能夠增強學生的工程實踐能力，鼓勵學生提高自我學識的主動性，增強學生應用自身技術(shù)強國的信心[2]。

2 教學條件與環(huán)境設計

在現(xiàn)有教學條件和教學環(huán)境的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)在高速發(fā)展的信息技術(shù)和工業(yè)技術(shù)全球化進程，呼應現(xiàn)在國家政策、社會需求和學校發(fā)展，從教授課程的教師自身提升出發(fā)，以學習課程的學生快速掌握為落腳，并重視使用現(xiàn)有的通信交流手段。

2.1 教學團隊建設

教學團隊現(xiàn)有4人，全部具有工學博士學位，并計劃從兩方面進一步提高團隊的英語教學水平，一是大力引進英語水平高、學科知識強的復合型教師，從多個方面進一步加強知識技術(shù)儲備；二是大力支持教師走出校園，走出國門，走進實際問題，走進先進技術(shù)，從多個角度進一步提升專業(yè)實踐能力。建設成高水準高素質(zhì)的師資隊伍，實現(xiàn)教學水平和專業(yè)能力的雙發(fā)展，為課程建設的良性發(fā)展提供有力基礎(chǔ)。

2.2 實踐教學方案

由于“智能控制”為理論和實踐緊密結(jié)合的課程，這使得實踐性教學環(huán)節(jié)在課程學習過程中顯得尤為重要。因此，課程建設的主要目標之一就是改進實踐性教學環(huán)節(jié)，將傳統(tǒng)實驗仿真與計算機新技術(shù)結(jié)合，采用經(jīng)典仿真軟件的同時補充流行實踐軟件，將驗證性實驗和設計性實驗相結(jié)合，采用靈活多樣的形式和豐富多樣的內(nèi)容，以期達到最好的學習效果，根據(jù)實際實驗情況與學生動態(tài)反饋，不斷調(diào)整并及時更新仿真實驗相關(guān)內(nèi)容。

2.3 網(wǎng)絡教學環(huán)境

基于網(wǎng)絡教學平臺搭建“智能控制”課程教學專欄，提供課程簡介、教學大綱、多媒體課件、參考文獻、作業(yè)習題、實驗指導、電子教案、授課視頻等部分服務內(nèi)容，供學生下載學習使用。同時開放學生作業(yè)、報告和資料上傳分享接口，提升課程建設過程中學生的參與度，并構(gòu)建線上課程學習交流平臺，使得師生、生生能夠保持暢通的互動交流，及時解決學生學習中遇到的困難。促使學生利用課余時間進行學習，有效提高學生的學習效率。

3 教學思路與方法設計

教學過程中采用以學生為中心、以教師為主導的總思路，從課程安排、課堂設計和學習需求出發(fā)，以解決問題為最終學習目的，以啟發(fā)式教學和引導式學習為主要方法，實現(xiàn)課程學習的有的放矢和師生學習的教學相長[3]。

3.1 “任務驅(qū)動”安排教學內(nèi)容

教師在課堂教學中圍繞教材內(nèi)容組織教學，以課程的專業(yè)內(nèi)容為基礎(chǔ)設置具體教學任務，注意教學內(nèi)容和學生認知結(jié)構(gòu)之間的信息差。采用在“任務驅(qū)動型教學”中較為普遍應用的是“解決問題”方式。使學生切實感到課堂學和實際用之間的關(guān)系，從國際化和實用化的角度完成職業(yè)技術(shù)與專業(yè)內(nèi)容的有機結(jié)合，啟發(fā)學生專業(yè)學習的積極性，幫助學生制定有效的學習策略。

3.2 “以學生為中心”設計課堂活動

根據(jù)實際的職業(yè)導向和后續(xù)專業(yè)培養(yǎng)需求，以“做中學”的形式有針對性地設計課程交流學習活動，提高學生實際應用能力、自主學習能力和合作參與能力。從專業(yè)實際技術(shù)應用為出發(fā)點，結(jié)合學生的專業(yè)知識掌握程度，設計符合實際情況的多形式教學活動。注重學生的獨立思考、互動討論和動手實踐等能力的培養(yǎng)，引導學生養(yǎng)成主動學習、深入分析、實際中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的好習慣。

3.3 “學習需要”實現(xiàn)有的放矢

根據(jù)實際行業(yè)需求出發(fā)，分析現(xiàn)在的學生未來的從業(yè)者的“學習需要”，有針對性地了解學生們所缺乏的知識和技能，梳理應學內(nèi)容的結(jié)構(gòu)體系，了解學生易接受的學習方法。在教學過程中突出教學重點和難點，面向行業(yè)應用實例，采用啟發(fā)式的教學方式引導學生扎實掌握所學內(nèi)容。例如，在基本概念或基本方法的理論講解結(jié)束后，通過Matlab或Python仿真能夠直觀地了解概念的內(nèi)涵和方法的應用機理。

4 教學模式與手段設計

為激發(fā)學生專業(yè)學習的興趣，使學生在學習的過程中能夠?qū)W有所獲，快速成長為能夠解決實際應用問題的工程師，從實際課程教學需求出發(fā)，設計合理、實用、生動、有感染力的課程教學模式，并利用信息技術(shù)輔助設計改善教學模式。

4.1 傳統(tǒng)教法與翻轉(zhuǎn)課堂相結(jié)合

從內(nèi)容架構(gòu)體系出發(fā)，以圖文并茂的形式制作教學課件，形象具體地展現(xiàn)專業(yè)知識，同時力求從學生的角度更生動地完成知識接收。并針對“智能控制”中的基本原理和技術(shù)參數(shù)，采用板書推導演算的方式讓學生充分地了解其中蘊含的數(shù)學及物理等屬性。利用任務驅(qū)動的分組翻轉(zhuǎn)課堂互動的方式，充分調(diào)動學生的學習積極性，并提升學生的合作意識，克服傳統(tǒng)教學模式存在的許多缺陷，如節(jié)奏慢，所能表現(xiàn)內(nèi)容的深度、廣度及手法極為有限等問題。

4.2 仿真軟件輔助教學

充分考慮信息化到工業(yè)化的發(fā)展規(guī)律，借助Matlab和Python等經(jīng)典和流行軟件進行仿真分析，結(jié)合行業(yè)中的實際應用例子，讓學生清楚地了解控制方法的工作機理和實際應用效果，通過圖形效果更為直觀地理解所學知識，可與實踐性教學環(huán)節(jié)的內(nèi)容相互補充呼應，對學生掌握理論并指導實際應用具有良好的啟發(fā)作用，完成所學知識與實際行業(yè)的對接，教師亦可根據(jù)實際使用中學生的反應進一步修改和完善教學內(nèi)容[4]。

4.3 線下線上多種教學與互動模式

傳統(tǒng)的線下教學可以保證師生間的主觀能動性，是課程真實有效展現(xiàn)的經(jīng)典模式。線上教學充分利用現(xiàn)代化移動通信環(huán)境，以微視（音）頻為交互媒介，建立起集情景化與可視化為一體的數(shù)字化學習資源包。利用慕課微課等形式解決師生之間課上課下脫節(jié)的問題，促進學生利用課余時間進行線上自主學習和師生交流，為遠程教育技術(shù)注入了新的活力，從線上和線下兩個角度拉近學生與老師與專業(yè)知識的距離。

5 結(jié)束語

“智能控制”課程著眼培養(yǎng)學生運用專業(yè)知識解決實際問題的能力，并對后續(xù)相關(guān)課程學習起著有效的支撐作用。從國家戰(zhàn)略與工程教育背景出發(fā)，力求為學生搭建一個自我成長的平臺，將思政教育生動融入專業(yè)課程教學中，實現(xiàn)立德樹人。在潤物無聲的授課過程中，以學生為中心，以專業(yè)為導向，結(jié)合工程教育背景下教學理念的不斷轉(zhuǎn)變，在理論與實際、技術(shù)與思政相結(jié)合上下工夫，力求獲得更好的課程教學和學習效果。