摘"要：在新工科背景下，對大學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力要求越來越高，因此對測控技術(shù)與儀器專業(yè)的“自動控制原理”課程開展教學(xué)改革勢在必行。在分析課程現(xiàn)狀的前提下，以專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，針對課程教學(xué)中存在的問題，依據(jù)專業(yè)背景進(jìn)行課程改革，構(gòu)建了注重知識外延和工程思維能力培養(yǎng)的課程體系，以便更好地適應(yīng)新工科背景下人才培育的需求。通過本研究，希望能夠推動“自動控制原理”課程的更新與進(jìn)步，為新工科背景下的教育教學(xué)提供有益的借鑒和啟示。

關(guān)鍵詞：新工科；自動控制原理；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0""文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷升級以及人工智能的飛速發(fā)展，新興工科領(lǐng)域?qū)Ω叩冉逃岢鲂碌奶魬?zhàn)和需求。為適應(yīng)在新工科背景下人才培養(yǎng)的需求，教育領(lǐng)域?qū)τ谂囵B(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識和綜合素質(zhì)提出了更高的要求，這也給測控技術(shù)與儀器、自動化和電氣工程及其自動化等專業(yè)的基礎(chǔ)課——“自動控制原理”課程的教學(xué)帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。國內(nèi)高校及教師在分析目前人才培養(yǎng)迫切需求的情況下，一致認(rèn)為有必要對課程進(jìn)行深入改革和調(diào)整。根據(jù)以上要求，本研究旨在以學(xué)習(xí)“自動控制原理”的學(xué)生為研究對象，探討如何在“自動控制原理”課程中融合新工科理念，以提升學(xué)生的綜合能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。研究過程中，首先，對“自動控制原理”課程的教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行全面的梳理和分析，明確存在的問題和不足。其次，將結(jié)合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，針對這些問題提出相應(yīng)的改革措施和建議，著重培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程的思維能力和創(chuàng)新能力，并且注重將理論知識與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，以期能夠?yàn)樘嵘n程的教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力做出積極的貢獻(xiàn)，從而使學(xué)生更好地適應(yīng)未來工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展需求。

1"“自動控制原理”課程教學(xué)現(xiàn)狀

隨著人工智能的快速發(fā)展，新質(zhì)生產(chǎn)力內(nèi)涵對勞動者的素質(zhì)提出新要求，這為高等院校培養(yǎng)人才帶來新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。在新工科背景下，測控技術(shù)與儀器專業(yè)的“自動控制原理”課程面臨諸多挑戰(zhàn)和改革的迫切需求。

首先，“自動控制原理”課程在測控技術(shù)與儀器專業(yè)中的核心地位沒有改變，但是存在內(nèi)容陳舊滯后的弊端。隨著科技的飛速發(fā)展，新的測控技術(shù)和儀器不斷涌現(xiàn)，但“自動控制原理”課程的內(nèi)容往往無法及時(shí)反映這些新進(jìn)展，尤其是經(jīng)典控制理論部分，目前國內(nèi)教材的內(nèi)容幾十年都沒有改變，這導(dǎo)致課程內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用之間存在一定的脫節(jié)，影響學(xué)生掌握最新的知識和技能。

其次，“自動控制原理”課程涉及的知識領(lǐng)域較廣，包括數(shù)學(xué)、物理、電路等多門先修課程。在學(xué)習(xí)過程中，對先修課程掌握不理想的學(xué)生，往往會在學(xué)習(xí)過程中感到內(nèi)容繁雜、難以理解，表現(xiàn)出綜合知識能力相對薄弱，嚴(yán)重影響對“自動控制原理”課程的深入理解和掌握。

再次，目前的“自動控制原理”課程內(nèi)容建立在抽象的數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上，無法充分反映各個(gè)行業(yè)的最新動態(tài)。而學(xué)生原本與實(shí)際工程接觸不足，不能充分理解實(shí)際工程的原理和需要，無法建立工程的數(shù)學(xué)模型，更不能利用工程思維解決工程問題，也就無法實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)新思維和解決復(fù)雜工程的能力。

從次，由于部分學(xué)生的學(xué)習(xí)是以考試為主要目的，加之目前實(shí)踐教學(xué)中反映最新研究成果的案例較少，導(dǎo)致這部分學(xué)生缺乏對“自動控制原理”課程的學(xué)習(xí)興趣和主動思考，影響教學(xué)效果，無法培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

最后，教師授課形式需要適應(yīng)新工科的需要，課程的考核方式和評價(jià)方法也需要進(jìn)一步改進(jìn)和完善，以便更好地適應(yīng)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)。

綜上所述，測控技術(shù)與儀器專業(yè)的“自動控制原理”課程需要針對存在的問題進(jìn)行深入研究和改革，以提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，適應(yīng)新工科發(fā)展背景下的教育需求和行業(yè)要求。

2"“自動控制原理”課程改革內(nèi)容與措施

針對本校測控技術(shù)與儀器專業(yè)“自動控制原理”課程的現(xiàn)狀，為適應(yīng)新工科和新質(zhì)生產(chǎn)力建設(shè)的需求，課程從以下幾個(gè)方面進(jìn)行了改革，從而確保了教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生能力的提升。

2.1"修訂符合新工科背景下適應(yīng)測控技術(shù)與儀器專業(yè)需求的課程大綱

由于不同專業(yè)對“自動控制原理”課程所需的知識、能力和素養(yǎng)水平存在差異，因此在課程設(shè)計(jì)中需要統(tǒng)籌考慮內(nèi)容的深度和廣度，確保教學(xué)內(nèi)容與專業(yè)需求的契合度。針對測控技術(shù)與儀器專業(yè)的特點(diǎn)，梳理并明確定義課程教學(xué)目標(biāo)，確保教學(xué)內(nèi)容涵蓋所需的技能、知識和素質(zhì)培養(yǎng)，構(gòu)建符合專業(yè)特點(diǎn)的課程體系。在修訂大綱時(shí)著重考慮了以下幾個(gè)方面。

分析專業(yè)特點(diǎn)和行業(yè)需求：在修訂個(gè)性化的課程大綱之前，深入了解測控技術(shù)與儀器專業(yè)的特點(diǎn)和行業(yè)發(fā)展趨勢，考慮該專業(yè)所涉及的核心技術(shù)、應(yīng)用領(lǐng)域、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以及未來發(fā)展方向，以此為基礎(chǔ)確定課程目標(biāo)。

明確定義課程教學(xué)目標(biāo)：在梳理課程目標(biāo)時(shí)，明確定義教學(xué)目標(biāo)，包括知識、技能和素質(zhì)方面的要求。例如，除了傳授基礎(chǔ)的自動控制原理知識，還應(yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)生在測控領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

細(xì)化教學(xué)大綱：在修訂教學(xué)大綱時(shí)，將課程目標(biāo)具體化為教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)活動。細(xì)化教學(xué)大綱，明確每個(gè)章節(jié)或單元所涵蓋的知識點(diǎn)、實(shí)踐操作要求，以及與行業(yè)最新發(fā)展相關(guān)的內(nèi)容。確保教學(xué)大綱與課程目標(biāo)緊密對應(yīng)，能夠全面覆蓋學(xué)生所需的知識和能力。

融入行業(yè)最新發(fā)展動態(tài)：隨著科技的不斷進(jìn)步，測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域也在不斷發(fā)展和演變。因此，在修訂教學(xué)大綱時(shí)，及時(shí)融入行業(yè)內(nèi)最新的發(fā)展動態(tài)和技術(shù)趨勢，如自動控制原理在測控領(lǐng)域的最新應(yīng)用案例和技術(shù)創(chuàng)新，以保持課程的前沿性和實(shí)用性。

2.2"基于專業(yè)差異，重構(gòu)教學(xué)內(nèi)容，以適應(yīng)學(xué)生的專業(yè)背景和需求

根據(jù)學(xué)生專業(yè)背景整合優(yōu)勢資源，與課程理論知識點(diǎn)深度融合，制定具有專業(yè)特色的教學(xué)案例，幫助學(xué)生更好地理解和應(yīng)用自動控制原理。例如，為測控技術(shù)與儀器專業(yè)的學(xué)生提供與實(shí)際工作相關(guān)的案例分析，幫助他們更好地理解自動控制原理在實(shí)際測控系統(tǒng)中的應(yīng)用。

在教學(xué)過程中，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合測控技術(shù)與儀器專業(yè)的需求，引入相關(guān)專業(yè)案例來加強(qiáng)課程的實(shí)際應(yīng)用性。通過結(jié)合該專業(yè)的實(shí)際案例，如傳感器控制、數(shù)據(jù)采集處理等，在課程內(nèi)容中融入實(shí)際案例討論和分析，以增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和解決問題的能力。以下是一些具體的步驟和方法。

選擇專業(yè)化教學(xué)案例：在引入專業(yè)化教學(xué)案例時(shí)，需要選擇與測控技術(shù)與儀器專業(yè)相關(guān)的案例，這些案例可以涉及傳感器控制、數(shù)據(jù)采集處理、儀器設(shè)計(jì)與調(diào)試等方面。案例應(yīng)該具有一定的代表性和挑戰(zhàn)性，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動力。

融入案例討論和分析：將選定的專業(yè)化教學(xué)案例融入課程內(nèi)容中，通過案例討論和分析的方式引導(dǎo)學(xué)生深入思考和解決問題?？梢越M織小組討論或課堂互動，讓學(xué)生積極參與到案例分析中，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識和解決實(shí)際問題的能力。

引導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作：除了討論和分析案例，還可以通過實(shí)際操作來加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力。例如，在實(shí)驗(yàn)課或?qū)嵱?xùn)課程中，安排相關(guān)專業(yè)案例的實(shí)際操作任務(wù)，讓學(xué)生親自動手完成傳感器的控制調(diào)試、數(shù)據(jù)采集處理等實(shí)驗(yàn)，提升他們的實(shí)際操作技能。

激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維：通過引入專業(yè)化教學(xué)案例，不僅可以提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，還可以激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。通過對案例的深入分析和思考，鼓勵學(xué)生提出新的解決方案和創(chuàng)意設(shè)計(jì)，培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新意識。

2.3"改革教學(xué)方法和教學(xué)手段，采用多元化教學(xué)模式提升教學(xué)質(zhì)量

“自動控制原理”課程的理論性較強(qiáng)、內(nèi)容抽象，對學(xué)生的抽象思維能力要求較高，傳統(tǒng)的教學(xué)方式可能存在局限性，難以激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)興趣，因此需要創(chuàng)新教學(xué)模式。在實(shí)際的教學(xué)過程中采用多元化的方式，如線上線下混合式教學(xué)模式，利用在線資源進(jìn)行預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)，同時(shí)在課堂上進(jìn)行案例分析、實(shí)驗(yàn)操作等互動式教學(xué)，以提升學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和參與度。同時(shí)，可以引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)等形式，為學(xué)生提供更多的實(shí)踐機(jī)會，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)他們的動手能力和實(shí)際操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和工程實(shí)踐能力。具體的方法和步驟有以下方面。

線上線下混合式教學(xué)：線上教學(xué)是利用在線教育平臺和資源，提供課前預(yù)習(xí)資料、視頻講解、在線練習(xí)等內(nèi)容，幫助學(xué)生在課堂上有更好的準(zhǔn)備。線下教學(xué)是在課堂上進(jìn)行案例分析、討論和實(shí)驗(yàn)操作，促進(jìn)師生互動和學(xué)生之間的合作交流，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

引入虛擬仿真實(shí)驗(yàn)：利用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件或平臺，為學(xué)生提供模擬實(shí)驗(yàn)的機(jī)會，讓他們在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析。這種形式的實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理和操作流程，同時(shí)減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備的限制和成本。

實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)：在實(shí)驗(yàn)室或工作坊中安排實(shí)際操作實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動手完成傳感器控制、數(shù)據(jù)采集處理等實(shí)驗(yàn)任務(wù)。通過實(shí)際操作，學(xué)生可以更好地掌握操作技能，并將理論知識應(yīng)用到實(shí)際情境中，提升他們的動手能力和實(shí)際操作能力。

個(gè)性化學(xué)習(xí)：結(jié)合線上教學(xué)平臺的個(gè)性化學(xué)習(xí)功能，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，提供定制化的學(xué)習(xí)資源和輔導(dǎo)服務(wù)。通過個(gè)性化學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和自主性，幫助他們更有效地掌握知識。

2.4"改進(jìn)和完善考核方式和評價(jià)方法也是課程改革的重要環(huán)節(jié)

在教學(xué)過程中堅(jiān)持“以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向”，做到持續(xù)改進(jìn)。“自動控制原理”課程為了更好地檢驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成和衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，制定了科學(xué)合理的考核和評價(jià)方法，設(shè)置多樣化的評估方式，將線上學(xué)習(xí)成績、平時(shí)作業(yè)、課堂測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等納入期末總評成績。此外，還可以設(shè)計(jì)針對性的學(xué)習(xí)報(bào)告要求，要求學(xué)生結(jié)合專業(yè)實(shí)際案例進(jìn)行分析和解決問題，提高學(xué)生的分析和綜合能力。通過綜合考核，全面評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。采用的具體步驟和方法有以下方面。

線上學(xué)習(xí)成績：根據(jù)線上學(xué)習(xí)平臺的記錄，綜合考慮學(xué)生在線學(xué)習(xí)的參與情況、作業(yè)完成情況以及在線考試成績等，作為總評成績的一部分?？梢圆捎米詣踊u分系統(tǒng)對在線學(xué)習(xí)成績進(jìn)行量化評估。

平時(shí)作業(yè)和課堂測驗(yàn)：設(shè)計(jì)多樣化的作業(yè)和課堂小測驗(yàn)，覆蓋課程重點(diǎn)知識和技能點(diǎn)，以檢測學(xué)生的理解程度和能力水平。將平時(shí)作業(yè)和課堂測驗(yàn)成績計(jì)入期末總評成績，促進(jìn)學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中勤奮鉆研。

實(shí)驗(yàn)報(bào)告：要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，報(bào)告內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、步驟、結(jié)果分析及結(jié)論等部分。通過評價(jià)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量和完整度，評估學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和數(shù)據(jù)分析能力。

學(xué)習(xí)報(bào)告要求：設(shè)計(jì)一定數(shù)量的學(xué)習(xí)報(bào)告要求，要求學(xué)生結(jié)合專業(yè)實(shí)際案例進(jìn)行分析和解決問題。學(xué)生需要在報(bào)告中系統(tǒng)性地描述案例背景、問題分析、解決方案和總結(jié)等內(nèi)容，以展現(xiàn)其分析思維和解決問題的能力。

綜合考核方式：將線上學(xué)習(xí)成績、平時(shí)作業(yè)、課堂測驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和學(xué)習(xí)報(bào)告等各項(xiàng)成績納入期末總評成績計(jì)算?？梢愿鶕?jù)不同比重來加權(quán)計(jì)算各項(xiàng)成績，確保綜合性考核體系能全面、客觀地評價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和綜合能力。

評價(jià)與反饋：在考核結(jié)束后，及時(shí)給予學(xué)生綜合評價(jià)和反饋，幫助他們了解自己的學(xué)習(xí)狀態(tài)和提升空間。同時(shí)，根據(jù)評價(jià)結(jié)果為學(xué)生制訂個(gè)性化學(xué)習(xí)計(jì)劃，指導(dǎo)其在未來的學(xué)習(xí)中進(jìn)一步提升綜合能力。

結(jié)語

在新工科背景下，“自動控制原理”課程的改革與實(shí)踐是教育創(chuàng)新的重要組成部分，不僅是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的挑戰(zhàn)，更是對教育理念的深刻反思。本研究在分析目前“自動控制原理”課程教學(xué)中存在的問題基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合行業(yè)需求與科學(xué)技術(shù)發(fā)展，立足專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程教學(xué)目標(biāo)，從教學(xué)大綱、課程內(nèi)容、教學(xué)方式和考核方式等方面進(jìn)行了初步改革，提出基于專業(yè)案例的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合，有效提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際操作能力。在實(shí)踐過程中，課程內(nèi)容的更新與教學(xué)手段的多樣化是關(guān)鍵，通過引入前沿知識，結(jié)合實(shí)際案例分析，學(xué)生能夠更好地理解控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。同時(shí)，利用仿真軟件和實(shí)驗(yàn)平臺，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐體驗(yàn)，使其在真實(shí)的工程環(huán)境中鍛煉解決問題的能力。此外，教師的角色也發(fā)生了轉(zhuǎn)變，教師不僅是知識的傳授者，更是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和支持者。通過團(tuán)隊(duì)合作、討論交流等方式，教師能夠激發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)其批判性思維和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

總之，“自動控制原理”課程的改革與實(shí)踐是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要教育者、學(xué)生和行業(yè)的共同努力。只有通過多方不斷繼續(xù)探索更有效的教學(xué)方法，推動課程不斷優(yōu)化，以適應(yīng)快速發(fā)展的科技和日益變化的社會需求，才能培養(yǎng)出更多適應(yīng)新工科要求的高素質(zhì)人才，為國家的科技進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

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作者簡介：李喜武（1971—"），男，漢族，吉林長春人，博士研究生，副教授，研究方向：載運(yùn)工具智能監(jiān)測與控制。