控制工程基础金课建设探索

控制工程基础金课建设探索

邱鹏飞

（同济大学浙江学院 机械与汽车工程系，浙江 嘉兴314051）

[摘要]：

　　控制工程基础是应用型本科机械类专业的一门专业基础必修课。本文分析了该课程的特点，目前存在的一些问题，总结了控制工程基础课程金课建设的一些方法，提出具体实施步骤，引导学生通过自主学习解决问题所需要的经典控制理论知识。

关键词：　应用型　控制工程基础　金课建设

0 控制工程基础是机械类专业必修课，是专业基础课，也是很多高校考研专业课。前修课程主要有高等数学、线性代数、电工学等，为机电传动控制、机电液控制技术等课程提供理论基础。控制工程基础这门课一般高校会安排30—40学时，课程主要内容包括传递函数、时域分析、频域分析三大块。

1 学生学习情况

学生在学习中普遍反应课程难度教大，公式、知识点较多，对理论应用要求较高。授课老师也反应部分成绩好的同学上课较认真，部分同学一旦某部分没有跟上进度，后面上课听不懂。上课老师提出问题后学生往往无动于衷，他知道老师一会就会把过程和答案讲出来，好一些的学生还会记录，有一些比较懒的同学根本就不理老师，自己玩自己的。教师在授课过程中有种自己唱独角戏的感觉，也就是自己讲给自己听。长此以往，教师也会失去上课乐趣，慢慢的变得躺平，反正学生不及格跟老师也没有多大关系。

2、金课建设具体措施

目标一：积极引导学生主动学习。

只要平时认真学习，其实考试考出来的结果都不会差，所以一定要抓住平时，科学制定平时分政策，辅以课堂管理制度结合。平时分中应积极引导学生积极参与课程。讲方案之前可以跟学生计算平时分的重要性，取两个极端，以平时成绩占总成绩30%为例，如果平时分0分，期末考试卷面分需要考到86分才能及格，而平时分满分，期末考试卷面分只需要43分。这之间差距让学生瞬间明白平时分的重要性。下图为平时分具体细则参考方案。

图1 平时分30分细则

该方案好处在于，给学生明确目标，要想办法拿到平时分满分，而只是来上课是没有平时分的，必须通过回答问题、作业好好做，多参加答疑途径获得。当然这里面需要设计很多问题和学生回答，对老师授课进度和授课时间把握要求较高。实际操作中每个问题尽可能分数高一些，刺激学生想要去解决问题，积极思考。该方案对于第2位同学回答错误扣分也可以根据实际情况进行微调，实践证明对于活跃课堂气氛，提高学生自身要求大有帮助。另一方面也避免了学生缺课，上课玩手机，上课睡觉等大部分老师都头疼的问题。实践下来，发现学生上课玩手机比例极少，睡觉也特别少，这就是环境的影响，当大部分同学都在认真学习的时候，少部分同学会被感染到，会被带动到学习当中。考虑到班级人数、学习氛围等不同情况，教师在参考该方案时候可以进行部分删减。

目标二：把控课堂教学质量

在前面平时分政策下，学生会积极想办法得到平时分，上课要讲哪些知识点，结合知识点有精心设计例题，例题要将得精炼一些，多留一些时间给学生回答问题和思考过程。学生上讲台做题时，需要在教室多走动，关心鼓励同学跟上进度，督促所有同学动起手，拿起笔，一起做起来。可以适当设计一些难一点的平时分满分题目，激发学生学习欲望。把握好扣分尺度，只要有一部分同学积极回答问题，上黑板做题，就能带动整个班的学习氛围。学习氛围一起来，教师上课就会很舒服，课堂节奏把控会更好。

如果班级人数较多，课堂又没有那么多问题，最后只有少部分同学能拿到满分，起不到效果，这个时候可以给予讲台下同学多一些加分机会，比如说做得最快的前5—10个同学加分。具体平时分进展可以参考下表（以34学时为例）。

表1 学时进度与平时分进展情况表

如果最终能有80%学生平时分拿到满分，他们的学习积极性会很高，有时候学生挂科的原因主要是平时没好好学，没有办法通过突击训练达到课程要求。当然总有那么10%左右的同学始终跟不上进度，这个时候可以通过调整上课座位，上课巡视过程中多加关注，多多鼓励，或者挑选一些简单的简答题让这部分同学回答，有了一定分数后，他们就会想办法多拿平时分，形成良好的带动效应。

目标三：课后作业量少而精

整个课程可以设计10次左右作业，在前面平时分的要求下，学生抄袭会少很多，更能从作业当中发现学生学习薄弱环节，可以在课堂上有针对性的讲解。每次可以从作业中挑选2—4份优秀作业增加加分，鼓励作业整洁美观。每次作业以30分钟能够完成为适宜，让学生进一步巩固上课所学知识。对于抄袭作业应该要严格要求，即使制止，防止抄袭学风蔓延，让学生知道抄袭作业后果很严重。可以利用免费的OBS视频录制软件，把习题录制成视频，方便学生课后学习。录制视频可以采用平板电脑（带手写笔）方式展现。

目标四:课程考核

经过前面三个环节，在80%左右同学拿到平时分满分的情况下，整个教学效果就达到了，考卷难度可以跟平时作业难度相当，最终考核数据也不会太差。可以设置少量拉开差距的题目或者通过增加附加题的形式，使优秀比例高一些，达到正态分布效果最好。本门课程知识点和公式比较多，可以选择一纸开卷的方式（给学生一张A4大小纸张）。学生会把整个学期的知识点，公式，例题等记录在这张纸上，也能起到良好的复习效果。

目标五：拔优

控制工程基础可以结合MATLAB进行教学，学生掌握MATLAB软件的基本操作后，可以鼓励一部分优秀的同学通过MATLAB GUI功能，别写程序代码，可以叫学生结合自己专业内容尝试申请一些软件著作权，学生拿到软件著作权之后有利于评奖评优，甚至对于就业也有很大的帮助。还有一部分优秀的同学可以参与到教师的项目中去，通过项目把学到的知识学以致用。

目标五：注重实用

如果一门课程里面的知识点能够有具体的应用，那么学生学习该部分知识的时候就不会过于枯燥，带着解决问题思路进行学习。比如控制工程基础这门课里面可以利用MATLAB软件画图计算。可以录制一段MATLAB GUI使用视频，然后结合一些控制方面的实例，让学生尝试着利用MATLAB GUI功能撰写软著，其实软著并没有那么难申请。学生在尝试着去申请软著的过程中，一方面学到了控制方面的实际应用实例，另外一方面收获了科研信息，为将来读研究生做好充分准备，积累科研实例。

3 小结

设置平时分详细规则，让学生形成一个内部竞争，活跃课堂气氛，积极引导学生主动去学习。课堂上鼓励学生抢答，寻找最快最有效的方法解决问题，老师上课起到穿针引线的角色，课堂上解放教师，把更多的时间留给同学们去思考，培养学生分析问题、解决问题能力。课后设置合理的作业量，严禁学生作业抄袭，从作业观察学生学习效果。

参考文献

[1] 王晓丽.陈季萍等.新形势下“控制工程基础”课程教学改革研究[J] .科技风2022(12)．

[2] 魏树国.张少伍.周超.基于新工科机械控制工程基础课程改革的探讨[J] 河北北方学院学报(自然科学版). 2022(07)

[3] 张建化.朱雷平..等.应用型本科控制工程基础一流课程建设的实践探索[J]科教导刊2022(06)

同济大学浙江学院教学改革项目：《控制工程基础》金课建设。

作者简介：邱鹏飞，1986年6月，男，汉，江西金溪，副教授，工学硕士，同济大学浙江学院机械与汽车工程系工作，研究方向为机电一体化等。