打开文本图片集

摘要：《自动控制原理》是电气信息类专业的主干基础课程之一，是培养学生认识自动控制原理并能够分析自动控制系统性能的一门必修课程。针对本课程教学中存在的课程体系结构僵化、课堂教学理念陈旧、教学效果评价单一等问题，本文从课程的基本要求和学生特点出发，提出了“一中心、二课堂、一目标”的创新理念和基于PDCA原则的教学创新做法，创建了“八步法”闭环教学设计，升级了以“建模-控制-分析-优化”为主线的教学内容，形成了“四维”多元化评价体系，旨在以学生发展为中心，提升兴趣、培养技能、学以致用。

关键词：PDCA原则；“八步法”闭环教学设计；多元化评价体系

0 引言

《自动控制原理》是电气工程及其自动化专业的一门主干基础课程，它以经典控制理论为主，系统地介绍了自动控制理论基本知识、分析和研究方法，主要包括自动控制系统基本概念、控制系统的数学模型、时域分析、根轨迹、频域分析和控制系统的综合与校正。通过本课程学习，使学生掌握分析、设计自动控制系统的基本理论与方法，初步具备运用反馈的思想发现问题、分析问题和解决问题的能力，在理论+仿真+实验的教学模式中感受科学精神、工匠精神和探索精神，培养良好的品格修养。

本课程的逻辑性和系统性较强，知识点相对较多，公式推导计算量大，所以要求学生逻辑性要强，要有发现问题、分析问题和解决问题的能力，同时要有严谨务实的治学态度和一丝不苟的“工匠精神”。对标新工科培养目标，通过深入、广泛的学情分析，剖析我校本专业本课程教学中的痛点问题有：（1）课程体系结构僵化，表现为教学使用教材单一、高阶资源丰富性不够，学科知识的前沿性与时代性不完善；（2）课堂教学理念陈旧，表现为倚重传统多媒体而现代信息手段缺乏，忽略情感价值观的塑造而使课程育人功能不全，注重知识传授而忽略培养学生解决复杂问题的能力；（3）教学效果评价方式单一，表现为教学评价多以考试为主而过程性考察设计不够，考试题型传统且挑战度不高；（4）学生存在畏难情绪，如先修知识储备不足且对知识的应用能力较弱，课程理论性强致使学生兴趣不高。

针对这些问题，本文提出了“一中心、二课堂、一目标”的创新理念和基于PDCA原则的教学创新做法，对《自动控制原理》课程进行改革和创新，以期达到“课堂高效、创新思维、价值引领”的教学目标。

1 创新理念

在新工科背景下，以培养具有一定文化修养和工匠精神的应用型人才为目标，针对本课程教学过程中的痛点问题，结合教学大纲及学生特点，提出“以学生发展为中心，以智慧课堂为载体，以课程思政为抓手，以能力培养为目标”的创新理念。

2 创新举措及实施

2.1课程教学与思政育人的融合

《自动控制原理》教学主要包括理论教学和实践教学两部分，实践教学包含MATLAB仿真练习、实验和课程设计。理论教学可培养学生的自学能力和抽象化逻辑思维能力，实践教学可培养学生的实操能力、解决问题能力。在课堂教学和实践教学中，以学生发展为中心，紧紧围绕“培养什么人、怎么培养人、为谁培养人”，确定本课程思政主线是弘扬和贯彻以爱国主义为核心的民族精神和以改革创新为核心的时代精神。引导学生在掌握自动控制基本理论、控制系统的分析及设计方法的同时，了解控制论在社会生产中的应用与发展，感受大国工匠和大国重器之魂，激发学生的家国情怀与使命担当。课程思政教学实践如下图所示：

2.2 教学创新的途径

以探究式、讨论式、互动式、问题驱动等教学方法，分析设计实用控制系统，剖析社会热点问题，实现信息的双向传播，以此激发学生的探究兴趣和创新意识；以线上-线下结合、个体学习、小组合作等组织形式，来拓展学生思维、挖掘潜能；以板书、信息技术、智慧教室、教具等方法手段，来搭建智慧课堂，实现课堂教学的高效与活力；以过程性评价、考核评价、赏识鼓励等评价方式，实现多样有效、客观公正、发展性的学生评价。

2.3 教学创新做法（PDCA）

PDCA原则，即计划（Plan）、实施（Do）、检查（Check）、行动（Action）的组合。教学过程中，依据PDCA原则，构成一个闭环反馈，对每个教学环节进行不断地优化设计。首先，完善课程资源，设计活动计划；其次，实施教学内容；然后，通过现代信息技术（雨课堂、英华学堂、调查问卷等）手段，对教学过程进行检查；最后，根据反馈数据进行教学总结、评价，反思，对教学活动进行调整修正。

计划（P）-多样化资源推送、教学内容优化、教学过程设计

（1）课前完成课程相关内容推送、有效互动、掌握学情，为课中内容讲解做好铺垫。利用MOOC、仿真软件、微信公众号、实验演示等资源，向雨课堂、英华学堂等及时推送，实现线上-线下混合教学。

（2）为更好的反映学科前景、渗透专业知识、注重课程育人，达到知识传授、能力培养、价值引领全方位育人的目标，因此在教学内容方面从以下几个方面进行设计：

（3）在教学过程设计方面，突出学生主体，注重师生互动，将现代化信息技术和传统教学手段共同结合，让课堂主线更清晰，互动更有趣，反馈更明显。

①现代化信息技术：采用雨课堂、英华学堂、微信群等新媒体技术，进行课堂的有效问答、讨论、随堂测试、比赛等互动环节，让学生“动起来”，让课堂“活起来”。

②传统板书：板书可分为两部分，一部分用于勾勒课程内容主线，形成知识体系；另一部分是重要公式、定理、习题的推演、演算等。

实施（D）-“八步法”闭环教学、“软”+“硬”结合

（1）围绕“情绪调动—知识回顾—新课导入-启发思考-讨论分享—重难点讲解-总结归纳-内化答疑”这一闭环，以项目方式对课程内容进行驱动，采用小组赛、辩论、翻转课堂等进行讨论、互动，培养学生自主学习能力和发现问题、分析问题、解决问题能力。此外，在课程内容中引入思政元素，如“自动控制概念——创建一个自我成长的闭环反馈系统，制定控制策略，做好学习规划。”

（2）“软”+“硬”结合：为使学生更好地理解理论知识，在课中选择合适的自动控制实例，通过理论计算系统的性能，借助MATLAB仿真验证，将自动控制原理的知识点有机的结合起来；同时，为了让学生理实一体化，通过演示搭建硬件平台，实现原理到实践的蜕变，让学生从机械的理论学习快速地过度到实践应用阶段。

检查（C）-思维导图、作业布置、互动反馈

（1）课后制作思维导图，帮助学生及时巩固章节重点内容，查漏补缺。

（2）结合教学内容，合理布置课后作业，包括思政讨论（线上）和课后练习（线上+线下）。

（3）通过调查问卷、微信等进行互动反馈，及时关注学生动态，做学生知识的引路人，心灵的沟通者。

行动（A）-教学评价、教学反思、持续改进

（1）采用多元化教学评价体系，包括方式多元化、过程多元化、内容多元化、主体多元化，尊重学生“重成绩”的需求，在提高成绩的基础上学会技能。

①方式多元化：在线测试、实操评价、答辩评价；

②过程多元化：阶段测试、期末评价、抽查评价；

③内容多元化：线上学习评价、课堂表现评价、项目设计评价；

④主体多元化：学生自评、小组评价、教师评价。

（2）通过学生的课堂表现、课后作业呈现以及师生互动反馈，从教学目标是否达成、课程育人效果如何、教学方法手段与智慧课堂的融合性、第一课堂与第二课堂的联动性这四个方面进行切实评价，反思存在的问题与不足，在后续的教学过程中不断优化、持续改进。

3 教学设计案例

以《自动控制原理》第一章节--绪论为例，应用PDCA教学原则及闭环教学设计方法，特将此教学内容设计呈现如下：

本课程经过几轮“PDCA”创新的探索和实践，实现了从传统课堂向智慧课堂、知识课堂向能力课堂、灌输课堂向实践课堂、封闭课堂向开放课堂的转变。希望在今后的教学过程中，继续贯彻 “PDCA”理念，利用现代化信息技术，持续改进教学设计，以“唤醒-赋能-成长-成才”的理念促进学生的全面发展。

李萍，1990，女，汉族，宁夏中卫市，硕士研究生，助教，研究方向：智能控制

论文来源项目：基于《自动控制原理》课程思政的探索与实践（自治区课程思政精品项目）