教学改革下的控制工程论文

摘要：本文针对现代学徒制背景下的课堂教学提出了新的教学模式，改变了传统课堂教学的授课内容、授课地点、授课老师和考核评价方式，以实现真正的“工学结合”，让学生尽快地适应企业环境，为“现代学徒制”的实行打下坚实的基础。今天小编为大家精心挑选了关于《教学改革下的控制工程论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

教学改革下的控制工程论文 篇1：

新工科背景下应用型本科高校机械工程控制基础课程思政教学研究

摘要：开展专业课程思政，对落实地方应用型本科高校在新工科背景下的立德树人的根本任务具有重要意义，分析了面向新工科的机械专业智能制造改革方向的“机械工程控制基础”课程思政的教学现状及研究意义，在厘清新工科背景下的课程思政建设要点以及所遵循的原则的基础上，进行了课程思政教学实践，提升了思想政治教育的效果，有效支撑了学校的人才培养。

关键词：机械工程控制基础;课程思政;新工科;应用型本科;智能制造

引言

“互联网+”、“中国制造2025”等概念相继被提出并被大力推广，机械产品的自动化和智能化水平不断提高，与“控制”紧密结合的“智能制造”方向有了更为广阔的发展前景。2017年，“新工科”建设方案的提出给工程教育改革创新指明了新的方向，是高等教育立足当前的主动作为、面向未来的主动谋划。2016年，在全国高校思想政治工作会议上，习近平总书记强调：“要坚持把立德树人作为中心环节，把思想政治工作贯穿教育教学全过程，实现全程育人、全方位育人，各类课程与思想政治理论课同向同行，形成协同效应”[1-2]。2020年，《高等学校课程思政建设指导纲要》提出：“课程思政建设要紧紧围绕全面提升人才培养能力这个核心点，在全国所有高校、所有学科专业全面推进[3]。

新时代地方应用型本科高校特色和内涵发展也必须紧密贴合社会对人才的需求。应用型高校旨在培养具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才。对于新工科背景下应用型本科高校的机械类专业而言，应立足实际，灵活将社会主义核心价值观等思政元素融入机械类专业课程教育当中去。专业课程作为“课程思政”的重要组成部分，其要求以立德树人为根本，立足学科的特殊视野、理论和方法，创新专业课程话语体系，深度挖掘各类课程蕴含的思想政治教育元素和所承载的思想政治教育功能，发挥课堂思政教育的主渠道功能，引导他们正确认识世界和中国发展大势、正确认识中国特色和进行国际比较、正确认识时代责任和历史使命、正确认识远大抱负和脚踏实地，坚定信念，增强解决实际问题的决心和能力，让学生成为德才兼备、全面发展的高级工程应用型人才。

1课程现状和研究意义

当前我们处于世界百年未有之大变局，意识形态领域面临诸多挑战，在高校、专业、课程中发揮开展思政教育，落实立德树人、三全育人根本任务，对提升人才培养质量等具有重要意义。近年来，我校机械设计制造及其自动化专业办学规模不断扩大，办学层次不断提高，是省级“六卓越、一拔尖”卓越人才立项建设专业，尤其是基于“新工科”的智能制造方向的软硬件实力逐渐增强。《机械工程控制基础》课程是机械类专业重要的理论必修基础核心课程，也是升学考试的主要科目，在课程体系中的地位举足轻重，该课程涉及的自动化相关的理论知识和实践结合紧密，与“新工科”思想高度契合，在信息化突飞猛进的今天，这门课的基础性作用愈显重要[4]。

我校机械专业以及本门课程在以往的建设中，取得了一些基础和成果[4，5]，但是，目前该课程的思政教学方面还存在不少问题，主要表现在：在人才培养体系中存在着将专业课和对学生的思想政治教育割裂的安排;众所周知，该课程涉及的内容范围广，学习起来难度大，往往造成了在教学中重视知识传授而弱化了思政教育的现象;现有的课程思政也没有形成闭环，多数也只停留在课堂上，而忽略了课后环节的重要性等。另外，新工科背景下的专业升级或改造尤其注重学科交叉，比如新工科背景下将传统机械向着智能制造方向升级，尤其强调传统机械设计、机械制造与自动化、大数据、互联网、材料等的多元交叉，这也对该课程思政工作产生了新的影响。因此，在机械专业新工科的背景下，依托《机械工程控制基础》课程思政建设，扭转目前课程教学中重知识传授、轻思政教育的状况，把思政要素和思政教学的内容渗透到教学各个环节中，达到思政育人目标，实现知识传授、能力培养和价值塑造三位一体的教学目标，进一步提升应用型人才的培养质量。

2课程思政教学改革与实践

2.1新工科背景下的课程思政建设

新工科背景下，在具有鲜明跨学科特色的机械专业“机械工程控制基础”课程中开展思政教育，除了要牢固树立课程思政的教学理念、完善领导机制和责任机制、加强师资队伍建设、建立考核与激励机制外，为在课程思政教学改革中进一步提高思政教育与新工科专业课程教学的融合程度，思政元素与专业课程内容应在更高的维度上进行同规划同设计[3]，将思想价值引领贯穿于人才培养目标、专业的培养方案、课程教学计划、课程内容与教学评价等人才培养的各个环节，尤其要发挥教学实践环节以及课后教育环节作为思政教育的重要渠道，最大程度发挥专业课程的育人作用，同时还应更好地发挥支部以及教研室等在课程思政元素设计中的审核把关作用。

2.2课程思政开展原则

在教学中，为在《机械工程控制基础》课程教学中更好的开展课程思政，遵循了以下三个原则[6]：契合性、适度性和渗透性。在支部的指导下，课题组充分讨论，挖掘专业知识和思想政治教育知识之间的内在联系，找到专业知识和思想政治教育的结合点，尤其是要立足地方，充分挖掘大别山地区、六安和我校红色文化特色的课程思政内容，规范课程思政内容，更新教学大纲，在教学实施过程中打出一套思政教育组合拳的同时，努力实现二者之间的平稳过渡，力求对学生产生潜移默化的影响，也要守好专业技术育人的主阵地，要注意“度”的掌握。在渗透性方面，为使专业知识和思政知识的深度融合，除了通过课前、课中、课后，通过理论授课、实践教学等方面落细落小落实开展教育之外，授课教师们也应高度注意课堂上、课堂外的言传身教，为同学们树立“标杆”，通过各项活动让同学在平凡中见伟大、在朴实中见崇高，使课程思政达到“润物细无声”的效果。

2.3课程思政教学实践

在本课程思政教学中典型的思政融入点摘要如下：

（1）在贯穿控制相关理论的工程应用举例中，结合我国智能制造装备业的发展和成就，结合中国“大国重器”、“大国重工”、“大国建造”、“飞向月球”等系列纪录片对中国兵器航空航天、智能装备制造业创新发展和历史成就的介绍，引导学生思考我们中国幅员辽阔，中国特色社会主义进入新时代，我们民族复兴、国家发展以及现代化强国建设需要什么样的大国重器？哪些又是必须拥有的呢？重器中的核心技术我们掌握程度如何呢，是否需要掌握在自己手中？机械工程与控制论及其相关应用又扮演了什么样的角色呢？进而引导学生思考：怎样的制度体系才能源源不断孕育出一个又一个新的重器？引导在学习和思考中树立民族自豪感，从而激发其更多的社会责任感，引导学生对“中国制造2025”等政策的认同以及国家道路发展的认同、核心价值观的认同等，达到良好的课程思政效果。

（2）结合新中国以来在控制理论与控制工程建设方面取得的重大进展和突破，通过对典型人物事迹的了解和学习，学习他们严谨的工作作风、献身科学、坚持真理的精神，让学生更深切地感受“不一样”的爱国主义，将学习转化为真正的爱国主义行动。比如在“绪论”教学中，控制论发展历史中浓墨重彩的一笔即是我国杰出科学家钱学森运用控制论的思想和方法编写并出版了《工程控制论》，首次把控制论推广到工程技术领域，对现代科学技术的发展具有极其深远的影响和意义，他对我国火箭、导弹和航天事业具有开创性贡献，被称为“中国航天之父”。他始终没有忘记，自己走出国门、求学海外的初衷，也始终牢记，作为一个中国人，他的事业、成就和归宿都在中国。钱学森、邓稼先和钱三强等一批元勋为我国的核事业等镇国重器，为国家建设和人民幸福立下了汗马功劳。他们既是世界知名的伟大科学家，也是伟大的爱国主义者，还是伟大的共产主义者——科技界伟大的马克思列宁主义者，在他身上伟大的共产主义者与伟大的爱国主义者是紧密相连的，永远是我辈学习的典范。

（3）在讲述工具软件MATLAB及相关控制仿真软件时不忘激励学生“师夷长技以制夷”，用好国外工具软件的同时，但也不要忘记在近几年以来我国在多个关键地方被别人卡脖子，更不要忘记我国目前大多数的计算分析、绘图等工具软件多是国外的，激励同学们要当新时代的奋斗者，努力学习，勇攀高峰。由此引申出相关“卡脖子”时政要闻，“中美贸易战”、“5G”等话题，从中兴华为事件等热点话题，引导学生热爱并支持中国造产品等。激励同学们将中国制造做强做大，为推动新时代中国科技事业的发展贡献自己应有的力量。

（4）在讲解系统的控制快、准、稳性能时，结合我国的航空航天、兵器等军工技术如北斗导航、精准制导、空间站、隐形战机、探月探火等工程等讲述航天飞行器的原理及控制方式，穿插进行学习航天军工兵器工业中的器械的设计与民用器械的不同，学习机械技术的集大成者航天兵器等案例，并体会到特种加工技术、精密机械与测控技术的巧秒结合，强调学生要认真学习基础理论，态度上要一丝不苟，呼唤学生弘扬工匠精神，点亮制造强国的梦想。另外，快、准、稳指标是系统在一个输入或干扰下的响应过程和结果，也对应到同学们在日常生活学习中遇到干扰时的行事处置能力等，激励同学们要学习理会到本课程中世界观和方法论，不断提高适应环境的能力、提高抗挫折能力、提高自主学习能力等方能做到处变不惊。另外，引导学生思考这些指标如果对应到国家社会政治经济等系统中又该如何，是否一样也要具备在外界干扰下的稳定性？进而引导学生了解改革、稳定与发展的辩证关系等。

（5）结合教师组指导的“智能汽车竞赛”、“互联网+”、“机械创新设计大赛”、“工程训练综合能力大赛”、“物联网创新大赛”、“智能制造挑战赛”和“挑战杯”等学科竞赛，以及教师的科研项目等知识引入课堂，对相关案例进行讲解和分析[7]，让学生了解到科技赋能传统产业的技术和效益优势，产业转型升级的必要性，并积极引导学生思考国家和地方为什么大力提倡和举行各类学科竞赛的目的和意义，引导学生在重视理论学习的同时，也要放下身段，艰苦奋斗，投入到比较辛苦的学科竞赛中去，将理论和实践结合，方能掌握在社会上真正能用得到的技术和方法。

结束语

针对新工科背景下的应用型本科高校机械专业开展“机械工程控制基础”课程思政教学改革与实践的意义重大，通过开展本课程思政建设，进一步加强了学生的思政政治教育，在对学生的教育教学中促进了学生思想认识不断深化、价值观念的逐步提升，引导学生进一步明了是非曲直、道路方向和如何作为，也进一步支撑了地方应用型本科高校的立德树人根本任务。

参考文献：

[1]王晓梅， 杜长坤， 文成， 等. “机械控制工程基础”课程思政教学探索与实践[J]. 教育教学论坛， 2021（37）：97-100.

[2]李月娟， 王应洋， 张鹏. “自动控制原理”课程的课程思政教育研究[J]. 教育教学论坛， 2021（36）：29-32.

[3]梁艳峰， 郭永春， 杨忠， 等. 新工科背景下传统专业的课程思政建设实践探索[J]. 高教学刊， 2021，7（15）：152-155.

[4]林华， 曹昌勇， 邬志军， 等. 基于CDIO的机械工程控制基础课程教学改革[J]. 科学与信息化， 2018，（4）：139-140.

[5]王洪新， 曹昌勇， 吴军荣. 机械类专业应用创新型人才培养模式的研究[J]. 赤峰学院学报（自然科学版）， 2018，（5）：142-142.

[6]杨荣刚. 以专业课教学为平台创新思想政治教育模式探析[J]. 山东农业工程学院学报， 2017（1）：121-124.

[7]林华， 徐宇宝， 唐家成， 等. 两轮自平衡车姿态传感器信息融合研究[J]. 佳木斯大学学报（自然科学版），2019，37（04）：575-579.

[8]曹昌勇， 林华， 王子权， 等. 汽车减振器性能检测伺服模糊PID控制研究[J]. 佳木斯大学学报（自然科学版）， 2018，36（06）：917-920.

[9]周小超， 劉建树， 李占妮， 等. 基于STM32的温度分布与可视检测系统设计[J]. 赤峰学院学报（自然科学版）， 2021，37（11）：26-29.

作者简介：林华（1984-），男，安徽东至人，副教授，研究方向：机电智能系统、电解加工技术及装备、超声波电机的设计及控制研究。

基金项目：安徽省省级质量工程项目（2020szsfkc0918;2019jyxm0346;2020zyrc161;2020szsfkc0923）;皖西学院校级质量工程项目（wxxy2019022）。

作者：林华 曹昌勇 沙美妤 刘建树 荣莉 龚冬梅

教学改革下的控制工程论文 篇2：

现代学徒制背景下的新型课堂教学模式的探索与研究

摘要：本文针对现代学徒制背景下的课堂教学提出了新的教学模式，改变了传统课堂教学的授课内容、授课地点、授课老师和考核评价方式，以实现真正的“工学结合”，让学生尽快地适应企业环境，为“现代学徒制”的实行打下坚实的基础。

一、背景概述

2014年以来，教育部开展了关于“现代学徒制”试点工作，有效整合学校和企业的教育资源，实施校企合作、工学合一的人才培养模式是现在职业教育的必然趋势。世界各国都是积极倡导职业教育要有企业的参与和指导，很多国家充分利用企业资源大力发展职业教育，其中有著名的德国“双元制”、美国的“全作教育”等。

德国“双元制”指的是职业院校的学生必须经过学校、企业两个场所的培训，最终才能毕业。“双元”其中“一元”指的是职业学校，主要承担理论知识的教学；另“一元”指的是企业或是事业单位，对学生进行职业技能的培训。其充分体现了以职业需要为核心，企业参与度高，针对性强，并由政府出面使校企合作制度化，进行校方和企业的监控。这种人才培训模式大大缩短了学生与企业间的距离，可以尽快适应工作岗位。

美国的“合作教育”的实施办法是：學生以在校学习为主，学校与企业签订合作协议，明确权利和义务。学校指派教师指导和监督学生的学习和工作，并负责做企业与学校之间的沟通工作，企业提供劳动岗位和报酬。

日本的“产学合作”主要是产业界向高校投资，并向学校学生提供“奖学金”，以吸引学生毕业后到企业服务和发展，并且在学校建立“共同研究中心”，委托学校搞科研项目，并为学生提供实习场所。

这些人才培训模式的转变，对学校的课堂教学方式也产生了明显的影响，现在我国的“现代学徒制”是针对人才培养模式的一种转变，如果在这种人才培养模式下，如果我们还依然采用传统的课堂教学方式，并不能真正的体现“工学结合”的特点。

二、现代学徒制下的传统课堂教学方式

通过对本专业课堂教学情况调查，传统的课堂教学大多在学校的多媒体教室、机房等进行，由学校的老师进行讲授，一般分为理论和实践两部分，理论多是案例分析，知识点讲解等形式，实践则多是通过软件进行上机模拟，学生服务的对象也都是模拟的客户。正是如此，在学生的走进企业实习以及到了实际工作岗位后，会出现各种各样的问题：虽然掌握了很多理论知识，模拟了很多次场景，但是学生却惧怕接客户的电话，原因是没有实际操作过，不知如何开口；有的学生鼓起勇气接起电话以后非常紧张，不知所措，导致回答客户问题时语无伦次，无法给客户好的体验；甚至有些学生由于心理压力等原因无法正常为客户提供服务时，会产生过激的行为。

学生进入企业后，大概要花去三至四个月的时间进行培训，而这些培训的内容有一部分学校的课堂已经涉及，只是讲授者的角度不同，如果能把这些内容提前进行整合，节约了很多时间和企业培训成本。

通过调查发现出现这些情况的学生，在平时的上课时往往表现很好，成绩也很优异。所以，问题的关键是由于我们平时上课时老师缺乏与企业的沟通，学校的知识与社会脱节，学生通过仅有的模拟并不能达到真实的效果。学生在课堂教学中并没有得到实际的训练，所学的知识也过于理论化，与实际遇到的问题相差甚远。

针对上述问题，对传统的课堂教学模式进行改革显得势在必行。我们不仅要在实习、实训等方面与企业深度合作，我们更应该把“工学结合”的元素渗透到课堂教学中，因为实习和实训是阶段性的集中进行的，而对学生来说最重要、接受知识最多的往往是在课堂教学中。因此，我们有必要把相关企业的知识、实际操作技能和真实案例引入到我们的课堂教学中，让我们的课堂不再那么“枯燥”和“乏味”。

三、现代学徒制下的新型课堂教学模式

这里的新型课堂教学模式指的是适应“现代学徒制”人才培养模式下的课堂教学模式，强调“校企合作、工学结合”，区别于传统的教学模式，课堂里的除了老师，还有企业的“师傅”。我们要把课堂教学的各个环节都与对口的企业挂钩，主要体现在以下几个方面：

（1）授课内容，授课内容应该在符合课程标准的前提下，尽量从学生的角度出发，知识和技能要能够适应本行业知识的快速更新，不仅限于课本上的知识。在上课前，校内授课的老师提前与企业异师充分沟通，特别是企业的一些培训师，为了避免学生进入企业后有一些重复的培训内容，我们要不断优化课程，同时，在企业内部发生的一些典型案例，我们可以应用在课程教学中，拓宽了老师的视野，增加了实际经验。此外，企业本身有很多丰富教学、实践经验的培训师，每一学期至少安排一门专业课，请企业导师进入校园进行授课，授课内容也可以突破固定教材的限制，用一些实际案例来丰富教材。授课内容的改变，实际是岗位知识和技能提前进课堂的一种表现，实现了课程与岗位真正对接。

（2）授课地点，学校的实际操作性强的课程，在校只能在软件上模拟完成，但模拟并不能达到很好的效果，因此，我们可以在企业创建校外的基地，把涉及实际操作的内容放在企业中完成，既省去了学校购买模拟软件昂贵的费用，又起到了很好的实践效果。还可以增加跟岗实训环节，学生可以跟随企业师傅从晨会、服务客户到总结会、沟通会等一系列的工作，更真实地体验职场环境，对学生以后的实习、工作都有很大的帮助。这种授课地点的改变，突破了空间上的限制，让学生有更大自由发挥的空间，提前了解工作环境，是模拟实训无法比拟的。

（3）授课老师，“现代学徒制”强调的是在校有老师，企业有师傅，两者共同培养，因此，我们校企双方的老师之间要有充分的沟通，才能共同完成教学任务和工作。企业导师授课中提前渗透企业的文化，公司的规章制度以及企业对学生的基本素质的要求。鼓励专业课老师深入企业进行挂职锻炼，将人才培养方案中的课程进行梳理，挑选一至两门适合的课程与企业共同完成备课、授课及考核等整个过程，研究新的教学方法，学习企业的企业文化、先进的管理理念和管理制度。校企老师的互通，实际上是校企文化的一种交流，可以相互取长补短。

（4）考核评价，区别于传的考核方式，我们采用任课老师与企业共同考核的方式，平时成绩由任课老师给出，学期末的期末考试方式和试题均由企业进行制定，这样有效地检验了我们的授课质量和学生掌握程度。此外，还要加强课堂教学管理，在考核评价中增加课堂评价，课程评价又分为校内课堂评价和校外课堂评价。在校内课堂评价环节主要分为考勤、提问和课堂表现三个方面，由任课教师为每位同学给予评价；在校外实训基地进行的课程中，课堂教学环节由校外的导师进行评价，考查学生在企业课程中的表现。

四、总结

根据授课内容、授课地点、授课老师以及考核评价这几方面的改变，我们的目的是为了让学生、老师、企业进行深度的接触，把课堂扩展到公司而非局限于教室，达到真正的“工学结合”，让学生尽快地适应企业环境，为“现代学徒制”的实行打下坚实的基础。试想如果我们一边实行“现代学徒制”一边还在进行传统的课堂教学模式，那么所有的内容都会流于形式。在学生第三年进入到企业中时，还会一片茫然，花费更多时间和精力去学习新的内容。

参考文献：

[1]赖建生.高职现代学徒制专业课程教学模式探讨 ——以"汽车保险与理赔"为例.《科教导刊》，2018（11）130-131；

[2]刘一帆. 基于现代学徒制的高职商务英语专业"企业课堂"教学实践研究. 《当代教育实践与教学研究》，2017（10）826 ；

[3]张春苗. 现代学徒制度下高职课堂教学改革.《教育教学论坛》，2017（52），263-264；

作者简介：高岩（1987.3-），女，汉，籍贯：黑龙江伊春，研究方向：控制理论与控制工程，计算机控制，单位：台州科技职业学院。

作者：高岩

教学改革下的控制工程论文 篇3：

新工科背景下《MATLAB与控制系统仿真》翻转教学研究

摘 要：新工科背景下的课程教育对学生工程与创新能力提出了更高的要求。针对当前《MATLAB与控制系统仿真》课程中存在的课前学习自主性缺乏、编程互动性欠佳、课后学习实践性效率低下等问题，基于翻转课堂教学思路进行课程的改革研究，着重从控制系统理论准备、课中编程操作、课后复习及多元化考核等方面展开，可提高学生利用MATLAB工具开展系统仿真学习能力，促进其工程能力培养和综合创新素质的提高。

关键词：MATLAB;控制系统仿真;翻转教学;新工科

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2022.10.004

《MATLAB与控制系统仿真》是传统电气工程自动化、测控仪器专业本科与研究生阶段必修课程之，一随着“卓越工程师计划”的提出，新工科背景下对当代学生的创新与工程能力提出了更高的要求。虽然当前课程教学采用理论讲授与数值模拟编程相结合的方法，但在理论讲授方式、编程实践开展方法以及考核模式方面存在较大的改进空间。翻转课堂在当前高等教育中应用广泛，利于学生综合能力培养和学习效率提高。本文基于翻转课堂教学方法探索此课程的创新教学，分析总结课程教学现状，并以新工科导向对理论与实践教学提出改革研究。

一、存在问题分析

《MATLAB与控制系统仿真》课程由于理论与实践均具有一定的技术门槛，故教师在授课时需要综合处理二者的课时分配和考核占比问题。以笔者在课程教学经验可知，此课程传统教习存在不足如下。

（一）课前学习自主性缺乏

课前预习是高效学习的必要前提，学生通过预习任务提前了解章节内容分配、知识点结构和难点分布，知晓自身学习难点的分布状况，使课堂更具针对性。然而在实际授课中，真正做到课前预习的学生占比较少，大多数学生只能从课堂讲授开始首次接触新知识。造成这一现象主要归咎于课堂时间限制，教师在完成章节内容讲授时往往已经接近下课，无法详细说明下次课程的预习规划，加之学生课程任务量大，对课后复习的重视程度远高于课前预习，没有充分重视此教学环节。

（二）编程教学互动性欠佳

MATLAB是一款应用广泛的数值计算模拟软件，要想基于此工具开展控制系统仿真，首先需要熟练掌握诸如集合写入写出、数据处理及图形绘制等在内的基本操作。当前的课堂教学受课程进度和时间限制，主要采用教师讲授演示方式开展，学生作为知识的接受者，只能被动接受讲授，虽然可通过笔记、学习视频等方法对教师讲授的知识进行回顾，但理论方法与编程实践的时间结合点过长，无法及时利用课堂理论丰富实践操作，减少了编程知识的即时使用性。此外，由于教师演示计算对象多为经典的控制系统案例，变量的输入输出较为固定，故编程操作无法涉及足够的矩阵操作，理论与编程教学互动性欠佳。

（三）课后学习实践性效率低下

基于MATLAB开展的控制系统仿真课程最终目的是掌握基本控制系统组成并学会使用MATLAB工具开展数值模拟，但实际课程中往往侧重教学MATLAB仿真环节，在仿真操作步骤所分配的课时占比较高。此种方法虽然可以更为详细地讲解MATLAB仿真方法，使学生可以学习更全面的编程指令，但由于无法在经典控制系统理论讲授上分配足够的时间，学生无法拥有控制系统知识深层次的理解。由于控制系统理论复杂且内容量庞大，学生在课后自主学习时难度较高，在脱离教师的梳理和引导下难以全面透彻理解知识。基于此种授课模式开展的控制系统仿真也往往偏向于验证性实验，不利于学生自主性和创新性能力培养，学生在课后学习实践性方面效率不足。

二、翻转教学改革措施

《MATLAB与控制系统仿真》虽然知识点繁多，但可依据教学大纲进行模块拆解，将课前、课中及课后学习任务进行合理分配，故翻转课堂教学方法能更好地契合本课程学习特点。

（一）自主性导向预习

课前预习是翻转课堂实施的必要前提，教师在上一次课程结束前应预留一定的时间（一般3-5分钟）用于布置下次课程提纲讲解和预习任务，在任务下达过程中应该突出预习重点，对知识分布和难点进行分解，并以宿舍或班级为单位将学生分组，教师为每组分配预习任务。每组设置小组长，负责为组内成员分配任务，可通过慕课、国内外高校网课等平台下载所需素材。在向学生下发预习任务的同时，教师需要提前筛选多个备选的学习站点，给出完整的预习任务清单。对于关键的矩阵操作与函数使用，教师应提前录制教学视频并给出演示例程，以提高学生预习效率。教师可通过网络平台预留预习小测试，学生完成后提交反馈，此种做法既便于教师及时掌握学生的预习状态，也可为预习工作增加考核的可量化性。此外，为了克服课堂时间限制，可充分利用线上任务布置方式，在课程开始前通过网络平台下发任务，充分实现学生的课前自主性导向预习。

（二）实战化编程

课中学习是翻转课堂教学和知识内化的关键步骤，也是实现课堂学习效率最大化的重点内容。课中学习可分为如下两个步骤：（1）实战化学习展示。此环节为课前预习的展示汇报环节，各小组成员依据前期分配的控制系统仿真算例任务进行演示报告。依据选课人数差异，每小组4-10人不等，组员间合理分工依次进行控制系统理论讲解、MATLAB操作演示、系统仿真展示等。倘若系统变量过多，仿真环节可依据模型功能进一步细化，或针对同一问题从多个角度多次分析。学生在进行任务准备与成果展示时会专注于课程知识，在完成任务自我成就感的激励下取得更好的学习效果。（2）现场编程训练。此门课程的最终目的是将理论与实践结合，熟练掌握基于MATLAB工具的控制系统仿真方法。当前实验设置主要侧重于验证性实验，在完成小组展示后，学生对于知识的熟悉度最高，此时教师可提前设计与此章节相关的控制系统算例，讓学生在课堂给定时间内进行MATLAB编程仿真训练，从实战化角度进一步加深对知识点的理解和应用能力。

（三）课后复习与多元化考核

当前学生的课后复习意识淡薄，往往会等到期末考试前才开始集中式的复习。传统考核方式大多在课程结束后进行，通常由期末考试成绩+平时成绩构成，且平时成绩占比往往较低。此种考核方式虽然可以满足基本教学要求，但容易使学生认为课程重点在期末的考察，从而忽视平时学习过程。为了提高学生在整个学习过程中对课程的重视程度，此处基于翻转课堂思想对课后复习与考核方式进行多元化改革，具体方法如下：（1）设置章节课后复习任务。为了避免期末集中考试时段学生的复习压力，需要在每章节学习后及时复习，权衡知识面覆盖性与学习集中性矛盾。作为一门实践与理论相互交叉的课程，课后除了需要练习MATLAB编程外，还需要加强对于控制系统理论的复习，教师在布置课后复习测试时需要兼顾理论强化与实验编程练习，并及时做好测试效果统计，以调整后续授课方法和进度安排。（2）加大平时成绩在最终课程得分的权重。传统考核方法中期末测试成绩占最终分数的权重过大（一般大于70%），此处将课程分数构成拆解为预习测试得分、现场展示与编程环节得分、课后复习测试环节得分及期末测试得分四个环节，占比分别为10%、20%、20%、50%。此种考核方式需要在课程开始之初明确公布，课程进行中要严格做好数据记录，在总成绩的激励之下使学生更加重视平时学习过程，进而提高知识的内化效果。

三、结语

《MATLAB与控制系统仿真》课程注重理论与实践统一，将翻转课堂教学理念应用于此课程，可以更好地培养学生学科认知、自主学习以及创新能力。课堂中通过课前自主性导向预习、课中实战化编程教学、课后多元化复习考核三个环节开展基于翻转课堂教学方法的课程改革，将学习主动权由教师转换为学生，能使学生具有更好的参与感和积极性，更好地适应新工科背景下电气自动化、仪器科学学科对综合学习能力的培养要求。

参考文献：

[1] 王佳庆，肖忠，王晓刚，等.基于MATLAB的水箱液位控制系统实验设计及教学实践[J].高教学刊，2020（8）.

[2] 单陇红，王凌浩，胡羽沫.基于MATLAB的教学改革研究—以控制工程基础课程为例[J].工业和信息化教育，2019（8）.

作者： 陶锴