OBE教育理念下的自动控制原理课程教学改革探讨共6.pdf

OBE教育理念下的自动控制原理课程教学改革探讨

在电气工程及其自动化专业中，《自动控制原理》是一门核心基础课程，

也是日后从事电气行业的学生在工业过程控制与优化设计的理论依据。就课程本

身而言，在传统教学中普遍认为该课程知识覆盖面广、理论性和抽象性强、工程

应用背景突出、数学模型多而复杂、计算量大等问题，导致学生不易理解，掌

握效果不佳[1-2]；但经过大量的调查问卷数据统计发现，该课程学习难度大的

最大问题在于学生不明白学习这门课程能做什么，加上课程本身的难度系数较高，

学生才敬而远之，因此本文提出一种《自动控制原理》课程的教学改革方案。该

方案结合当前贯穿于我国工程教育改革和工程教育认证体制之中的OBE教育理念，

针对上述《自动控制原理》课程教学过程存在的问题，探讨《自动控制原理》课

程改革模式，以最终学习成果为起点，反向进行课程设计，开展教学活动。

1课程需求分析

OBE是产出导向教育(Outcomes-basedEducation)的简称，于1981年由Spady

等人提出，其核心理念是以学生为中心，聚焦于学生受教育后能产出什么、围绕

实现预期的学习效果持续改进教育活动、教育过程和课程设计，该理念代表了工

程教育改革的方向和工程教育认证标准[3]，现已成为美国、英国、加拿大等国

家教育改革的主流理念，同时该理念也被纳入了工程教育认证《华盛顿协议》并

被大多数成员国采取使用。我国于2016年6月2日在国际联盟大会上以全票通

过成为《华盛顿协议》的第18个正式成员，全面接受OBE的教育理念，该理念将

更加深远的影响我国高等教育[3]。

根据上述的OBE教育核心理念可知，对于《自动控制原理》课程的教学改革

的关键在于定义学生的学习产出即学生能做什么。基于OBE工程教

第1页

育认证的12条毕业能力要求及课程规划[4]，《自动控制原理》课程设计需培

养的主要能力包括：

（1）掌握工程知识，将工程基础理论和专业知识应用于解决工程问题（毕

业要求1）。

（2）具有问题分析能力，能够应用工程科学的基本原理，识别、表达得到

结论（毕业要求2）。

（3）具有设计/开发解决方案的能力，综合运用自动控制理论和技术手段

设计复杂控制系统、部件或控制方法，并能够在设计环节体现创新意识（毕业要

求3）。

（4）具备研究能力，能够基于自动控制原理课程中的科学原理，采用科

学方法对复杂工程问题进行研究，包括实验设计、分析和解释数据，通过信息综

合得到合理有效的结论（毕业要求4）。

这些能力的培养需要能够比较清楚的描述学生所学专业最具有竞争优势的领

域，以及毕业后经过一段时间的实践，在正常情况下未来在社会上从事什么行业，

成为什么人才。明确《自动控制原理》课程在毕业要求中的作用，直接与毕业要

求联系起来，不仅使老师清楚“为什么教”，更让学生明白“为什么学”，解决

当前大？W生学习目标迷茫的问题。

2传统课程教学模式

传统的《自动控制原理》课程采用“理论+实验”的教学模式。在理论课的

教学方法上，采用课堂讲授，课后自学，课堂讨论等教学

形式。其中课后自学主要以习题作业为主，学生为了完成作业而完成，没有任何

的主动性，或许传统意义上调动学生学习积极性的另一种方法就是考试得高分，

然而纸上谈兵的历史教训需要谨记，工程专业的人才培养目标描述很清楚，要培

养实用型人才，因此传统的理论教学模式已不能够满足当前的毕业要求。

第2页

在实验课的教学方法上，传统的《自动控制原理》实验教学存在理论与实验

脱节的问题，实验基本原理的理论性薄弱、单一，综合性实验数量有限，而且实

验设计存在严重的教条性，传统的实验教学方式是学生照葫芦画瓢的按照老师的

操作完成实验，对实验原理、步骤和方法完全置若罔闻，缺乏主动思考，实验效

果大打折扣。学生简单的系统分析都没有，只是生搬硬套，复杂的控制系统分析

以及校正设计更是无从谈起，因此基于OBE理念所要求的设计