新工科背景下控制类专业实践教学改革探索

摘  要：围绕新工科背景下控制类专业实践教学改革展开研究。通过对控制类专业实践教学现状的分析，提出综合的教学改革方案，包括融入课程思政、构建实践课程体系以及深化实践基地合作模式。在实施阶段，积极引导学生参与真实的工程项目，加强实践能力培养，提高人才培养质量。通过教学效果评估，为教学改革的持续优化和提升提供参考依据。

关键词：新工科;控制类专业;实践教学;教学改革;人才培养

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）03-0052-04

Abstract： This paper focuses on the research of practical teaching reform in control engineering specialty under the background of new engineering education. By analyzing the current situation of practical teaching in control engineering， a comprehensive teaching reform plan is proposed， including integrating ideological and political education into the curriculum， constructing a practical course system， and deepening the cooperation with practical bases. In the implementation stage， universities actively guide students to participate in real engineering projects to strengthen their practical skills and improve the quality of talent cultivation. Through the evaluation of teaching effects， it is found that the practical teaching reform has a positive impact on enhancing students' practical abilities and improving the quality of talent cultivation.

Keywords： New Engineering; control engineering major; practical teaching; teaching reform; talent cultivation

随着国家实施“一带一路”“中国制造2025”“互联网+”和“新工科”等战略，高等工程教育和控制类专业的培养面临前所未有的挑战与机遇。新兴科技的不断涌现使得控制类专业在自动化、智能控制、机器人技术等领域的重要性日益凸显，对应毕业生的需求不断增加。然而，传统的教学模式已难以适应新时代的要求，控制类专业实践教学面临许多挑战与问题。

新工科强调跨学科融合、产学研结合、创新创业能力培养，这意味着传统的教学模式必须深刻转变[1]。控制类专业作为工程类人才的重要组成部分，其实践教学必须与新工科理念相结合，寻求更加创新的教学改革方案。目前，控制类专业实践教学面临一系列问题，包括教学方法单一、手段陈旧、理论与实践脱节等。传统的授课和实验教学过于注重理论知识的灌输，缺乏对真实工程环境的模拟和实际操作的培养，导致毕业生在实践能力和创新精神方面存在欠缺。此外，控制类专业涉及的技术领域不断发展，传统教学内容可能已滞后于实际需求，需要教学改革与行业发展同步。

因此需要深刻转变控制类专业的实践教学模式。改革方案将注重提升学生的实践能力和人才培养质量，融入课程思政和改革实践课程体系，并深化实践基地合作模式。通过实施与评估，探讨改革的必要性、可行性和可能遇到的挑战，总结经验与教训，为未来教学改进和专业教学改革提供启示和建议。

一  控制类专业实践教学现状与新工科发展趋势

（一）  控制类专业实践教学现状

控制类专业的实践教学包括实验教学和工程实践，然而目前存在一些问题和局限性。实验教学过于注重基础实验，缺乏与实际工程项目相关的高级实验，影响学生实际应用能力。实验设备和实验室条件相对滞后，无法满足学生的实践需求。实践教学还局限于校内资源，缺乏与企业和行业的深度合作，使得学生与实际工程项目脱节，难以了解真实行业的发展动态。改进控制类专业实践教学需注重增加与实际项目相关的高级实验、提升实验设备与实验室条件，加强校企合作，以培养更具实践经验的专业人才。

（二）  新工科发展趋势

新工科作为适应时代发展和产业需求的重要举措，强调跨学科融合、产学研结合、创新创业能力培养，旨在培养更具综合能力和创新精神的工程人才。在国家重大战略的推动下，我国正加速从制造大国转变为制造强国，对高素质、创新型的工程人才的需求日益增加[2]。

在当前的工程教育中，面临多方面的挑战。传统的教学模式和课程设置往往偏重理论知识灌输，缺乏实践教学的机会，学生难以真正接触到实际工程项目，缺乏与行业接轨的机会。同时，信息技术的迅猛发展也对工程教育提出了新要求，如人工智能、大数据等新兴技术的兴起，需要及时调整课程内容，跟上时代的步伐。针对这些问题和挑战，控制类专业的实践教学改革亟需从多个方面入手，以满足新工科建设和培养适应国家需求的高素质人才的要求。

为满足新工科建设和培养适应国家需求的高素质人才的要求，改革方案应注重提升学生的实践能力和人才培养质量。一方面，可以引入跨学科课程或相关选修课程，让学生接触更广泛的知识领域，培养其解决复杂问题的能力;另一方面，应加强学校与企业、科研机构的合作，开展联合项目，让学生在实际工程项目中实践应用所学知识。同时，改善实验教学设备和实验室条件，保证其与时俱进，提供更好的学习环境和实践机会。此外，教师在实践教学过程中要转变教学角色，成为学生的学习引导者和实践导师，帮助学生在实践中不断成长和发展。

综上，在新工科背景下，控制类专业实践教学改革的重要性和迫切性不容忽视。通过加强跨学科融合与创新创业能力培养，与企业合作提供实践机会，改善实验教学条件，引入多样化教学方法，我们有信心培养更多具有综合能力和创新精神的优秀控制类专业人才，为国家的发展和创新作出更大贡献。

二  教学改革方案方法探索

为了满足新工科建设和培养适应国家需求的高素质人才的要求，控制类专业实践教学的改革势在必行。本部分将从培养目标和定位、教学内容整合与创新以及实践基地合作模式深化三个方面，设计一个综合的教学改革方案。

（一）  培养目标和定位

在新工科背景下，控制类专业的培养目标应更加注重学生综合素质的培养，强调跨学科融合和创新能力的提升。同时，也要关注国家产业发展的需求，确保毕业生在毕业后能够顺利就业并为国家的工程建设和技术创新作出贡献。

国家需求与高素质人才培养：随着“一带一路”“中国制造2025”等重大倡议、战略的实施，对高素质工程人才的需求日益增长。毕业生应具备宽广的学科知识基础，能够跨学科进行融合创新，解决复杂的实际工程问题。因此，控制类专业实践教学的改革应该注重培养学生的综合能力，包括工程设计与开发能力、团队合作能力、创新创业能力等。

控制类专业实践能力要求：控制类专业的实践能力包括实验技能和工程实践能力。在实验教学方面，学生应具备独立完成实验的能力，能够准确操作实验设备、采集数据、分析结果，并能从实验中得出有效的结论。在工程实践方面，学生应具备解决实际工程问题的能力，能够独立进行工程设计与开发，并具备项目管理和团队协作的能力。

（二）  教学内容整合与创新

为了更好地培养学生的综合能力和创新精神，控制类专业实践教学需要进行内容整合与创新。这包括融入课程思政、构建实践课程体系以及开展创新性实践活动。

1  融入课程思政

教育的本质在于塑造人的品质和价值观，使学生成为有道德、有担当、有责任感的公民。在新工科背景下，控制类专业实践教学不仅需要培养学生的技术能力，更应关注学生的思想道德建设，增强其社会责任感和国家意识。因此，将课程思政融入控制类专业实践教学显得尤为重要。

首先，融入课程思政有助于引导学生树立正确的价值观和世界观。在控制类专业实践教学中，学生将接触到各种技术和工程问题，而如何处理这些问题与社会伦理、人文关怀密切相关。通过融入课程思政，教师可以引导学生在实践中思考，使他们懂得技术发展要以人为本，要关注环境保护、社会公平等课题。例如，在控制类专业的智能车设计项目中，教师可以让学生思考如何通过技术创新解决交通拥堵问题，提高交通效率，从而造福社会。其次，融入课程思政可以培养学生的社会责任感。控制类专业的发展与国家经济建设和社会进步紧密相关，学生在实践中需要了解其专业所承担的社会责任。通过课程思政，可以引导学生关注国家重大战略，如“一带一路”倡议，让他们明白自己所从事的工程实践与国家发展目标息息相关。例如，在智能家居控制系统设计项目中，教师可以引导学生关注节能减排和智能化家居的社会效益，激发学生对绿色环保和智能科技的认识。此外，融入课程思政可以加强学生的创新精神和实践能力。在控制类专业实践教学中，学生需要面对各种实际问题和挑战，这需要他们有勇于创新的精神和坚韧的实践能力。通过课程思政，可以启发学生对工程实践的深刻思考，鼓励他们勇于尝试，敢于创新。例如，在无人机控制系统设计项目中，教师可以鼓励学生尝试不同的控制算法，鼓励他们勇于创新，不断探索和改进。

融入课程思政的方法可结合具体实践项目，将思政教育内容融入其中。可通过案例分析、课堂讨论、实践报告等方式，引导学生思考和讨论与技术相关的伦理、社会问题。同时，可以组织学生参观工程项目现场，了解真实的社会工程问题，让他们在实践中感受到工程技术对社会发展的影响。还可以邀请行业专家和社会活动人士来校进行讲座，让学生听取专家的建议和经验，加深对社会责任的认识。

通过引导学生树立正确的价值观，培养他们的社会责任感和创新精神，我们可以培养更加全面、有担当的控制类专业人才，为国家的工程建设和科技创新作出更大的贡献。融入课程思政使得控制类专业的实践教学更有意义，对学生的综合素质提升有着深远的影响。

2  构建实践课程体系的框架

构建实践课程体系是控制类专业实践教学改革的重要任务之一。一个合理的实践课程体系可以帮助学生系统地学习和掌握实践技能，培养他们的工程实践能力和综合素质。完整的实践课程体系包括基础实验、高级实验和工程实践等环节。

基础实验环节是控制类专业实践教学的起点，在这个环节学生将学习和掌握专业实验的基本技能和方法。该环节可以包括电路实验、控制系统实验、信号处理实验等。例如，在电路实验中，学生可以学习电路的基本原理、常用电路元件的性质以及基本电路的搭建和测量。这个环节的目的是让学生打下实验技能的基础，为后续的实践活动做好准备。

高级实验环节是基础实验环节的延伸，通过这个环节，学生将进一步学习和掌握实验设计和数据处理的技能。高级实验环节可以包括控制系统设计实验、信号处理实验、模拟仿真实验等。例如，在控制系统设计实验中，学生可以学习控制系统的设计原理、控制算法的选择与优化以及实验系统的搭建与测试。这个环节的目的是培养学生独立设计实验方案、分析实验结果的能力。