现代控制理论课程自标达成情况评价方法探讨

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2025）12-0097-04

Abstract：Evaluatingtheachievementofcourseobjectivesisanimportantpartoftalentcultivation.Theevaluationresults cananalyzestudents‘specificmasteryofcourseknowledgepoints，whichiscrucialforimprovingthequalityofcourseteaching， continuouslyimprovingteaching methodsandcontent.Basedonthis，thispaperdesignsanevaluationmethodfortheachievement ofcourseobjectivesforthe32classhoursteachingmaterialsof"ModernControlTheory"intheautomationmajor.Themain approachistodividethecourseobjectivesintohomeworkobjectivesandtestpaperobjectives.Regularhomeworkisclssified accordingtothecourseobjectivecontentandcorespondinglydividedintothreeobjectives.Atthesametime，thetestquestions arealsoclasifiedaccordingtothecourseobjectivecontentandcorrspondinglydividedintothreeobjectives.Finally，the evaluationresultsareanalyzedaccordingtothecoursebjective=0.3homeworkobjective+0.7testpaperobjective.Thismethod canreflectstudents'masteryofcourseknowledgepointsinamoresubtleway，andhasthevalueofgeneralcoursereference analysis.

Keywords：Modern Control Theory；course objectives；achievement status；graduationrequirements； evaluation

现代控制理论是本科自动化专业、研究生控制学科与电子信息类的一门专业基础课程，主要讲述线性系统的模型、结构、反馈和最优设计等方面的内容，是在空间技术的发展需求下产生的一门知识。本课程针对自动化专业本科生设计是32课时，研究生是48课时，主要内容包含线性定常系统状态空间模型的建立、线性系统方程的解（运动分析）线性系统能控性与能观性分析、李雅普诺夫稳定性分析和线性系统的综合设计（极点配置、镇定、状态观测器）-。

本课程教学使学生具有利用状态方程描述、分析系统的能力，具备解决实际工程问题的基本能力-；为学生从事自动化、系统与控制科学领域的科学研究与技术开发奠定必要的理论基础，也使学生能够理解理论来源于实践、实践是检验真理的唯一标准等科学论断，夯实辩证唯物思想的人生观、价值观7-8。基于此，为了评价学生通过课程教学是否具备这样的能力，就需要按照一定的评价方法对课程目标达成情况进行评价。

课程目标达成情况评价是人才培养的重要环节，评价结果可以分析出学生对课程知识点的具体掌握情况，这对于提升课程教学质量、持续改进教学方法和内容至关重要，也是衡量学生是否达到专业毕业要求的重要依据[9-12]。

基于此，本文针对四川轻化工大学（简称"本校"）自动化专业现代控制理论32课时的教学资料（包括平时作业和期末试卷），设计课程目标达成情况评价方法，主要是将课程目标分为作业目标和试卷目标，其中将5次作业按照课程自标内容对应划分成三个自标，同时将试卷的9道题也按照课程目标内容对应划分成三个目标，最后按照课程自标 ：=0.3× 作业目标 试卷目标的评价结果进行分析。

一课程目标

本校自动化专业2020级现代控制理论课程大纲课程目标设计如下。

课程目标1：能够利用状态空间相关基本概念描述自动化复杂工程问题，能够理解李雅普诺夫稳定性相关概念，能够理解、应用状态空间表达式描述多种类型系统。

课程目标2：能够求解系统的矩阵指数和时间响应，能够理解和分析系统的状态可控性和状态可观性，能够利用李雅普诺夫稳定性方法分析系统的稳定性。

课程目标3：针对自动化复杂工程问题的系统，能够构建系统的状态反馈和状态观测器结构，能够提出系统的合适控制目标，并利用极点配置方法实现系统的状态反馈或状态观测器设计。

课程目标4：能够理解理论来源于实践、实践是检验真理的唯一标准等科学论断，能够实事求是、理论联系实际地分析和解决问题；能够领悟到国家意识和家国情怀，了解行业特点和地域分布，在工程实践中求真务实、不断进取，自觉响应国家政策，履行社会责任。

该课程的课程目标与毕业要求对应关系设计见表1。

本文设计课程目标1对应自动化复杂工程问题的工程知识；课程目标2对应自动化复杂工程问题的分析；课程目标3对应自动化复杂工程问题的解决方案和设计过程；课程目标4对应自动化复杂工程问题的课程思政和职业规范。需要说明的是目标4（思政目标）的分析由整个专业课程共同完成，各课程在教学过程中体现，不参与独立课程目标达成情况的分析。

二 评价方法

本文设计将现代控制理论课程目标分为作业目标和试卷目标。

（1） 作业目标评价

根据课程的教学内容，设计课程作业分为5次：作业1（线性定常系统状态空间模型）作业2（线性系统方程的解）作业3（线性系统能控性与能观性）作业4（季雅普诺夫稳定性方法）作业5（极点配置与状态观测器设计）。

为对应课程目标，本文设计三个作业目标： 基础和模型； 系统分析； 系统设计。设计平时作业和作业目标的评价方法见表2。

其中，每次作业按照100分计算。

作业目标1（基础和模型）主要是能够利用状态空间相关基本概念描述线性系统，同时能够理解李雅普诺夫稳定性相关概念。作业目标评价中包含“作业 4×0.2 7是因为该章知识点重点是在理解李雅普诺夫稳定性概念的基础上进行第一、二方法的分析，所以按照知识点偏重分配了0.2的作业系数。

作业目标2（系统分析）主要是在状态空间模型的基础上进行系统性能分析，包括系统方程求解、能控与能观性分析、李雅普诺夫稳定性方法分析。同样作业目标评价中包含“作业 4×0.8 是因为知识重点是第一、二方法的分析，为此进行了0.8的作业系数分配

作业目标3（系统设计）主要是构建系统的状态反馈和状态观测器结构，由作业5独立构成。

（二） 试卷目标评价

根据课程知识点，设计考试卷分为9题：题1（状态空间模型1）题2（状态空间模型2）题3（状态转移矩阵）题4（系统方程求解）题5（传递函数矩阵）题6（能控能观判断）题7（第一方法）题8（第二方法）题9（状态反馈或状态观测器设计）。

同样，为对应课程目标，本文设计三个试卷目标： 基础和模型； 系统分析； 系统设计。设计试题和试卷目标的评价方法见表3。

试卷目标1（基础和模型）主要是考核状态空间的描述方法，主要包含RLC电路、微分方程、传递函数矩阵等知识点，卷面分配30分左右。

作业目标2（系统分析）主要是考核状态空间模型性能分析，包含状态转移矩阵、方程求解、能控能观分析、稳定性分析方法，卷面分配58分左右。

作业目标3（系统设计）主要是考核极点配置或状态观测器的设计，卷面分配12分左右。

（三） 课程目标评价

本文设计，课程目标 i=0.3× 作业目标 i+0.7× 试卷目标 i ；课程目标 ：=0.4× 课程目标 1+0.5× 课程目标 2+0.1× 课程目标3。

依据作业目标与试卷目标的评价方法，课程目标达成情况评价计算示例如下。

假设某同学5次作业分数分别为：90，95，95，95，95分。期末考试中支撑目标1的分值30分，某学生得分22分；支撑目标2的分值58分，该学生得分47分，支撑目标3的分值12分，该学生得分11分。该学生的课程目标1的达成情况为

同理，可得目标2、3的达成值分别为0.81和 0.91 。

则该学生课程总目标的达成情况为

0.79×0.4+0.81×0.5+0.91×0.1=0.812

除此之外，考虑到教学内容变化情况，课程目标的达成情况评价方法可参考表4。