铸“控制”魂 传“驭远”心——记北京高校优秀本科育人团队“自动控制原理本科育人团队”

点击数:    |    加入时间:2021-11-18

铸“控制”魂 传“驭远”心

——记北京高校优秀本科育人团队“自动控制原理本科育人团队”

通讯员 田婧瑶

我校自动化科学与电气工程学院王艳东教授领衔的“自动控制原理本科育人团队”荣获2021年度“北京高校优秀本科育人团队”。该奖项由北京市教委负责,旨在落实立德树人根本任务,巩固人才培养职责,深化教育教学改革,提升教师团队教学能力,每年评选一次。2021年北京市共有45个教学团队获该奖项。

自动控制原理本科育人团队(以下简称自控团队)面向全校13个学院开设自动控制原理理论或实验课程,每年超过2000人选课,课程受益面大。自控团队先后获得国家级教学成果奖5项、省部级教学成果奖6项;团队现有成员包括北京市师德先进个人1人、“长江学者奖励计划”青年学者岗位受聘者2人、国家优秀青年科学基金获得者2人和中国科协青年人才托举工程入选者2人等。

浇花浇根 育人育心

自控团队始终坚持立德树人的根本任务,紧密结合航空航天专业特色,面向新时代复合型人才的培养目标,不断提升政治素养和业务水平、优化团队人才梯队结构、注重教学改革与课程创新,形成了一支理想坚定、业务过硬、特色鲜明、梯队合理、爱岗敬业、甘于奉献的优秀教师队伍。

牢记使命 思政育人

自控团队成员中党员比例超过七成,多人在基层党支部中担任书记或支部委员,先后3人获评“校优秀共产党员”。为落实习近平总书记对加强新时代高校思想政治工作的要求,团队始终坚持为党育人,为国育才,将航空航天发展史、老一代科学家的奋斗史及身边的正能量有机融入教学,注重培养学生的爱国情怀,将课程思政元素以“基因式”植入教学过程,风行草偃,让学生在不知不觉中接受教育并内化为自身思想品质与道德准绳。

精神传承 积淀丰厚

自控团队源于北航自动调节原理教研室(1960)。第一代团队(1960-1988):创院大先生、北航立德树人终身成就奖文传源教授和王振钧、张洪钺、孙虎章等教授担任主讲教师,为全校控制与信息类学生授课;团队出版了教材“自动调节原理”(1965),完成了中央广播电视大学“自控”课程录像。第二代团队(1989-2018):程鹏教授、林岩教授先后任团队负责人,教学成果“现代控制理论课程体系改革与实践”获评国家教育教学成果二等奖(2005)。第三代团队(2019-至今):王艳东教授任团队负责人,自动控制原理课程于2019年在中国大学MOOC(慕课)国家精品课程在线平台上线,并于2020年入选首批国家级一流本科课程。

自动控制原理MOCC课程

梯队合理 结构稳定

目前,团队成员共20人,团队成员间相互协作,取长补短。老教师把握方向,传承经验;中年教师构建基础,榜样示范;青年教师锐意创新,续写新篇。整个团队学术传承深厚,教学质量稳定,充满干劲和活力,为打造《自动控制原理》国家一流本科课程奠定良好基础。

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课程团队教师

与时俱进 敢为人先

面向时代进步、专业发展对课程提出的新要求,团队与时俱进,注重课程内容的时代性与先进性,以教学改革促进教育创新。团队累计承担校级及以上教学改革项目25项,发表教学论文90余篇,编写教材10部(其中国家级规划教材3本),高教出版的“自动控制原理”教材发行量超过15万册。

出版的国家级规划教材

团队从教学理念、教学方法、教学手段、课程教材和应用实践等多方面不断提出创新举措以完善课程建设,定期组织教师与知名院校同行进行面对面教学经验交流,汲取丰富教学经验。为支撑不同专业培养要求、增强工作针对性,团队相继成立理论和实验教学组,相互协作,形成认知闭环,并在理论教学组中进一步细化分为自动化类和非自动化类,同时由经验丰富的退休老师组成顾问组定期督导团队教学工作。课程先后被评为:北京市精品课(2004)、国家级精品课(2006)、国家双语教学示范课(2009)和国家级一流本科课程(2020)。

科研育人 注重实践

近年来,团队成员承担包括自然基金在内的科研项目50余项,在先进飞行控制、运载器轨迹姿态协同控制、运动座载设备协调控制、大功率开关放大器设计等关键技术和领域取得了一系列原创性的科研成果。围绕科研成果支持教学育人的人才培养模式,团队注重“厚基础、重实践”,牢记人才培养的根本任务,以最新科研成果和实际工程项目为强力支撑,保证教学设计和教学内容与时俱进。引导学生树立实事求是的科学精神,在课程学习和动手实践中提升学生认知世界和改造世界的能力。为此,团队构建了“教学+科研”导师制,每位教师均长期担任本科生的学业导师,既是授课教师,又是学生科研导师,更是学生成长成才的引路人。

团队组织教学分组情况

课程特色

《自动控制原理》是“控制科学与工程”学科的本科核心专业课程,通过团队三代人的不断建设与改革,课程内容保持了学科发展的时代性与技术的先进性,授课方式融入了先进仿真手段、研究型教学、项目式教学、中英双语教学等新模式,使之焕发活力。

突出能力、注重素质,培养学生科学素养和工程师素质

采用基于理论、概念分析及数字仿真相结合的现代控制工程方法。强调数理基础知识的应用,培养深度分析和知识应用的能力,同时增加具有研究性和综合性的内容,让学生能体验到“跳一跳才能够得着”的学习挑战。

构建了基础实验和创新实验相结合的、面向工程的多层次实验教学体系,培养学生控制系统设计能力和软硬件协同能力。以工程的观点,培养学生具有系统、全局的观念,综合分析不同设计方法、不同指标之间的利弊,确定合理设计方案。

倒立摆系统、系统仿真

英文教学、国际视野,培养学生专业英语阅读和交流能力

团队2002年起开展双语教学探索,“《自动控制原理》国家双语教学示范课程建设”获批教育部教学改革项目,课程于2009年被评为国家双语教学示范课。2011年团队正式设立全英文教学班,已完成了10轮教学工作,选课人数超过300人。开展全英文教学以来,在促进学生熟悉英文授课方式,提升国际交流能力,储备具有国际化视野的本土人才等方面取得了良好的效果。

由易入难、由简入繁,构建了以能力达成为导向的分层次实验教学体系

实验主要以任务方式提供,以设计指标和用户需求为主,培养学生分析问题解决问题的能力。实验内容注重体验过程,在过程中深化对知识的理解、锻炼能力、提高素质。实验内容设计中体现课程的发展性、个性化与挑战度。内容具有进阶性,由易入难、由简入繁,学生通过不断学习与训练递进达到课程的更高级别。开发的《自动控制原理》实验系统,已经连续14年成功用于全校的13个院系,累计超过20万人/学时,并成功推广到清华大学(20套)、北京交通大学(30套)以及山东、河南等地的省部级高校。

自动控制原理、自动化联合实验室

自动控制原理实验系统

虚实融合、远程教学,虚拟仿真实验平台支撑学生随时随地开展课程实践

利用先进的建模仿真技术,开发了一系列创新型实验,构建了时空融合的云实验教学模式。完成了面向混合虚拟仿真教学的泛在云实验平台建设,为实践教育提供了有力的支撑。

基于数字孪生的自动控制原理实验平台设计

以赛促练、赛课合一,充分利用第二课堂开展实践创新教育

团队教师针对本科生不同阶段对知识和能力不同要求,以数学建模大赛和“驭远”机器人大赛为抓手,搭建“课赛阶梯式融合”大课堂,指导的学生多次在“恩智浦杯”及“AB杯”全国大学生自动化系统应用大赛中获奖。

大赛部分获奖证书

一直以来,团队始终坚持以学生为中心,不断改进教学方法和教学手段,重视人才培养和教育教学改革,每年学生评价得优率均高于院校两级平均水平,受到学生们的广泛认可。同学们对“自动控制原理”相关课程给出了诸如“课堂氛围轻松活跃,让我体会到了这门课的乐趣”“实验课程和理论课程相结合,让我们更加深入地理解了课本上的内容,而不只是‘纸上谈兵’了”“提前预习线上的MOOC课程,能让我更轻松地跟上老师的上课节奏”“全英文课程确实是一种挑战,但通过老师生动而全面的教学,我不仅收获了课程知识,也极大程度上提高了英语应用能力”的充分肯定。

第四届驭远机器人大赛

六十多年来,团队始终坚持立德树人的根本任务,铸“控制”灵魂,传“驭远”初心,不断发挥团队特色和优势,围绕课程建设主阵地,贯彻落实面向学生学习成果的理念,实现课程具有“高阶性、创新性及挑战度”的目标,发挥团队教师在教书育人中的主力军作用。今后,团队还将继续加强教师队伍、教材建设,改善教学内容、方法和手段,深化实践创新教育,进一步提高整体育人水平,为人才培养和科技进步注入新的动力。

(审核:曹庆华)

编辑:贾爱平


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