鑄“控制”魂 傳“馭遠”心
——記北京高校優秀本科育人團隊“自動控制原理本科育人團隊”
我院王豔東教授領銜的“自動控制原理本科育人團隊”榮獲2021年度“北京高校優秀本科育人團隊”。該獎項由北京市教委負責,旨在落實立德樹人根本任務,鞏固人才培養職責,深化教育教學改革,提升教師團隊教學能力,每年評選一次。2021年北京市共有45個教學團隊獲該獎項。
自動控制原理本科育人團隊(以下簡稱自控團隊)面向全校13個學院開設自動控制原理理論或實驗課程,每年超過2000人選課,課程受益面大。自控團隊先後獲得國家級教學成果獎5項、省部級教學成果獎6項;團隊現有成員包括北京市師德先進個人1人、國家級青年人才4人等。

澆花澆根 育人育心
自控團隊始終堅持立德樹人的根本任務,緊密結合航空航天專業特色,面向新時代複合型人才的培養目标,不斷提升政治素養和業務水平、優化團隊人才梯隊結構、注重教學改革與課程創新,形成了一支理想堅定、業務過硬、特色鮮明、梯隊合理、愛崗敬業、甘于奉獻的優秀教師隊伍。
牢記使命 思政育人
自控團隊成員中黨員比例超過七成,多人在基層黨支部中擔任書記或支部委員,先後3人獲評“校優秀共産黨員”。為落實習近平總書記對加強新時代高校思想政治工作的要求,團隊始終堅持為黨育人,為國育才,将航空航天發展史、老一代科學家的奮鬥史及身邊的正能量有機融入教學,注重培養學生的愛國情懷,将課程思政元素以“基因式”植入教學過程,風行草偃,讓學生在不知不覺中接受教育并内化為自身思想品質與道德準繩。

精神傳承 積澱豐厚
自控團隊源于北航自動調節原理教研室(1960)。第一代團隊(1960-1988):創院大先生、北航立德樹人終身成就獎文傳源教授和王振鈞、張洪钺、孫虎章等教授擔任主講教師,為全校控制與信息類學生授課;團隊出版了教材“自動調節原理”(1965),完成了中央廣播電視大學“自控”課程錄像。第二代團隊(1989-2018):程鵬教授、林岩教授先後任團隊負責人,教學成果“現代控制理論課程體系改革與實踐”獲評國家教育教學成果二等獎(2005)。第三代團隊(2019-至今):王豔東教授任團隊負責人,自動控制原理課程于2019年在中國大學MOOC(慕課)國家精品課程在線平台上線,并于2020年入選首批國家級一流本科課程。

自動控制原理MOCC課程
梯隊合理 結構穩定
目前,團隊成員共20人,團隊成員間相互協作,取長補短。老教師把握方向,傳承經驗;中年教師構建基礎,榜樣示範;青年教師銳意創新,續寫新篇。整個團隊學術傳承深厚,教學質量穩定,充滿幹勁和活力,為打造《自動控制原理》國家一流本科課程奠定良好基礎。

課程團隊教師
與時俱進 敢為人先
面向時代進步、專業發展對課程提出的新要求,團隊與時俱進,注重課程内容的時代性與先進性,以教學改革促進教育創新。團隊累計承擔校級及以上教學改革項目25項,發表教學論文90餘篇,編寫教材10餘部(其中國家級規劃教材3本),高教出版的“自動控制原理”教材發行量超過15萬冊。

出版的國家級規劃教材
團隊從教學理念、教學方法、教學手段、課程教材和應用實踐等多方面不斷提出創新舉措以完善課程建設,定期組織教師與知名院校同行進行面對面教學經驗交流,汲取豐富教學經驗。為支撐不同專業培養要求、增強工作針對性,團隊相繼成立理論和實驗教學組,相互協作,形成認知閉環,并在理論教學組中進一步細化分為自動化類和非自動化類,同時由經驗豐富的退休老師組成顧問組定期督導團隊教學工作。課程先後被評為:北京市精品課(2004)、國家級精品課(2006)、國家雙語教學示範課(2009)和國家級一流本科課程(2020)。
科研育人 注重實踐
近年來,團隊成員承擔包括自然基金在内的科研項目50餘項,在先進飛行控制、運載器軌迹姿态協同控制、運動座載設備協調控制、大功率開關放大器設計等關鍵技術和領域取得了一系列原創性的科研成果。圍繞科研成果支持教學育人的人才培養模式,團隊注重“厚基礎、重實踐”,牢記人才培養的根本任務,以最新科研成果和實際工程項目為強力支撐,保證教學設計和教學内容與時俱進。引導學生樹立實事求是的科學精神,在課程學習和動手實踐中提升學生認知世界和改造世界的能力。為此,團隊構建了“教學+科研”導師制,每位教師均長期擔任本科生的學業導師,既是授課教師,又是學生科研導師,更是學生成長成才的引路人。

團隊組織教學分組情況
課程特色
《自動控制原理》是“控制科學與工程”學科的本科核心專業課程,通過團隊三代人的不斷建設與改革,課程内容保持了學科發展的時代性與技術的先進性,授課方式融入了先進仿真手段、研究型教學、項目式教學、中英雙語教學等新模式,使之煥發活力。
突出能力、注重素質,培養學生科學素養和工程師素質
采用基于理論、概念分析及數字仿真相結合的現代控制工程方法。強調數理基礎知識的應用,培養深度分析和知識應用的能力,同時增加具有研究性和綜合性的内容,讓學生能體驗到“跳一跳才能夠得着”的學習挑戰。
構建了基礎實驗和創新實驗相結合的、面向工程的多層次實驗教學體系,培養學生控制系統設計能力和軟硬件協同能力。以工程的觀點,培養學生具有系統、全局的觀念,綜合分析不同設計方法、不同指标之間的利弊,确定合理設計方案。



倒立擺系統、系統仿真
英文教學、國際視野,培養學生專業英語閱讀和交流能力
團隊2002年起開展雙語教學探索,“《自動控制原理》國家雙語教學示範課程建設”獲批教育部教學改革項目,課程于2009年被評為國家雙語教學示範課。2011年團隊正式設立全英文教學班,已完成了10輪教學工作,選課人數超過300人。開展全英文教學以來,在促進學生熟悉英文授課方式,提升國際交流能力,儲備具有國際化視野的本土人才等方面取得了良好的效果。
由易入難、由簡入繁,構建了以能力達成為導向的分層次實驗教學體系
實驗主要以任務方式提供,以設計指标和用戶需求為主,培養學生分析問題解決問題的能力。實驗内容注重體驗過程,在過程中深化對知識的理解、鍛煉能力、提高素質。實驗内容設計中體現課程的發展性、個性化與挑戰度。内容具有進階性,由易入難、由簡入繁,學生通過不斷學習與訓練遞進達到課程的更高級别。開發的《自動控制原理》實驗系統,已經連續14年成功用于全校的13個院系,累計超過20萬人/學時,并成功推廣到清華大學(20套)、北京交通大學(30套)以及山東、河南等地的省部級高校。


自動控制原理、自動化聯合實驗室


自動控制原理實驗系統
虛實融合、遠程教學,虛拟仿真實驗平台支撐學生随時随地開展課程實踐
利用先進的建模仿真技術,開發了一系列創新型實驗,構建了時空融合的雲實驗教學模式。完成了面向混合虛拟仿真教學的泛在雲實驗平台建設,為實踐教育提供了有力的支撐。

基于數字孿生的自動控制原理實驗平台設計
以賽促練、賽課合一,充分利用第二課堂開展實踐創新教育
團隊教師針對本科生不同階段對知識和能力不同要求,以數學建模大賽和“馭遠”機器人大賽為抓手,搭建“課賽階梯式融合”大課堂,指導的學生多次在“恩智浦杯”及“AB杯”全國大學生自動化系統應用大賽中獲獎。

大賽部分獲獎證書
一直以來,團隊始終堅持以學生為中心,不斷改進教學方法和教學手段,重視人才培養和教育教學改革,每年學生評價得優率均高于院校兩級平均水平,受到學生們的廣泛認可。同學們對“自動控制原理”相關課程給出了諸如“課堂氛圍輕松活躍,讓我體會到了這門課的樂趣”“實驗課程和理論課程相結合,讓我們更加深入地理解了課本上的内容,而不隻是‘紙上談兵’了”“提前預習線上的MOOC課程,能讓我更輕松地跟上老師的上課節奏”“全英文課程确實是一種挑戰,但通過老師生動而全面的教學,我不僅收獲了課程知識,也極大程度上提高了英語應用能力”的充分肯定。

第四屆馭遠機器人大賽
六十多年來,團隊始終堅持立德樹人的根本任務,鑄“控制”靈魂,傳“馭遠”初心,不斷發揮團隊特色和優勢,圍繞課程建設主陣地,貫徹落實面向學生學習成果的理念,實現課程具有“高階性、創新性及挑戰度”的目标,發揮團隊教師在教書育人中的主力軍作用。今後,團隊還将繼續加強教師隊伍、教材建設,改善教學内容、方法和手段,深化實踐創新教育,進一步提高整體育人水平,為人才培養和科技進步注入新的動力。