劉維

摘 要：本文力求對電氣及自動化專業(yè)控制類相關(guān)課程關(guān)系，結(jié)合控制類課程的問題進行深入的分析與研究，從教學內(nèi)容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐，將對課程設置改革提出可行性建議。

關(guān)鍵詞：電氣自動化； 課程； 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2013）07-120-001

本項目探討了如何更新和重組控制理論相關(guān)課程的教學內(nèi)容，保證教學內(nèi)容的系統(tǒng)性、先進性和實用性，以適應形勢發(fā)展的需要。提出如何學習和掌握這些課程，包含“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等控制類課程的教學內(nèi)容的一些方法和措施。

一、教學課程設置內(nèi)容的改革

1.教學設計

近年來，不斷更新觀念，壓縮精簡陳舊過時的教學內(nèi)容，加強現(xiàn)代理論及現(xiàn)代方法的內(nèi)容，很好地解決先修課程和后續(xù)課程的銜接問題，避免內(nèi)容的重復，進一步優(yōu)化課程體系。建立一套適應性強的包括理論講授、計算機輔助設計、實踐教學和強化訓練等方面在內(nèi)的全方位教學新體系。

2.教學方法

將課堂教學、實驗教學、課程研討、網(wǎng)絡教學等有機地結(jié)合起來，并充分利用多媒體教學手段提高教學效率、創(chuàng)造視覺的新感受、激發(fā)學生的學習興趣和熱情。內(nèi)容取材時，不僅體現(xiàn)控制理論課程內(nèi)知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，還體現(xiàn)課程群之間的相互關(guān)系。

3.教學手段

在教學組織過程中，積極采用現(xiàn)代信息技術(shù)改進傳統(tǒng)的教學手段，在多媒體教學、網(wǎng)絡課程等方面努力探索。統(tǒng)一制作“自動化概論”、“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運動控制理論”、“過程控制理論”、“計算機控制”電子教案和CAI課件，并將授課課件發(fā)布在課程網(wǎng)頁上，可供學生課余預習、瀏覽、復習等。另外，教學大綱、授課計劃、實驗指導書、學習指導以及教材和參考文獻均可通過網(wǎng)絡方便查閱。

4.教學改革與教學研究

精簡教材和教學內(nèi)容，教學組定期進行集體備課，加大對該課程與前后各門課程之間的銜接研究，避免內(nèi)容上的重復，使其與其他相關(guān)課程融合為一個有機的整體。建設可用于大多數(shù)工科專業(yè)的“控制理論”平臺課程。不斷改進和完善本課程的新體系結(jié)構(gòu)，充分體現(xiàn)其基礎性、應用性、前沿性和系統(tǒng)性；配合新的教材和課程體系，研究并建立配套的新實驗體系，強化自主性、設計性、綜合性和創(chuàng)新性；以MATLAB軟件為基礎，構(gòu)造開放式小車倒立擺綜合實驗平臺，將分析、設計、仿真、虛擬實驗、模擬實驗融為一體；開發(fā)先進的多媒體課件，將MATLAB平臺和虛擬實驗融入到教學過程中，使教學更為直觀生動，更具趣味性和吸引力；完善了課程網(wǎng)站，完成了課程輔助教材的修改和編寫，各類題庫建設、網(wǎng)絡統(tǒng)計功能、遠程教學管理系統(tǒng)、虛擬實驗內(nèi)容的擴展及網(wǎng)絡版的開發(fā)等；使其真正成為學生自主學習、師生互動、雙向交流的園地；教考分離，采用試題庫出題，統(tǒng)一考試，流水閱卷，考后進行詳細的試卷分析。

二、教學實踐課程改革

實踐性教學環(huán)節(jié)是學生能力培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。工科學生除要掌握一定的工程技術(shù)知識外，還要有較強的實際動手能力。

1.改革實驗課教學，構(gòu)建立體化實驗教學體系

實驗教學是“控制理論”課程的重要組成部分。通過實驗不僅能夠培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，驗證所學理論，而且對所學內(nèi)容能夠提出一些新的見解。為了適應教學改革的需要，在實驗室建設方面的指導思想是：將傳統(tǒng)的模擬實驗與MATLAB環(huán)境下的仿真實驗相結(jié)合，將基礎理論驗證類實驗與自主型、綜合型、設計型實驗相結(jié)合，將基本實驗與創(chuàng)新實驗相結(jié)合，建立一個立體化的實驗教學體系，從而滿足不同階段實踐教學的需要，為激發(fā)學生的創(chuàng)新意識提供硬件平臺。

2.積極開展學生科研實訓活動、參與教師科研項目

引導學生積極參加學生科研實訓項目，吸引有興趣的學生參與教師的科研活動，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)和團隊合作精神，提高學生初步的科學研究能力以及工程實踐能力，培養(yǎng)學生獲取知識及撰寫論文的能力。

三、控制理論專題授課方案

根據(jù)“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”課程大綱的要求，在適當時候，以某一專題講座的方式授課。將各種教材進行比較、處理、揉合，組織成各個專題，以高質(zhì)量、高水平、高效率來達到最佳教學效果。由于專題授課具有綜合性、整體性和探討性，使其信息量得以加大，知識在綜合和分析中得到延伸，既提升授課內(nèi)容，使之濃縮為精華，又吸引了學生的注意力和參與興趣。

四、應用現(xiàn)代教育技術(shù)

開發(fā)研制了計算機輔助教學課件。教學課件以教材為藍本，包含簡明、清晰的授課講義、重點、難點、例題演示、控制系統(tǒng)計算機仿真和控制系統(tǒng)分析計算等內(nèi)容，既有課本內(nèi)容的直接再現(xiàn)，又增加很多有助于講解理論和計算方法的表現(xiàn)手段。課件以計算機為載體，既可用于課堂教學，又可通過上網(wǎng)，供學生進行自學和課后復習使用。控制理論的分析方法有很多圖解法，如頻域分析、根軌跡法、狀態(tài)空間法等。利用計算機強大的計算能力仿真能力和豐富的色彩，可輕而易舉地準確繪制出清晰美觀的畫面。采用動畫技術(shù)后，圖形的來龍去脈可用動態(tài)演示。計算機的圖形演示與教師的講授相結(jié)合，使教學內(nèi)容形象化、具體化和生動化，增進學生的理解，提高學生的學習興趣。

五、建立科學、有效的教學信息回饋

實施“‘控制理論相關(guān)課程的學習調(diào)查”制度。不定期進行相關(guān)問卷，包含這門課程是否易學、學習難點、學習方法、是否能學以致用等幾個方面的內(nèi)容，充分了解學生學習這門課的基本情況，為課程改革提供必要的依據(jù)，收到良好的效果。

六、結(jié)束語

在新世紀中，控制類學科將具有更加光明的前景，控制類研究內(nèi)容將具有挑戰(zhàn)性，研究的范圍將更加廣闊，電氣自動化專業(yè)控制類課程的內(nèi)容將不斷地發(fā)展和更新，電氣自動化專業(yè)控制類課程設置及教學內(nèi)容改革研究也將進一步進行下去。

參考文獻：

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