余 雷，王富東，楊歆豪，費(fèi)樹(shù)岷

(1.蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇蘇州215021;2.東南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，江蘇南京 210096)

大學(xué)工程教育的核心問(wèn)題就是實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練［1－3］。電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)作為實(shí)踐性和綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)，其中許多控制類專業(yè)課程之前重理論、輕實(shí)踐，重知識(shí)、輕能力的教學(xué)模式，使培養(yǎng)出來(lái)的大多數(shù)學(xué)生缺乏創(chuàng)造性、缺乏分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的工作能力。隨著自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我們應(yīng)注重培養(yǎng)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)和基本技能良好的應(yīng)用型人才。

本文針對(duì)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)控制類課程原有的教學(xué)體系較為陳舊的現(xiàn)狀，全面修訂這類課程的教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)大綱，系統(tǒng)地將課堂的理論學(xué)習(xí)、Matlab仿真驗(yàn)證與課外實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合，并將學(xué)生參加控制類課程相關(guān)的課外科研項(xiàng)目、卓越工程師計(jì)劃和大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目。通過(guò)工程化教學(xué)模式的探索，開(kāi)展自主學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)和對(duì)實(shí)踐教學(xué)的改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新精神，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

1 優(yōu)化課堂教學(xué)方法

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)控制類課程具有實(shí)踐性較強(qiáng)，涉及的相關(guān)概念較多，與前續(xù)課程內(nèi)容聯(lián)系緊密等特點(diǎn)。同時(shí)，許多專業(yè)課程在內(nèi)容設(shè)置上偏重于理論分析，從而制約了學(xué)生應(yīng)用該課程知識(shí)的能力，出現(xiàn)了大部分學(xué)生在學(xué)完該課程后仍無(wú)法完成相關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試工作的現(xiàn)象［4］。因此，研究教師在課堂上如何組織教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，使學(xué)生確實(shí)掌握好本課程知識(shí)具有非常重要的意義。我們采用如下的具體優(yōu)化的教學(xué)方法。

(1)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容;“自動(dòng)控制原理”課程可以通過(guò)講解無(wú)人駕駛汽車和智能機(jī)器人等控制原理，提高學(xué)生的認(rèn)知水平和能力;

(2)知識(shí)的有機(jī)組合:根據(jù)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)控制類課程教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性，在每次教學(xué)過(guò)程中，將分散在各個(gè)控制類專業(yè)課相關(guān)內(nèi)容按知識(shí)銜接的先后順序有機(jī)組合，使得理論學(xué)習(xí)、方法訓(xùn)練和實(shí)踐應(yīng)用融為一體;

(3)綜合應(yīng)用各種教學(xué)方式:綜合運(yùn)用啟發(fā)式、探索式、互動(dòng)式和學(xué)術(shù)沙龍方式，提倡學(xué)生探討問(wèn)題和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，將課堂教學(xué)轉(zhuǎn)化為多樣化培養(yǎng)模式。

上述優(yōu)化的課堂教學(xué)方法轉(zhuǎn)變了教學(xué)觀念，改革了教學(xué)方法、教學(xué)手段和單一的課堂教學(xué)培養(yǎng)模式，重視學(xué)生在學(xué)習(xí)活動(dòng)中的主體地位，切實(shí)調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性［5，6］。

2 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)

我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了如下改革。

(1)自主實(shí)驗(yàn):以“自動(dòng)控制原理”實(shí)驗(yàn)為例，利用實(shí)驗(yàn)室器材和設(shè)備，指導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手，進(jìn)行開(kāi)發(fā)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(比如依據(jù)圖紙方案來(lái)設(shè)計(jì)恒溫控制裝置等);為學(xué)生開(kāi)放現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室，為自主學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考留出足夠的時(shí)間和空間，使課堂內(nèi)與課堂外、校內(nèi)與校外的教學(xué)活動(dòng)形成有機(jī)的整體。

(2)加強(qiáng)工程實(shí)踐:以“過(guò)程控制”課程實(shí)驗(yàn)為例，通過(guò)課程設(shè)計(jì)、Matlab仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)物對(duì)象控制驗(yàn)證等環(huán)節(jié)使學(xué)生受到工程和基本科研能力的培養(yǎng)。

3 加強(qiáng)科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

針對(duì)學(xué)科學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合本專業(yè)有關(guān)研究項(xiàng)目和研究方向，由學(xué)生獨(dú)立開(kāi)展與控制類課程相關(guān)的研究課題，這不僅使學(xué)生了解學(xué)科優(yōu)勢(shì)和發(fā)展方向，同時(shí)使學(xué)生對(duì)自身能力的培養(yǎng)目標(biāo)更加明確，進(jìn)而提高學(xué)生的科研素養(yǎng)與綜合素質(zhì)。

以“電氣控制技術(shù)”實(shí)踐課程為例，可以引導(dǎo)本科生參與實(shí)踐課程相關(guān)的國(guó)家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)“大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目”活動(dòng)。設(shè)立開(kāi)放科研實(shí)驗(yàn)室，輔助和指導(dǎo)學(xué)生自主選題，從興趣的激發(fā)到開(kāi)展實(shí)際問(wèn)題的探索嘗試，使學(xué)生將學(xué)到的控制類學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用到實(shí)踐探索中。

4 培養(yǎng)社會(huì)實(shí)踐與工程實(shí)踐能力

(1)充分利用課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實(shí)際、學(xué)用結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)，來(lái)提高動(dòng)手實(shí)踐能力。

(2)給頗具個(gè)性的學(xué)生展示個(gè)人才華的空間和機(jī)會(huì)，有組織有計(jì)劃地引導(dǎo)他們參與科技競(jìng)賽等活動(dòng)，在工程實(shí)踐的過(guò)程中注重糅合現(xiàn)代科學(xué)思想、方法，提高實(shí)踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)。以“單片機(jī)控制原理”實(shí)踐課程為例，可以指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參與國(guó)家級(jí)、省級(jí)、市級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽，通過(guò)競(jìng)賽方式鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力。

(3)剖析實(shí)際工程應(yīng)用案例進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)。以“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程為例，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)掌握了控制算法后，能體會(huì)到理論知識(shí)與實(shí)際生活對(duì)象是緊密地聯(lián)系的。

(4)以培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，構(gòu)建由課內(nèi)實(shí)踐、工程實(shí)驗(yàn)、系列工程實(shí)習(xí)和系列工程設(shè)計(jì)及社會(huì)實(shí)踐五個(gè)子系列構(gòu)成的使理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)體系。

(5)學(xué)校與企業(yè)共建教學(xué)實(shí)習(xí)基地與研究生企業(yè)工作站等校企合作平臺(tái)，充分發(fā)揮校企雙方優(yōu)勢(shì)，提升學(xué)生的專業(yè)興趣，進(jìn)而開(kāi)拓應(yīng)用性工科人才培養(yǎng)的新渠道［7，8］。

5 結(jié)語(yǔ)

我們對(duì)“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程進(jìn)行了如下卓有成效的改革:①課堂教學(xué)上，通過(guò)剖析智能機(jī)器人及飛行器等設(shè)備的控制原理，以提高學(xué)生的認(rèn)知水平、能力和興趣;②實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，通過(guò)PID控制課程設(shè)計(jì)、Matlab仿真實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室實(shí)物對(duì)象控制驗(yàn)證等環(huán)節(jié)使學(xué)生受到工程和基本科研能力的培養(yǎng);③建立開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)性創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)(比如依據(jù)圖紙方案來(lái)設(shè)計(jì)電機(jī)恒速控制裝置等);④組織學(xué)生參與導(dǎo)師的部分課題并引導(dǎo)學(xué)生申請(qǐng)主持各級(jí)別的大學(xué)生創(chuàng)新基金項(xiàng)目，以及組織學(xué)生參加國(guó)家級(jí)省級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽、飛思卡爾電子大賽及機(jī)器人大賽等;⑤學(xué)生參與卓越工程師計(jì)劃，利用寒暑假在大型科技型企業(yè)實(shí)習(xí)、學(xué)習(xí)和參與工程項(xiàng)目等，取得許多工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

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