李春來

(湖南理工學(xué)院 物理與電子學(xué)院, 湖南 岳陽 414006)

基于電子類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的自動控制原理課程新構(gòu)建

李春來

(湖南理工學(xué)院 物理與電子學(xué)院, 湖南 岳陽 414006)

以湖南理工學(xué)院電子類專業(yè)人才培養(yǎng)模式為例, 分析了電子類專業(yè)自動控制原理課程開展現(xiàn)狀, 探討了自動控制原理課程新構(gòu)建的內(nèi)容、關(guān)鍵問題與具體實施方案、特色與創(chuàng)新之處.

自動控制原理課程; 電子類專業(yè)人才培養(yǎng)模式; 新構(gòu)建

1 電子類專業(yè)自動控制原理課程現(xiàn)狀分析

控制科學(xué)是20世紀(jì)最重要的科學(xué)成就和貢獻之一. 控制科學(xué)以系統(tǒng)論、控制論、信息論為基礎(chǔ), 研究分析各學(xué)科領(lǐng)域中獨立于具體對象的一般共性問題, 即為了實現(xiàn)某類目標(biāo)問題而采取的描述分析對象與環(huán)境信息并實施控制與決策行為的方法論. 它與各應(yīng)用領(lǐng)域具體問題緊密結(jié)合, 對于各種具體實際問題具有一般方法論的意義, 最終形成了控制科學(xué)與工程精彩多樣的內(nèi)容. 控制科學(xué)具備的這一獨特特點,使得其有力推動了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展, 并進一步促進了相關(guān)學(xué)科的交叉與滲透.

《自動控制原理》課程是普通高等學(xué)校通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程, 也是現(xiàn)代控制理論、運動控制系統(tǒng)、過程控制、系統(tǒng)辨識、自適應(yīng)控制、人工智能等控制類后續(xù)課程的理論基礎(chǔ), 我國大學(xué)電子類專業(yè)一直將其作為一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課開設(shè).但是, 要做到教育與經(jīng)濟建設(shè)接軌、與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步, 作為一門傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程, 《自動控制原理》課程在教學(xué)質(zhì)量和效果上的要求也越來越高, 在教學(xué)方式上也需要與時代同步, 所以對該課程的重新構(gòu)建與改革就顯得十分重要.

《自動控制原理》主要講述線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型, 非線性控制系統(tǒng)的描述函數(shù)法和采樣控制系統(tǒng)的描述及分析方法. 要求學(xué)生在牢固掌握控制理論基本概念的基礎(chǔ)上, 能對簡單控制系統(tǒng)進行定量估算、定性分析及動態(tài)性能仿真, 為相關(guān)專業(yè)課程學(xué)習(xí)和實際控制工程項目實踐奠定必要的基礎(chǔ). 因此《自動控制原理》課程是電子類專業(yè)人才培養(yǎng)方案知識框架的重要組成部分, 具有數(shù)學(xué)理論知識要求高、概念抽象且實踐性強等特點, 是一門難教難學(xué)的課程. 少數(shù)學(xué)生不能較好的將理論和實際應(yīng)用背景相結(jié)合, 無法深入理解其基本概念與原理. 教材上諸多方法、概念給學(xué)生學(xué)習(xí)過程帶來較大困難, 學(xué)生不能很好的比較和總結(jié)概念與方法的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別. 總的來說, 由于此課程學(xué)習(xí)難度較大, 造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃, 學(xué)習(xí)效果不理想. 如何解決這一難題, 提高教學(xué)效果, 是每一位講授這門課程的教師應(yīng)該思考的問題.

我校(湖南理工學(xué)院)自2000年合并升格為本科院校后, 物理與電子學(xué)院和信息與通信工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個專業(yè)便將該課程作為一門相對獨立的專業(yè)課來開設(shè), 形成了較為嚴(yán)密的知識體系、較為規(guī)范的理論體系與教學(xué)模式. 近年來,國內(nèi)許多工科院?？刂祁悓I(yè)將《自動控制原理》列為精品課程進行建設(shè), 對課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法等給出了新的定位, 表達了對該課程進行大刀闊斧改革的決心, 有許多可供借鑒的成果. 但我們認(rèn)為, 各校應(yīng)該根據(jù)本校的專業(yè)建設(shè)情況、實驗室建設(shè)狀況及對學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo), 對課程的內(nèi)容體系、基本要求、教學(xué)組織方式進行更合乎自身實際情況的探討.

作為電子類專業(yè)的一門非專業(yè)方向課程, 《自動控制原理》計劃安排為36課時, 學(xué)生普遍對《自動控制原理》缺乏深刻的認(rèn)識, 學(xué)習(xí)興趣不濃, 學(xué)習(xí)效果不理想. 根據(jù)對我校各教學(xué)院部課程設(shè)置和專業(yè)建設(shè)的了解, 我們認(rèn)為, 《自動控制原理》課程與電子類各個專業(yè)均具有很大的聯(lián)系, 控制思想在電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等專業(yè)的許多課程中得到了充分的應(yīng)用. 由此可見, 結(jié)合電子類專業(yè)人才培養(yǎng)模式對《自動控制原理》課程進行新的構(gòu)建和改革對課程教學(xué)質(zhì)量的提高、學(xué)生知識體系的構(gòu)建及學(xué)院的發(fā)展是十分重要的.

本文將立足于我?，F(xiàn)有5個電子類本科專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案和學(xué)生群體特征, 來探討研究《自動控制原理》課程的學(xué)科定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及教學(xué)方法和手段的改革, 使《自動控制原理》課程和學(xué)生的實際所需相聯(lián)系, 真正做到因材施教, 成為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一個重要平臺.

2 電子類專業(yè)自動控制原理課程構(gòu)建內(nèi)容

本部分將從課程性質(zhì)及定位、教學(xué)內(nèi)容、特色教案、教學(xué)模式及考核方式等方面探討電子類專業(yè)自動控制原理課程構(gòu)建內(nèi)容.

2.1 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程性質(zhì)及定位

電子類《自動控制原理》課程教學(xué)應(yīng)怎樣定位? 是突出理論性還是突出工具性, 是強調(diào)控制理論思想與原理的傳授還是強調(diào)提高解決實際的能力? 只有立足生源的個性發(fā)展特點, 并結(jié)合電子類專業(yè)自身的人才培養(yǎng)模式和辦學(xué)思想, 才能真正準(zhǔn)確定位. 所以《自動控制原理》課程改革研究必須建立在“個性發(fā)展”, “電子類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)”, “課程教學(xué)現(xiàn)狀分析”的基礎(chǔ)上. 為此, 我們擬制定出切實符合電子類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的《自動控制原理》課程性質(zhì)定位, 制定完善教學(xué)大綱, 撰寫《電子類專業(yè)自動控制原理課程性質(zhì)分析》.

2.2 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程教學(xué)內(nèi)容

《自動控制原理》課程教學(xué)作為非專業(yè)方向課程是否需要有專業(yè)的區(qū)別？這是一個有爭議的問題. 但我們認(rèn)為, 針對電子類的辦學(xué)定位的特殊性, 《自動控制原理》課程與電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個專業(yè)均具有很大的聯(lián)系, 控制思想在電子類的許多課程中得到了充分的應(yīng)用, 所以《自動控制原理》課程教學(xué)與專業(yè)教育相結(jié)合就顯得更為迫切. 《自動控制原理》課程應(yīng)該與學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)理解聯(lián)系起來, 使學(xué)生學(xué)以致用, 真正成為高素質(zhì)的專業(yè)人才.

《自動控制原理》是具有很大包容性的課程, 其內(nèi)容涉及到信息信號處理、電子電路、光電技術(shù)、光纖通信、傳感器原理等相關(guān)學(xué)科, 《自動控制原理》課程的這種巨大的包容性也為其與專業(yè)的結(jié)合提供了先決條件, 使其成為可能.

2.3 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程特色教案

目前, 《自動控制原理》各類教材已超過100種[1～4], 但是沒有一部教材是針對電子類專業(yè)教學(xué)對象編寫的, 《自動控制原理》課程教案與教學(xué)一刀切是非常普遍的現(xiàn)象, 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程特色教案的編寫顯得困難但迫在眉睫. 所以, 我們結(jié)合我校具體實際教學(xué)情況, 編訂出一套符合電子類專業(yè)學(xué)科建設(shè)需要和學(xué)生發(fā)展需要, 并且有專業(yè)區(qū)別的特色教案.

2.4 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程教學(xué)模式

作為一門非專業(yè)方向課程, 《自動控制原理》課時安排少, 學(xué)生普遍對《自動控制原理》課程缺乏深刻的認(rèn)識, 學(xué)習(xí)興趣不濃, 考核成績不理想. 但《自動控制原理》課程與電子類各個專業(yè)均具有很大的聯(lián)系. 所以, 新的教學(xué)模式的構(gòu)建顯得很重要. 具體地, 我們將構(gòu)建以學(xué)生為本的教學(xué)模式, 包括興趣的激發(fā)、工程理念的導(dǎo)入、教學(xué)目標(biāo)的定位、教學(xué)方法的變更策略等方面.

2.5 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程考核方式

《自動控制原理》作為一門非專業(yè)方向課程, 其考核方式應(yīng)有自己特定的形式. 具體可從以下方面進行考核方式的改革: ①將考試內(nèi)容進行充實和調(diào)整, 著重考查學(xué)生分析解決實際問題的能力和對各知識模塊的綜合能力. ②通過期末考試題型多樣化, 全面考核學(xué)生對課堂講述的相關(guān)內(nèi)容及課后擴展學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況, 這些題型可包括填空題、選擇題、判斷題、計算題、設(shè)計題等; ③將單一的評價方式進行多樣化處理, 具體可采用口頭答辯、讀書報告、課程心得及小論文等.

3 關(guān)鍵問題與實施方案

3.1 關(guān)鍵問題

(1) 理清課程的重點與難點, 制訂相應(yīng)的教學(xué)方案和教學(xué)大綱, 適時更新教學(xué)內(nèi)容, 保證教學(xué)內(nèi)容的先進性與前瞻性.

(2) 以學(xué)生為本的教學(xué)模式的構(gòu)建, 特別是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、教學(xué)方法的策略變更等.

(3) 符合電子類專業(yè)學(xué)科建設(shè)需要和學(xué)生發(fā)展需要, 并且有專業(yè)區(qū)別的特色教案的編寫.

3.2 實施方案

我們以湖南理工學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個電子類專業(yè)改革實踐對象, 理清思路, 分工負(fù)責(zé), 步步夯實. 具體實施方案方法如下:

(1) 教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查: 包括現(xiàn)有教案和教材使用情況調(diào)查, 學(xué)生《自動控制原理》課程學(xué)習(xí)意愿調(diào)查, 教學(xué)滿意度調(diào)查.

(2) 電子科學(xué)與技術(shù)和光電信息科學(xué)與工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)分析, 控制思想在電子科學(xué)與技術(shù)和光電信息科學(xué)與工程專業(yè)中的應(yīng)用分析.

(3) 確定電子類專業(yè)《自動控制原理》課程性質(zhì)、定位和教學(xué)內(nèi)容.

(4) 電子類專業(yè)《自動控制原理》特色教案編訂.

(5) 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程教學(xué)與學(xué)科專業(yè)教育結(jié)合程度在教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和課程考核方式上的實踐.

4 電子類專業(yè)自動控制原理課程構(gòu)建特色與創(chuàng)新之處

(1) 充分體現(xiàn)符合電子類專業(yè)學(xué)科建設(shè)需要和學(xué)生發(fā)展需要, 并且有專業(yè)區(qū)別的課程的定位、教學(xué)內(nèi)容的選取和特色教案的編寫.

(2) 以學(xué)生為本的教學(xué)模式的構(gòu)建, 特別是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、教學(xué)方法的策略變更.

(3) 充分利用多媒體教學(xué)的自主性、開放性、共享性、交互性、協(xié)作性等特色, 擴展學(xué)生知識面, 全面提高專業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量.

5 結(jié)束語

作為一門非專業(yè)方向課程, 《自動控制原理》課時安排少, 學(xué)生普遍對《自動控制原理》課程缺乏深刻的認(rèn)識, 學(xué)習(xí)興趣不濃. 目前, 《自動控制原理》各類教材已超過100種, 但是沒有一部教材是針對電子類專業(yè)教學(xué)對象編寫的, 《自動控制原理》課程教案與教學(xué)一刀切是非常普遍的現(xiàn)象, 電子類專業(yè)《自動控制原理》課程新的構(gòu)建與改革顯得困難但迫在眉睫. 本文立足于電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個電子類本科專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案和學(xué)生群體特征, 探討了《自動控制原理》課程的性質(zhì)與學(xué)科定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置以及教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革, 使《自動控制原理》課程和學(xué)生實際情況和所需相聯(lián)系, 做到符合學(xué)科發(fā)展和因材施教, 成為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一個重要平臺.

[1] 楊庚辰. 自動控制原理[M]. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2007

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[3] 胡壽松. 自動控制原理[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2013

[4] 王萬良, 趙燕偉. 自動控制原理[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2009

New Construction of the Course of Automatic Control Principle Based on Training Mode of Electronics Specialty

LI Chun-Lai
(College of Physics and Electronic, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China)

This paper analyzes the present situation, content for the reform, key issues, implementation plans, distinguishing feature and innovation of the course of automatic control principle, based on the training mode of electronics specialty of Hunan Institute of Science and Technology.

automatic control principle; training mode of electronics specialty; new construction

G642

A

1672-5298(2015)02-0091-04

2015-03-26

湖南省教育廳科學(xué)研究項目(13C372)

李春來(1976? ), 男, 湖南岳陽人, 博士, 湖南理工學(xué)院物理與電子學(xué)院副教授．主要研究方向: 控制理論