邵強(qiáng)　葛平淑　張江燕　趙月

摘 要：《控制工程基礎(chǔ)》是機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。文章分析了該課程的特點(diǎn)、改革的必要性，并從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式、實(shí)踐教學(xué)、考核環(huán)節(jié)等方面，提出了具體的教學(xué)改革措施，以提高學(xué)生對該課程的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)風(fēng)的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和開放意識的應(yīng)用型、復(fù)合型機(jī)械類人才。

關(guān)鍵詞：工程基礎(chǔ)；教學(xué)；探索

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）03-0116-02

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和工業(yè)大生產(chǎn)的發(fā)展，人們對機(jī)械控制工程越來越重視，應(yīng)運(yùn)而生一門機(jī)械類控制課程《控制工程基礎(chǔ)》，它是自動化技術(shù)在機(jī)械工業(yè)中發(fā)展的需要，也是信息科學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)在機(jī)械工業(yè)中的體現(xiàn)。

一、《控制工程基礎(chǔ)》課程的特點(diǎn)

“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”是針對本科機(jī)械類專業(yè)學(xué)生編寫的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，一般學(xué)校設(shè)其為必修課，課程的主要內(nèi)容是根據(jù)唯物辯證法的方法論，研究工程技術(shù)中廣義系統(tǒng)動力學(xué)問題，對啟迪與發(fā)展人們的思維與智力有很大的作用[1]。學(xué)好這門課程，使我們懂得要解決問題，必須從全局出發(fā)，站在整個“系統(tǒng)”的高度，堅持科學(xué)的態(tài)度，實(shí)事求是。如今，它作為機(jī)械類，特別是機(jī)電工程類專業(yè)的重要基礎(chǔ)理論課程之一，把數(shù)理基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程緊密結(jié)合起來，是一門綜合性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，密切聯(lián)系和應(yīng)用以前的知識，且為后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)打下扎實(shí)基礎(chǔ)，在相關(guān)專業(yè)知識中起著承前啟后的作用，內(nèi)容涉及的知識面廣、抽象，而且所包含的信息量大，更新和發(fā)展也比較快[2]，所研究的問題帶有普遍性，對工程實(shí)踐具有重要的指導(dǎo)意義。

二、《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革的必要性

該課程在教學(xué)過程中存在學(xué)時少、內(nèi)容多，概念抽象、不易理解等問題。該課程作為專業(yè)基礎(chǔ)課，一般高校只給40或48學(xué)時，但是課程內(nèi)容涉及到控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立，傳遞函數(shù)變換，線性系統(tǒng)的時域分析、頻域分析及其軌跡描述、系統(tǒng)穩(wěn)定性判斷及非穩(wěn)定系統(tǒng)校正，并介紹基于Matlab的控制系統(tǒng)分析、設(shè)計和仿真等。在這么短的時間內(nèi)，既要完成這樣大量的、邏輯性強(qiáng)的教學(xué)內(nèi)容，又要學(xué)生對所學(xué)的內(nèi)容消化、理解和吸收，實(shí)在不容易。

另外，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，對控制工程理論的內(nèi)容的表達(dá)方式也變得越來越豐富和多樣化，而且，由于計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，節(jié)省出大量繁瑣的手工計算，掛圖、模型、儀器等教學(xué)用具，經(jīng)典控制理論中的一些圖表、方法等也逐漸被取而代之。因此，在教學(xué)過程中為了充實(shí)和豐富課堂，必須豐富內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法，同時，也要滿足學(xué)生對新知識、新現(xiàn)象的觀察與思考[3]。因此，開展控制工程基礎(chǔ)的教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率是該課程教學(xué)發(fā)展的必要事情。

三、《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革具體措施

對于該課程的教學(xué)改革，主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)形式和實(shí)驗(yàn)課、考核環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行改進(jìn)。

（一）教學(xué)內(nèi)容方面：強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)知識，突出本質(zhì)內(nèi)容，補(bǔ)充新技術(shù)

為使《控制工程基礎(chǔ)》課程更好地服務(wù)于機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，讓學(xué)生掌握好專業(yè)知識，培養(yǎng)全面合格人才，要進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容方面的改革。首先，選擇優(yōu)秀合適的教材。教材是幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的一個最重要的工具，在一定程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和對該門課程的認(rèn)識及學(xué)習(xí)效果，所以，要充分考慮專業(yè)需要，又要考慮學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，教材的知識結(jié)構(gòu)及難以程度等方面都要適合學(xué)生的學(xué)習(xí)和將來的應(yīng)用。我校選擇華中科技大學(xué)出版社出版的《機(jī)械工程控制基礎(chǔ)》，該教材是在高校機(jī)械類專業(yè)的控制工程教學(xué)中廣泛應(yīng)用的教材，適合我校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主的機(jī)械教學(xué)需要。

其次，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容?？刂乒こ袒A(chǔ)課程內(nèi)容抽象、枯燥，需要具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)和力學(xué)基礎(chǔ)，而且要求具有嚴(yán)格的邏輯推理能力，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)效果不好，甚至出現(xiàn)厭學(xué)現(xiàn)象。所以，要求教學(xué)過程中注意優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，做到言簡意賅，突出本質(zhì)，承前啟后，適當(dāng)補(bǔ)充必要的基礎(chǔ)知識，同時介紹新技術(shù)，解釋新成果，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在好奇心驅(qū)使下輕松愉快地接受授課內(nèi)容。

（二）教學(xué)形式方面：注重理論聯(lián)系實(shí)際，采用多媒體課件進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)

一方面，在授課過程中，改變傳統(tǒng)的一言堂灌輸模式，采用啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵并組織學(xué)生，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，積極參與教學(xué)和討論，使課堂更加活躍，在探討與討論中啟發(fā)性地把授課內(nèi)容傳授給學(xué)生。另一方面，采用多媒體課件進(jìn)行授課。多媒體課件教學(xué)主要是借助計算機(jī)在的數(shù)據(jù)處理、繪圖、動畫等方面的功能，制作文本、圖形、音頻、視頻等并舉而制作成圖文并茂、交相呼應(yīng)的效果，增強(qiáng)交互性、形式多樣化、個別化和靈活性等。采用多媒體課件教學(xué)，可以不需要在教學(xué)中花費(fèi)大量的時間進(jìn)行黑板板書，提高了教學(xué)效率。而且，可以利用多媒體課件制造動畫進(jìn)行教學(xué)，形象、生動地講解基本概念和工程實(shí)踐知識，把課程中抽象的概念通過圖像或圖形的形式形象地表達(dá)出來，便于學(xué)生理解和接受。另外，不定期進(jìn)行答疑。答疑過程是簡捷地解決學(xué)生疑難問題途徑，而且控制工程是一門邏輯推理性非常強(qiáng)的課程，課程內(nèi)容前后關(guān)聯(lián)行強(qiáng)，前面的知識沒有聽懂，后面的知識便難于進(jìn)行下去。因此，在課程進(jìn)行過程中，不定期地進(jìn)行答疑，解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中出現(xiàn)的種種疑問，既解除學(xué)生的疑慮，又為后續(xù)的課程講解打下扎實(shí)的基礎(chǔ)，提高授課效果。

（三）實(shí)踐教學(xué)方面：加大實(shí)驗(yàn)設(shè)計性，提高實(shí)驗(yàn)綜合型，采用Matlab軟件進(jìn)行仿真，加強(qiáng)學(xué)生感官認(rèn)識

由于《控制工程基礎(chǔ)》本身概念較多，內(nèi)容抽象，只憑課上講解和答疑，很難把握教材的思想體系，達(dá)不到較為理想的教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)課是理論課程必要的、有意義的補(bǔ)充，可以幫助學(xué)生比較直觀的對所學(xué)知識進(jìn)行理解和掌握，加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和動手能力。針對課程內(nèi)容和我校實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)時分配情況，分配8個學(xué)時完成3個實(shí)驗(yàn)，分別是從控制環(huán)節(jié)特性認(rèn)識、控制系統(tǒng)時域和頻域進(jìn)行分析的角度設(shè)計實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，三個實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既有聯(lián)系，又有區(qū)別，組合在一起則是一個完整的控制環(huán)節(jié)的特性分析，而且，每一部分又可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計具體的控制環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的感性和理性認(rèn)識。實(shí)驗(yàn)時，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師首先講解實(shí)驗(yàn)具體內(nèi)容，并親自演示、全程指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生步步深入了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生把課程的基礎(chǔ)知識、基本內(nèi)容與實(shí)踐環(huán)節(jié)緊密連接起來，不僅讓學(xué)生對書本的知識有一個新的認(rèn)識，而且增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際動手能力，加強(qiáng)學(xué)生將來的工作能力。另外，實(shí)驗(yàn)時每組人數(shù)不宜過多，一般限制在15人以內(nèi)，方便實(shí)驗(yàn)教師現(xiàn)場指導(dǎo)，保證實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)設(shè)備選擇THBDC-1型控制理論-計算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺。

（四）考核環(huán)節(jié)：該課程為機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課，考核成績分為三個部分組成，分別是卷面成績、實(shí)驗(yàn)成績和平時成績

卷面考核方法為由教務(wù)處統(tǒng)一組織考試，交叉出題，閉卷考試，流水式評閱，保證成績公平、公正、真實(shí)有效；實(shí)驗(yàn)成績有實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師給定，該部分又分為實(shí)驗(yàn)操作成績、實(shí)驗(yàn)報告書寫成績及實(shí)驗(yàn)報告問題回答成績；平時成績由授課教師給定，主要考核學(xué)生平時作業(yè)完成情況、上課出勤情況等。三部分成績所占總成績的比例分別是卷面成績占70%，實(shí)驗(yàn)成績占20%，平時成績占10%。

四、結(jié)束語

本課程既有前面的數(shù)學(xué)、物理、力學(xué)、電工學(xué)做基礎(chǔ)，又是有續(xù)機(jī)械專業(yè)課程的基礎(chǔ)，起到承前起后的作用。通過教學(xué)改革與實(shí)踐，使復(fù)雜問題簡單化，極大地提高學(xué)生學(xué)習(xí)《控制工程基礎(chǔ)》的積極性和主動性，很多知識點(diǎn)聽起來很難，做起來則簡單許多。增進(jìn)師生之間的溝通與交流，共同探討研究問題，使學(xué)生由被動學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和開放意識的應(yīng)用型、復(fù)合型機(jī)械類人才。

參考文獻(xiàn)

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[2]高立群，楊姝，等.關(guān)于本科生教學(xué)改革的實(shí)踐思考[J].遼寧教育研究，2006（11）.

[3]王偉，申愛明.《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革研究與探索[J].安徽師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2007（3）.