王博+張陽+梁建農(nóng)

摘 要：《控制工程基礎(chǔ)》課程是機械類及相關(guān)專業(yè)的主干課程，具有涉及的知識面廣、學(xué)習(xí)難度大、理論性強等特點。本文針對獨立院校應(yīng)用型人才的培養(yǎng)模式，結(jié)合自身教學(xué)經(jīng)驗，探討了與傳統(tǒng)教學(xué)模式比教學(xué)思想、方法和內(nèi)容的變化。

關(guān)鍵詞：控制工程；應(yīng)用型；課程教學(xué)

獨立學(xué)院是按照新的辦學(xué)機制和培養(yǎng)模式舉辦的本科層次的高等院校，其中采用培養(yǎng)模式最多的是應(yīng)用型。應(yīng)用型是高等教育發(fā)展到一定階段的必然取向，尤其是大眾化和普及化的到來，整個高等教育從學(xué)術(shù)型和研究型轉(zhuǎn)向應(yīng)用型已是大勢所趨。應(yīng)用型人才的核心是“用”，本質(zhì)是學(xué)以致用，“用”的基礎(chǔ)是掌握知識與能力，“用”的對象是社會實踐，“用”的目的是滿足社會需求，推動社會進步。

《控制工程基礎(chǔ)》是機械類及相關(guān)專業(yè)的主干課程，課程的主要內(nèi)容是根據(jù)控制論的理論基礎(chǔ)，以機械工程系統(tǒng)為研究對象的廣義系統(tǒng)動力學(xué)和科學(xué)方法論。該課程在傳統(tǒng)教學(xué)模式下被認為是理論性極強、難度極高、綜合知識程度很高的一門課程；甚至有些老師和同學(xué)認為：控制工程基礎(chǔ)課程是門純粹理論的課程，完全沒有必要在應(yīng)用型本科院校里開設(shè)這么高難度的理論課程。針對應(yīng)用型獨立學(xué)院，筆者結(jié)合自身經(jīng)驗談一下該課程的教學(xué)體會。

一、 課程開設(shè)基本情況分析

在筆者學(xué)校，該課程開設(shè)學(xué)時為32，課堂學(xué)時較少，實驗項目涉及內(nèi)容不多，講授全部內(nèi)容難度比較大，而且要求學(xué)生在有限時間內(nèi)消化所學(xué)內(nèi)容并應(yīng)用，尤其對一些難點、重點內(nèi)容，掌握起來難度很大。傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，該課程多注重理論知識的講授，學(xué)生很難將所學(xué)的知識理解到應(yīng)用的層次上，更談不上應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。因此，應(yīng)用型獨立學(xué)院中講授該課程必然要進行一些變化，注重知識和實際應(yīng)用的結(jié)合。

二、 應(yīng)用型獨立學(xué)院中教學(xué)基本思想

（一） 前期知識的準備

由于課程特點，對先行課程相關(guān)知識聯(lián)系緊密，有必要在緒論中增加一部分前期課程知識的復(fù)習(xí)，使學(xué)生理解和學(xué)習(xí)起來更加流暢。比如所涉及的工程力學(xué)、電工學(xué)、大學(xué)物理，尤其是高等數(shù)學(xué)等課程，可以提前說明課程要運用到哪些知識，督促學(xué)生在課余時間有針對性的復(fù)習(xí)。

（二） 教材的選擇

傳統(tǒng)教學(xué)和培養(yǎng)模式中，該課程注重理論學(xué)習(xí)，所使用的教材深度和難度都極大，比如：華中科技大學(xué)出版社，楊叔子主編的《機械工程控制基礎(chǔ)》；而且對于獨立學(xué)院的學(xué)生來說，學(xué)習(xí)起來難度很大。因此，適用應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的教材，必須要將理論知識簡化，并附有一定應(yīng)用實例。筆者學(xué)校就參與主編針對應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的教材，知識點全而簡單，而且配合實例講授，學(xué)生更加容易理解。

（三） 教學(xué)主線的明確

教學(xué)過程中一定要抓住“穩(wěn)定性、準確性、快速性”這條控制系統(tǒng)要求的主線。一般來說，課程內(nèi)容主要講授6個章節(jié)，每個章節(jié)內(nèi)容其實都是相互關(guān)聯(lián)的，體現(xiàn)如下：

（1）緒論是讓學(xué)生對系統(tǒng)尤其是控制系統(tǒng)進行整體認識；（2）傳遞函數(shù)是研究控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；如何通過前期課程知識分析的微分方程，得到一個控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)？（3）時域分析是研究控制系統(tǒng)性能的一種方法；怎么利用傳遞函數(shù)進行時域分析？怎樣利用時域分析評價系統(tǒng)性能？（4）頻域分析是研究控制系統(tǒng)性能的另外一種方法；怎么由實數(shù)域的傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)變成復(fù)數(shù)域的頻率特性？怎么利用頻率特性繪制奈奎斯特圖和Bode圖；奈奎斯特圖能體現(xiàn)系統(tǒng)哪些性能？Bode圖能體現(xiàn)系統(tǒng)哪些性能？（5）穩(wěn)定性是研究控制系統(tǒng)的一個目的。利用傳遞函數(shù)怎么判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性？利用奈奎斯特圖怎樣判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性？利用Bode圖，怎樣判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性？

（四） 教學(xué)方法及內(nèi)容的變化

有一位置隨動系統(tǒng)，方框圖為圖a，Mp≤5%當系統(tǒng)輸入單位階躍函數(shù)時，1）校核該系統(tǒng)的各參數(shù)是否滿足要求？2）在原系統(tǒng)中增加一微分負反饋，如圖b所示，求微分反饋的時間常數(shù)τ。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法，注重理論講授，對于實踐及應(yīng)用的認識和重視度不夠，導(dǎo)致學(xué)生失去學(xué)習(xí)興趣。其實筆者調(diào)查了一部分學(xué)生，發(fā)現(xiàn)學(xué)生不是不想學(xué)習(xí)課程，而是覺得課程內(nèi)容太抽象，不知道在實際中有怎樣的應(yīng)用。因此，在課程教學(xué)的過程中，一定要強調(diào)理論應(yīng)用的實際意義，盡量結(jié)合現(xiàn)實中的例子。

如圖1例題是關(guān)于二階振蕩系統(tǒng)時間響應(yīng)性能指標的常規(guī)題目。講授過程中可以將其引入到汽車懸掛系統(tǒng)設(shè)計的問題上。懸掛系統(tǒng)需要在汽車行駛過程中保持有效的抗震性能，也就是遇到顛簸時最大超調(diào)量不宜過大，否則乘客會感覺很不舒適。設(shè)計師先設(shè)計了a方案，通過計算檢驗是否滿足要求；如果不滿足要求，增加怎樣的微分負反饋環(huán)節(jié)，可以使設(shè)計的懸掛系統(tǒng)滿足要求。通過這種具體事例表述的方式，學(xué)生接受起來就容易的多。

三、 總結(jié)

對于應(yīng)用型獨立院校，怎樣培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才已經(jīng)成為迫在眉睫的問題。解決培養(yǎng)問題，就要抓住教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，盡可能將課程內(nèi)容和教學(xué)思路轉(zhuǎn)向應(yīng)用。筆者根據(jù)《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)經(jīng)驗，探討了如何改變教學(xué)思想，將知識與事例結(jié)合，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以達到培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。

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