梁皓瀾 葉春曉 劉 波 袁書萍 張 偉

（[1]湖南工程學(xué)院電氣與信息學(xué)院 湖南·湘潭 411104；[2]衡南縣明德小學(xué) 湖南·衡陽(yáng) 421100）

0 引言

MATLAB是重要的電氣仿真軟件，其功能豐富，應(yīng)用面非常廣，可以應(yīng)用于電力電子、電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)、電力系統(tǒng)等課程中實(shí)際問(wèn)題的仿真，現(xiàn)已作為一門專業(yè)必修課在理工科專業(yè)被廣泛開(kāi)設(shè)?！癕ATLAB 與系統(tǒng)仿真”課程是我校電氣工程、自動(dòng)化、電子信息工程和通信工程等電類專業(yè)的院級(jí)限選課。通過(guò)學(xué)習(xí)“MATLAB 與系統(tǒng)仿真”課程，可加深學(xué)生對(duì)專業(yè)課的理解，同時(shí)提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和處理工程問(wèn)題的實(shí)踐能力。[1]

本人進(jìn)入學(xué)校擔(dān)任主講教師就一直主講電類專業(yè)的“MATLAB 與系統(tǒng)仿真”課程，隨著國(guó)際工程教育的推進(jìn)和發(fā)展，本人對(duì)照國(guó)際工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)思考和發(fā)現(xiàn)了在教學(xué)過(guò)程中教師的教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)存在的一些問(wèn)題。如：

（1）教師教學(xué)方法過(guò)于陳舊和死板，理論知識(shí)講授通過(guò)多媒體+板書的方式單向地向?qū)W生傳授，整個(gè)教學(xué)過(guò)程是枯燥乏味以及無(wú)趣的，同時(shí)學(xué)生不能很好地消化和理解老師講解的內(nèi)容，特別是涉及到專業(yè)性的建模仿真，如：電力線路故障仿真。如果學(xué)生沒(méi)有提前明白線路故障和保護(hù)的原理，大部分學(xué)生對(duì)于模型建立后的仿真結(jié)果分析就不明白，從而導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)根本達(dá)不到鍛煉學(xué)生的實(shí)踐操作能力和解決工程實(shí)踐問(wèn)題能力，實(shí)驗(yàn)大多是通過(guò)老師上課已把實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行示范式地教學(xué)講解，很多同學(xué)只需照著老師一步一步做好就行了，達(dá)不到自己解決問(wèn)題和思考問(wèn)題的能力，當(dāng)碰到新的問(wèn)題，大部分同學(xué)會(huì)出現(xiàn)各式各樣的問(wèn)題，而且不能獨(dú)立完成，從而導(dǎo)致學(xué)生的實(shí)踐能力薄弱。[2-4]

（2）學(xué)生自主思考編程和建模能力弱，創(chuàng)新改進(jìn)意識(shí)薄弱。

（3）學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀性和興趣不強(qiáng)。由于本課是專業(yè)選修課，大多數(shù)學(xué)生都意識(shí)不到該課程的重要性。主觀上他們對(duì)于該門課的學(xué)習(xí)興趣不高，認(rèn)為該課只需要拿到學(xué)分，成績(jī)合格就好，沒(méi)有意識(shí)到該課程對(duì)他們以后的工作和學(xué)習(xí)有什么樣的優(yōu)勢(shì)。因此基本上學(xué)生的目的就是為了通過(guò)考試獲取學(xué)分。

（4）很多學(xué)生存在學(xué)習(xí)效率低，學(xué)習(xí)方法不當(dāng)，動(dòng)手能力差的問(wèn)題。上述這些問(wèn)題不僅對(duì)“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)具有實(shí)踐工程能力和創(chuàng)新能力的電氣工程師有很大的影響，同時(shí)嚴(yán)重影響該課程的教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程。因此如何改進(jìn)該課程的教學(xué)方法提高教師教學(xué)效果和學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性，促使學(xué)生對(duì)這門語(yǔ)言真正感興趣并且學(xué)有所用有著重要的意義。

1 教學(xué)方法改進(jìn)

本文針對(duì)“MATLAB與系統(tǒng)仿真”課程教學(xué)現(xiàn)狀存在的問(wèn)題，探索改進(jìn)該課程理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)方法，提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)興趣。

1.1 理論教學(xué)方法改進(jìn)

（1）由于該課程內(nèi)容多，課時(shí)少，很多老師一味追求如何全面講解該課程而忽視學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，為了提升教師教學(xué)效果，可借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，把教學(xué)資料放在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，為學(xué)生提供上課的電子課件PPT、課前任務(wù)、課后任務(wù)及相關(guān)測(cè)試等資源，如課前任務(wù)可給同學(xué)們一個(gè)案例，讓同學(xué)們分組去查找資料、調(diào)查和分析思考案例，讓學(xué)生形成對(duì)課程理論知識(shí)以及案例的認(rèn)知。當(dāng)案例涉及到教師上課要講授的理論知識(shí)時(shí)，可將本案例作為該課堂的重點(diǎn)分析和討論的點(diǎn)，可讓學(xué)生分組進(jìn)行討論、交流，因此學(xué)生可以不斷加深自己對(duì)本課程理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)、理解并掌握。同時(shí)提高了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。老師只需對(duì)學(xué)生討論過(guò)程中出現(xiàn)不懂的理論知識(shí)和語(yǔ)法進(jìn)行深入講解外，其他的讓學(xué)生們學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，可利用MATLAB 的help 和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的資源去自主學(xué)習(xí)，這樣不僅可以解決教學(xué)學(xué)時(shí)少的問(wèn)題，同時(shí)可以提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題和自主思考問(wèn)題的能力。

（2）為了提升學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣和積極性，在課程中多深入分析該軟件在本專業(yè)的工作和以后的研究中的作用和應(yīng)用現(xiàn)狀。多在課堂的案例中講解利用該軟件解決實(shí)際工程能力的應(yīng)用價(jià)值和優(yōu)勢(shì)，分析該軟件可解決學(xué)生一些專業(yè)課不能理解的知識(shí)和現(xiàn)象，可通過(guò)舉例和演示一些經(jīng)典仿真案例，如書本上的晶閘管三相橋式整流器的仿真，通過(guò)分析該例的仿真結(jié)果，讓同學(xué)們明白晶閘管三相橋式整流器的通斷原理，因此讓學(xué)生們知道該課程的學(xué)習(xí)可輔助他們學(xué)習(xí)專業(yè)課。多在課堂里引入實(shí)例不僅可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)又能培養(yǎng)學(xué)生分析和思考問(wèn)題的能力。

（3）為了培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和邏輯推理能力，理論教學(xué)采用多媒體+板書的教學(xué)模式，對(duì)于一些編程思路和數(shù)學(xué)公式，在黑板上畫出程序流程圖，帶領(lǐng)學(xué)生一步一步地編寫代碼，最后，對(duì)程序代碼進(jìn)行詳細(xì)講解，演示程序運(yùn)行結(jié)果，進(jìn)行總結(jié)歸納。并板書推導(dǎo)一些簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)公式，引導(dǎo)學(xué)生如何進(jìn)行數(shù)學(xué)模型搭建。

（4）為了提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，可以在機(jī)房進(jìn)行理論教學(xué)，特別是關(guān)于simulink 建模相關(guān)內(nèi)容，如模塊庫(kù)的使用，學(xué)生可以在教師講解模塊的位置和使用方式時(shí)，在自己電腦上調(diào)用和查看，更容易、更直觀地學(xué)習(xí)和掌握simulink 模塊庫(kù)的使用技巧，提高學(xué)習(xí)效果。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)

目前實(shí)驗(yàn)課基本上是讓學(xué)生鞏固上課的理論知識(shí)，大致掌握MATLAB 軟件如何操作，并不能鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)新能力。我院“MATLAB 與系統(tǒng)仿真”實(shí)驗(yàn)課主要為MATLAB基本知識(shí)（語(yǔ)法掌握）、simulink 基本操作、電力電子器件及其應(yīng)用仿真、交直流調(diào)速系統(tǒng)仿真、電力系統(tǒng)仿真，每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題目和內(nèi)容都是一致的，這些實(shí)驗(yàn)不足以使每個(gè)同學(xué)能夠掌握理論語(yǔ)法知識(shí)，更達(dá)不到強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新性思維能力和實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。

為了引導(dǎo)每位同學(xué)能夠獨(dú)立思考和靈活運(yùn)用MTALB，培養(yǎng)學(xué)生的自主性、創(chuàng)新能力、協(xié)作能力以及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。給每位同學(xué)不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在實(shí)驗(yàn)課之前，將全班同學(xué)進(jìn)行分組，每組設(shè)計(jì)以項(xiàng)目為核心的綜合式實(shí)驗(yàn)，多位同學(xué)圍繞一個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題，協(xié)作和分工完成該實(shí)驗(yàn)，并每個(gè)人有想法和帶著問(wèn)題進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行討論、設(shè)計(jì)和建模仿真，這樣不僅可以讓同學(xué)們能夠掌握老師授課時(shí)無(wú)法掌握的專業(yè)理論知識(shí)，而且能夠靈活掌握關(guān)于專業(yè)性知識(shí)的MATLAB 建模仿真相關(guān)問(wèn)題的方法、步驟和過(guò)程。

2 結(jié)論

“MATLAB與系統(tǒng)仿真”現(xiàn)已作為一門專業(yè)必修課在理工科專業(yè)被廣泛開(kāi)設(shè)，為提升教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果，本文分析該課程教學(xué)現(xiàn)狀，以該課程存在的問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，探索改進(jìn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方法。