霍海波 匡興紅 周悅 楊琛 孫曉明 謝嘉
[摘 要] 本文闡述了自動化控制技術課程群教學團隊的建設思路與目標,從德育體系建設、課程體系梳理、教學方法和教學手段改革、實驗實踐體系建設和教學科研一體化等方面對教學團隊的建設舉措進行了探究,以建立一支綜合素質高、教學手段先進的教學團隊,提升人才培養(yǎng)質量。
[關鍵詞] 教學團隊;課程群;自動化控制;探究
[基金項目] 2019年度上海海洋大學“基于自動化控制技術課程群的探究型教學團隊”建設項目(A1-2005-00-300277)
[作者簡介] 霍海波(1976—),女,山西忻州人,工學博士,上海海洋大學電氣工程系副教授,主要從事自動控制研究;匡興紅(1972—),
男,四川射洪人,工學博士,上海海洋大學電氣工程系副教授(通信作者),主要從事智能控制研究。
[中圖分類號] G642? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324(2020)30-0044-02? ? [收稿日期] 2019-12-23
上海海洋大學電氣工程及其自動化專業(yè)以社會需求為導向,遵循“厚基礎、重實踐、寬口徑、倡創(chuàng)新”的指導思想,把內容聯(lián)系緊密、內在邏輯性強、同屬一個培養(yǎng)能力范疇的同一類課程作為一個課程群進行建設。自動化控制技術課程群是我校電氣工程及其自動化專業(yè)的主干學科之一,主要包括自動控制原理、信號分析與處理、現(xiàn)代控制理論、智能控制、計算機控制技術、控制系統(tǒng)仿真等八門課和一門電氣工程及控制實訓實踐課。該課程群對本專業(yè)學生系統(tǒng)地掌握自動控制理論與方法的專業(yè)知識及創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用[1]。
高校師資隊伍的建設水平直接關系到學校的教育教學質量,以課程群為核心組建教學團隊是一種非常有效的教學團隊建設策略[2]。通過建立教學團隊可以加強課程之間的交流與合作,以系列課程建設為平臺,改革教學內容和方法,整合開發(fā)教學資源,以課程群為組織設計綜合實驗實踐教學,從而提高教師整體素質和教學水平。
一、教學團隊建設的思路與目標
建立以課程群負責人為中心,以骨干教師為主力軍,以青年教師為后備軍,造就學歷結構、職稱結構、年齡結構、學緣結構合理、學術水平高的高質量教學團隊,在教學、科研、學科建設方面發(fā)揮團隊作用,深化教學改革,提高教學質量,以培養(yǎng)綜合能力高、實踐能力強的高級工程技術人才。
根據(jù)自動化控制技術課程群建設的總體目標(將相關的理論課程和技術課程同實際被控過程有機地結合起來,用控制的理論知識完成對實際生產過程系統(tǒng)的有效控制),教學團隊整體考慮課程群內課程銜接、理論教學內容、實驗教學內容、教學方法改革、理論與實踐的合理配置以及課程群內容的優(yōu)化,從而讓學生從大二年級到大四年級完成一個有機系統(tǒng)的學習過程。通過教學團隊建設,使我校電氣工程及其自動化專業(yè)教學目的性更明確,培養(yǎng)方向性更突出,技能培養(yǎng)的過程連續(xù)性更強并不斷加深。
二、自動化控制技術課程群教學團隊的建設舉措
(一)落實課程德育教育,建立完善的課程德育體系
本課程群的核心是自動控制技術,梳理、挖掘課程群內每門課程與控制技術相關的德育元素,編寫課程德育要點和案例,并整合、提煉形成課程群的德育體系。
(二)課程體系梳理
教學團隊通過剖析不同課程之間的內在聯(lián)系建立課程體系,明確課程邏輯關系及其在培養(yǎng)方案中的地位。規(guī)范專業(yè)核心課程與選修課程之間的教學內容分配、銜接等,突出重點,避免內容重復[3]。以核心課程為主導,將學科最新研究成果及時補入教學內容,并定期修訂與完善各門課程教學大綱。
“自動控制原理”和“現(xiàn)代控制理論”課程主要講授自動控制系統(tǒng)分析和綜合的基本理論和方法,理論性較強,用于指導實踐。計算機控制技術、控制儀表及裝置等以電動機為被控對象,以控制器為核心,以電力電子變換裝置為執(zhí)行機構。智能控制是自動控制發(fā)展的高級階段。該教學團隊課程主線清晰,既注意課程各自的特點,又強調它們的內部聯(lián)系。
自動控制原理主要講述系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)性能(穩(wěn)態(tài)性能和動態(tài)性能)分析和系統(tǒng)綜合三方面內容?,F(xiàn)代控制理論等也主要圍繞這三方面內容進行講解。針對同一個問題,如判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性,就自動控制原理課程本身而言,我們可以分別通過時域法、根軌跡法和頻域法對系統(tǒng)穩(wěn)定性進行判別。同時還可以縱向對比,即將上述系統(tǒng)穩(wěn)定性判別方法與李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)及離散系統(tǒng)穩(wěn)定性判別方法相對比,分析不同方法之間的內部聯(lián)系及各自特點。
(三)教學方法和教學手段改革
本教學團隊所涉及課程的主要特點是圖多、公式多,講授內容偏重控制理論與系統(tǒng)分析,理論性強,為了使知識要點的講解能形象化地展示在教學中,嘗試將MATLAB仿真技術引入到課堂教學中,幫助學生更好地理解和掌握知識難點,增強教學的實時性和互動性。此外,結合本教學團隊核心課程“自動控制原理”已建網(wǎng)絡教學平臺,進一步借助我校EOL平臺推廣建設“現(xiàn)代控制理論”“智能控制”和“計算機控制技術”課程知識要點的網(wǎng)絡教學資源,搭建課程群網(wǎng)絡教學平臺,大力推廣混合教學模式和翻轉課堂,促進學生自主學習的能動性。
另外,在課程進行到一定階段,可以設計一個完整的項目,將課堂所學理論與實踐教學有機結合起來,提高學生解決實際問題的綜合能力。此外,針對同一個技術問題,團隊成員可以指導學生根據(jù)自己課程內容設計出不同的解決方案,使知識融會貫通。
(四)實驗實踐體系建設
我校按三層次即基礎實驗、綜合實驗和設計型實驗由簡單到綜合的順序開展實驗教學。在教學過程中適當減少驗證性實驗,增加綜合、設計型實驗的比例。在控制類綜合實踐環(huán)節(jié)引入電機轉速、倒立擺等實物控制,將理論與實踐緊密結合。此外,控制問題貫穿于大學生創(chuàng)新項目的研究過程,將控制類創(chuàng)新項目成果作為案例反饋于課堂,大大改善教學效果。
在實驗與實踐教學環(huán)節(jié),團隊成員還以科研項目為背景,提煉出一些內容、難度和工作量適中的技術問題,根據(jù)學生的層次和特點確定為畢業(yè)設計題目,培養(yǎng)學生的研究和設計能力[5]。
(五)教學科研一體化,相互促進
教學團隊以提高教學質量、促進教學改革為主要任務,通過團隊建設提高人才培養(yǎng)質量??蒲袌F隊以項目為依托,探索新知識,為學科發(fā)展提供創(chuàng)新成果和支撐[3]。教學過程中,強調教研結合,將科研中的新成果和前沿課題及時補充到教學內容中。教師將研究課題的相關問題以案例的形式融入課堂教學中,讓學生認識和體會各課程基礎理論知識與方法在綜合問題求解時的重要作用[4],激發(fā)學生的學習興趣,加深學生對理論知識在技術邏輯相關性方面的整體認識和理解,從而提高教學質量。
三、結語
自動化控制技術課程群在我校電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)中具有極其重要的作用。以課程群為載體建設教學團隊對于課程資源共享,教師隊伍建設和提高教學質量具有積極的推進作用,對進一步深化教學改革具有一定的借鑒意義。
參考文獻
[1]曾慶軍,鄧志良,朱志宇,等.自動化省級特色專業(yè)控制類課程群建設[J].電氣電子教學學報,2006(1):14-18.
[2]王衛(wèi)偉,李蛟,杜慶洋,等.以課程群為核心的高校教學團隊建設實踐[J].教育教學論壇,2018(29):52-53.
[3]陳莉榮,姜慶宏,王哲,等.環(huán)境工程專業(yè)優(yōu)秀教學團隊建設探討[J].中國冶金教育,2014(5):6-8.
[4]王興東,朱華蓓,周艷,等.研究創(chuàng)新型機械基礎教學團隊的建設與實踐研究[J].教育教學論壇,2019(32):49-150.
[5]黃云志,徐科軍.以學生為中心,加強系列課程教學團隊建設——以合肥工業(yè)大學為例[J].合肥工業(yè)大學學報(社會科學版),2012(1):134-137.
Research on Inquiry-type Teaching Team Building Based on Course Group of Automation and Control Technology
HUO Hai-bo,KUANG Xing-hong,ZHOU Yue,YANG Chen,SUN Xiao-ming,XIE Jia
(Department of Electrical Engineering,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)
Abstract:This paper expounds the building ideas and goals of teaching team on the course group of automation and control technology.It explores construction measures from the aspects of moral education system construction,curricula system combing,reform of teaching methods and means,experiment and practice system construction,and incorporating scientific-research into teaching practice.The aim is to build a teaching team with high comprehensive quality and advanced teaching methods for enhancing the quality of talent-training.
Key words:teaching team;course group;automation and control technology;inquiry