探討控制工程原理的教學(xué)革新范文

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一、教學(xué)改革的思考與舉措

針對教學(xué)過程中總結(jié)出的問題，為了使“控制工程原理”課程的教學(xué)更加適應(yīng)應(yīng)用型本科教學(xué)的需要，結(jié)合車輛工程專業(yè)的實際情況進行了多項改革舉措。

1.精彩說課，明確學(xué)習目的

在“控制工程原理”每學(xué)期的第一節(jié)課安排教師進行說課活動。首先，主要是講解“控制工程原理”的發(fā)展史，學(xué)習目的，本課程對將來的學(xué)習有哪些幫助，能解決什么問題，在目前的汽車控制系統(tǒng)中有哪些控制理論應(yīng)用其中并舉例說明，以便于充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習積極性，其次，再對教材進行簡析、提前預(yù)告重點難點、課時安排等，對課程內(nèi)容進行高度壓縮，將課程內(nèi)容分為分析與設(shè)計兩大塊，其中分析包括時域分析法、根軌跡分析法、頻域分析法，分析與設(shè)計都是圍繞控制系統(tǒng)的穩(wěn)、準、快展開的。這些內(nèi)容的介紹可以讓學(xué)生在第一節(jié)課就對本學(xué)期的教學(xué)在宏觀上有了了解與把握，有助于將來的學(xué)習。

2.加強數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，簡化推導(dǎo)過程，注重結(jié)論

良好的數(shù)學(xué)功底是學(xué)好該課程的重要基礎(chǔ)，為了讓學(xué)生不因為數(shù)學(xué)而影響學(xué)習該課程，首先在課程開課學(xué)期的上一個學(xué)期末通知學(xué)生開學(xué)后即將會用哪些數(shù)學(xué)知識，以便學(xué)生提前復(fù)習。其次，對于經(jīng)常用到的數(shù)學(xué)結(jié)論重點講解。最后，在講解該課程時，弱化公式、定理等的推導(dǎo)過程，重點關(guān)注對結(jié)論的理解，以及如何使用結(jié)論解決控制問題。

3.強調(diào)概念，啟發(fā)式教學(xué)

該課程中有大量的概念，學(xué)好概念對學(xué)習該課程至關(guān)重要。在教學(xué)過程中不停地向?qū)W生強調(diào)理解好概念的重要性。例如學(xué)生在學(xué)習中會遇到閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)傳遞函數(shù)、閉環(huán)系統(tǒng)誤差傳遞函數(shù)等等的概念，如果對這些概念描述的系統(tǒng)沒有認真理解，很可能在將來的系統(tǒng)分析中犯錯誤。在教學(xué)過程中為了增加課堂互動性，重點采用啟發(fā)式教學(xué)，比如當講授方框圖化簡成傳遞函數(shù)時，在講解的最后時段會展示一道用方框圖化簡很繁瑣甚至無法化簡的一道題給學(xué)生計算，當學(xué)生化簡不成功時，引出下一個內(nèi)容——用梅遜公式化簡法來計算此題。通過這樣的方法，學(xué)生對梅遜公式的印象會更加深刻。

4.雙目標培養(yǎng)模式

“控制工程原理”是一門理論性很強的課程。該課程可以有效培養(yǎng)一個學(xué)生的理論素養(yǎng)，為將來的繼續(xù)深造奠定一定的基礎(chǔ)，因此將一個班級的學(xué)生分為工程應(yīng)用型與考研深造型，上課時講授的內(nèi)容是一樣的，但是上課時省略的一些推導(dǎo)過程，以及一些對數(shù)學(xué)要求較高的結(jié)論，要求考研深造型的學(xué)生要在課后推導(dǎo)出來，并交推導(dǎo)過程筆記。另外在課后作業(yè)方面，針對工程應(yīng)用型的學(xué)生，主要讓學(xué)生理解控制理論在工程中的應(yīng)用與計算，針對考研深造型，主要讓學(xué)生掌握復(fù)雜計算與控制理論應(yīng)用。

5.考核方式多樣化

傳統(tǒng)的考核模式主要是閉卷考試。這種模式會讓學(xué)生產(chǎn)生應(yīng)用型本科院?！翱刂乒こ淘怼苯虒W(xué)改革研究盧軍鋒凌秀軍摘要：針對應(yīng)用型本科院校車輛工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標，以“控制工程原理”課程為基礎(chǔ)，首先分析課程教學(xué)過程中的問題與不只為考試而學(xué)習的現(xiàn)象，并且出現(xiàn)考完試后知識點遺忘速度很快的特點，究其原因是所學(xué)知識運用不足。因此，我們采用課程報告與開卷的形式來考核學(xué)生的掌握情況。開卷考核成績占總成績百分之五十，開卷考試使學(xué)生不必記憶大量的理論公式，通過開卷考核要求學(xué)生會查找資料，然后解決工程問題。課程報告的成績占總成績百分之五十，課程報告的內(nèi)容是針對一類實際系統(tǒng)，要求學(xué)生建模后轉(zhuǎn)化成傳遞函數(shù)，分別利用時域法、根軌跡法、頻域法分析系統(tǒng)性能，然后再提出系統(tǒng)系性指標，學(xué)生按要求進行校正設(shè)計，為了不使數(shù)據(jù)雷同，每位學(xué)生得到的系統(tǒng)模型參數(shù)都不一樣。通過課程報告使學(xué)生對一個系統(tǒng)進行了建模、分析、校正三各環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，使學(xué)過的知識得以應(yīng)用。經(jīng)過學(xué)生的反饋，這種靈活的考核方式取得了比較好的效果，也受到學(xué)生的歡迎。

6.充分利用仿真軟件教學(xué)

MATLAB是基于矩陣運算的高性能可視化軟件，對于“控制工程原理”中復(fù)雜的計算與求解過程可以通過該軟件很輕松實現(xiàn)計算與求解，同時對于“控制工程原理”中的各種圖形也可以很容易畫出。因此，在課堂上引入該軟件有助于節(jié)約時間、驗證結(jié)論、分析對比不同參數(shù)對系統(tǒng)圖形的影響等等。在前面提到的考核中，要求學(xué)生首先寫出詳細的手工計算過程，然后再寫出完整的MATLAB語言計算程序，并畫出精確圖形，使學(xué)生對“控制工程原理”常用的直接求解法、間接評價法、計算機仿真分析法能融會貫通。

7.開放實驗室，重視實踐教學(xué)

實踐教學(xué)是教學(xué)系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，良好的實踐教學(xué)不僅能使學(xué)生鞏固和加深所學(xué)理論知識，又能使學(xué)生通過實際操作、觀察現(xiàn)象、寫實驗報告等過程，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力與思維能力。傳統(tǒng)的“控制工程原理”實驗是基于實驗臺的驗證性實驗，學(xué)生只是按照要求完成一系列驗證性實驗，因此無法適應(yīng)應(yīng)用型本科院校培養(yǎng)模式的需求。實驗教學(xué)的真正展開往往受到硬件實驗設(shè)備的限制，因此我們使用的是THBDC-1型控制理論實驗臺，該實驗臺可以完成驗證性實驗，也可以進行綜合設(shè)計性實驗。在課內(nèi)安排驗證性實驗，在晚間六點到九點的開放實驗室時間段向?qū)W生安排綜合設(shè)計性實驗，該時間段的實驗學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣在網(wǎng)絡(luò)上預(yù)約，這樣可以加強學(xué)生對知識的鞏固與理解。

二、結(jié)束語

應(yīng)用型本科院校的車輛工程專業(yè)要求學(xué)生所學(xué)理論必須與實踐有機結(jié)合，理論為實踐服務(wù)，理論為解決工程問題服務(wù)，決不可進行大量空洞的理論教學(xué)，使學(xué)生失去學(xué)習積極性。通過多年的教學(xué)改革研究，針對應(yīng)用型本科院校車輛工程專業(yè)的“發(fā)控制工程原理”所做的改革取得了良好的效果。

作者：盧軍鋒凌秀軍單位：金陵科技學(xué)院機電工程學(xué)院