探微控制工程基礎教學模式革新范文

本站小編為你精心準備了探微控制工程基礎教學模式革新參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

一、現有教學模式存在的問題

隨著計算機技術和多媒體技術在教學中的普遍運用，現有的教學模式已經有了重大的改變并取得了長足的進步。例如，講解理論時結合多媒體演示工程實例，利用Matlab對時域分析、頻域分析及系統校正等各章節相關知識點進行模擬仿真等。但現有的教學模式仍然存在著不足，主要表現在：

1.學生基礎理論相對薄弱與課程需求之間的問題

我校是典型的應用型工科院校，學生的數學基礎相對薄弱，而傳統的教學模式要求學生具有較強的工程數學基礎，特別是復變函數課程中的拉氏變換部分。對于這種強調數學基礎的課程，如果不改變教學模式，將會使部分學生（特別是三表學生）失去學習的興趣和動力。同時，“控制工程基礎”這門課的預修課程較多，如機械設計、電工學、大學物理、理論力學等方面的知識。這就對學生學習本門課程提出了更高的要求：補習工程數學知識的同時，還要復習其他專業基礎知識。

2.理論知識與實際應用結合的問題

盡管“控制工程基礎”這門課程所涉及的知識面廣，對學生知識儲備要求高，但學時分配卻非常有限。為使學生更好地掌握理論知識，在教學過程中采用多種教學方法，引入工程實例并開設相關的實驗課程，但大部分實驗是基礎實驗，和工程實際結合不夠緊密，而且學生對實踐環節沒有足夠重視，缺乏動手能力，這就使學生在學完課程以后仍然不知道這門課程到底是做什么的，該怎樣用。因此，要在有限的學時內使學生盡快掌握理論知識，并能運用理論去思考、解決一些相關的工程實際問題，把理論和實際應用有機結合起來成為教學模式改革的關鍵。

3.課程知識點系統性強與學生缺乏系統認知的問題

實際上，“控制工程基礎”是一門系統性非常強的課程，而在以學習知識點為中心的教學中，學生只是掌握了一些孤立的知識點，卻很難將各知識點串起來，因而缺乏對機械工程控制系統的整體認知能力、系統分析與綜合設計的能力，不能很好地滿足企業對人才的需求。因此，在學習的過程中，應該使學生首先明確課程研究的對象是系統輸入、輸出及系統本身三者之間的關系。研究的主要任務是系統分析，即已知系統和系統輸入，求系統的輸出并分析系統。在分析系統時采用的兩個主要方法是時域法和頻域法，而分析內容則是控制系統的基本要求：穩定性、準確性和快速性。這樣就把整個課程的主要內容穿插起來，但這遠遠不夠，還需要通過其它方式進一步培養學生對系統的認知和理解。結合“控制工程基礎”課程現有教學模式存在的問題，本文提出引入“CDIO教學理念+案例教學”教學模式，使學生更好地理解理論知識的同時，提高學生動手能力和理論應用于實踐的能力。

二、“CDIO+案例教學”教學模式改革的實施

1.什么是“CDIO+案例教學”教學模式

CDIO工程教育模式是以美國麻省理工學院為首的全球幾“控制工程基礎”課程教學模式的研究與探索李大勇林海鵬張鴻艷王桂榮王立新摘要：分析了“控制工程基礎”課程現有教學模式中存在的問題，提出了“CDIO+案例教學”的教學模式，詳細闡述了該模式下“控十所著名大學倡導的現代工程教育框架，即構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）、運作（Operate）的縮寫。它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程的理論、技術與經驗。案例教學法被定義為“在課堂教學中以案例為中心，教師的教和學生的學通過案例的組織、分析、討論和總結把抽象的理論和呆板的法條與實際相結合，使普遍性的理論觀點和特殊的事實材料相統一，記憶性的知識學習和操作性的分析思考相統一。根據“控制工程基礎課程”自身的特點，本文提出授課時采用“CDIO+案例教學法”有機結合的新型教學模式，學生和老師一起設計和構思工程案例，把知識點和其它專業課的知識融入在工程實例中加以分析和驗證，這必定會充分調動學生學習的主動性和積極性，增強學生對系統的認知，提高學生理論應用于實踐的能力。

2“.CDIO+案例教學”教學模式在“控制工程基礎”課程中的開展途徑

CDIO教學模式的核心思想是讓學生在“做中學”，以“工程項目”或“項目案例”為載體來組織整個學習過程，以過程中不同階段的知識需求為驅動來安排教學內容和方法。由于“控制工程基礎”這門課程主要內容包括建立系統數學模型，根據系統模型對系統進行時域分析、頻域分析（分析系統的快速性、準確性、穩定性）和系統校正，課程系統性強，適合通過案例結合CDIO模式進行教學。在教學過程中，本文提出的“CDIO+案例教學”教學模式分為兩條路線和四個過程：兩條路線包括教師路線和學生路線；四個過程是構思過程、設計過程、實踐過程和考核過程。首先，教師要對教學設計進行構思。一個好的教學設計可以激發學生的學習興趣，使枯燥的學習內容生動起來，呆板的學習過程活潑起來。其次，要對所講授的知識點進行設計，力爭把每堂課所要講授的主要知識點融入到具體實例中。在該環節里，可以把學生分成若干小組，給學生分配任務，針對所要學習的知識點，查閱資料，設計相關案例并進行分組討論，加深對知識的理解。再次，合理穿插前面學過的知識，設計綜合實驗并讓學生親自動手實踐，不能通過實踐驗證（沒有實驗條件）的綜合實驗可以通過模擬仿真加以驗證。特別需要注意的是，該階段主要是培養學生對實踐結果進行分析并總結歸納到相對應的理論知識點的能力。最后，改變原有“一次考試定乾坤”的考核方式，加大實踐部分的考核分值。根據學生的實驗態度、動手能力、創新能力等來綜合評分，這種考核方式更能體現出學生對知識的應用能力，同時具有較強的靈活性。具體的“CDIO+案例教學”教學模式開展途徑。

3“.控制工程基礎”課程實施“CDIO+案例教學”教學模式存在的困難

（1）短時間內制作出完善和全面的優秀案例存在困難。如果把每個知識點都穿插在好的案例中，是一個龐大的工程，這需要有經驗的教師經過長時間的思考、歸納和總結。

（2）課程計劃學時少與該教學模式所需教學學時較多的矛盾。由于實踐環節和學生討論環節的增多，整個教學過程所需學時必然會增加，針對這一困難，可以將某些案例討論的內容放在課下分組進行，老師批閱每個小組的討論結果并在課上進行總結，這樣就會大大縮短案例討論所占用的時間，而不影響學習效果。

三、結束語

以應用型人才培養目標為導向，提出了在理論教學中融入“CDIO理念+案例教學”，結合實驗室實驗和Matlab模擬仿真組成的新的“控制工程基礎”課程教學模式。改變現有“控制工程基礎”課程教學占主導的現狀，以“做中學”的形式培養學生創造能力及解決實際問題的能力，進而培養出具有扎實專業技術基礎、綜合工程系統能力和良好團隊協作能力的當代應用型人才。

作者：李大勇 林海鵬 張鴻艷 王桂榮 王立新單位：黑龍江科技大學機械工程學院