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摘 要:应用型本科高校是适应经济结构调整和满足高等教育大众化、普及化需求的产物,在人才培养方面,主要目标是生产、建设、管理和服务第一线的应用性人才;在科学研究方面,侧重与地方、行业发展密切相关的应用性研究,提倡科研与教学相互促进和良性循环;在社会服务方面,强调解决当地生产建设和实际生活中的现实问题,为所在区域的经济社会发展服务[1]。
关键词:本科院校 自动化控制原理 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)04(b)-0073-01
《自动控制原理》是自动控制技术的基础理论,该课程不仅要求有扎实的高等数学、工程数学、电路、电机与拖动等课程的基础知识,而且还要有很强的计算能力。课程学习的效果直接影响到学生后续专业课程的学习。但实际教学中学生普遍反映此课程难学,学生的掌握程度也不高。如何依据学校的发展定位,针对现有问题,本文从以下几个方面阐述此课题的改革方案。
1 激发学生学习兴趣
学习兴趣指一个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态。学生对某一学科有兴趣,就会持续地专心致志地钻研它,从而提高学习效果。从对学习的促进来说,兴趣可以成为学习的原因。所以,学习兴趣既是学习的原因,又是学习的结果。学生的学习兴趣与教学有密切的关系。
学生对《自动控制原理》课程没有学习兴趣大体有以下几个原因:一是学生不清楚本课程的意义及重要性;二是学生对相关学科的基础知识不扎实,对学科之间的交叉理解能力不够强;三是未建立抽象理论与實际工程的联系。因此,在整个教学过程中要始终关注学生学习兴趣的激发问题。
现有的方法中均强调在讲授中要大量引用实例,但并未提出何时加入何种实例。实例的引用要随课程的讲授进度而变。在绪论部分的实例应该是学生生活中能够接触到的实例为好,如电冰箱的温度控制系统。在课程讲授中需要根据学生已学课程并结合专业引用实例为好,如自动化专业已学过电机与拖动课程后,可以引用铝箔扎机控制系统等。若能很好的引用实例,不仅提高学生的学习兴趣,同时课程的意义及重要性学生自然明白。
激发兴趣的方法很多,但若要使学生很好地掌握这门课程,还要研究教学内容和教学方法的改革。
2 改革教学内容和教学方法
几乎每所院校的精品课程中都有《自动控制原理》课程,可见对此课程的重视程度。教师应该结合本校的定位来组织设计每一个知识点的讲授。
2.1 理论和实验教学内容改革
本课程的理论教学主要讲授系统的模型建立、系统分析设计的基本理论。学生学习中遇到的拦路虎是数学知识的薄弱,其中数学推导内容很多,这些内容会难倒一部分同学,所以在讲授中应突出知识点的应用,原理性的推导要弱化。如在第三章讲解系统稳定性判别时,不必对劳斯判据进行详细的数学推导,而是要交待清楚其依据是根与系数的关系,解决了通过求解根判别系统稳定性这种方法的计算繁琐问题。重点讲解劳斯表的列写,尤其是特殊情况时列写方法,及如何依据劳斯判据对系统进行稳定性判别。这样学生就可以清晰地掌握这个内容,不至于陷入数学推导而被难倒。这样的知识点还有很多,都需要教师深入研究,用学生容易理解接受的方式讲授。
本课程的实验教学主要是对原理的验证性实验及综合设计性实验。验证性实验目的是通过实验使学生对基本理论加深理解,如系统的时域分析是自动控制理论中一个很重要的分析方法,学生在理论学习中掌握典型系统模型、时域响应及性能等理论知识,通过二阶系统时域响应验证性实验,能够加深学生对二阶系统性能与系统特征参数间关系的理解。便于时域分析方法的应用。而综合设计性实验目的是通过实验培养学生分析解决问题的能力,学生对一个实际问题分析,提炼出数学模型,再利用所学分析方法对其分析,根据对系统的要求,设计系统的校正装置。这种实验,将自动控制理论的基本理论完整地联系在一起,将本课程知识构成一个整体,达到解决实际问题的目的。
2.2 理论和实验教学方法改革
教学方法与教学目的、教学内容相联系,是实现教学目的和完成教学任务不可或缺的工具。教学方法是师生在教学活动中采用的方法,包括教师教的方法和学生学的方法[2]。
教学中仅用传统的注入式教学方法,不能很好地激发学生学习兴趣,也不利于教与学的相互作用。启发式教学方法,可以为学生留出更多的思考空间,不断培养学生思考、解决问题的能力。交互式教学方法,可以把学生从被动的学习变为主动学习,学生真正加入教的过程中,学习效果明显增强。采用计算机的演示式教学方法是本课程教学方法改革中最突出的部分,比如,很多难理解的理论知识、实际应用的案例等都可以通过多媒体课件来讲解,使理解更加深入,对一些关键的结果,可以通过matlab仿真的方式,形象生动地展示给学生,省去了枯燥的语言描述。自学指导法、练习法、研讨法、参与式等教学方法都可以在教学中使用。
实验教学不再是教师的示范和学生的重复,将实验装置完全交给学生,每次实验都是一次实践活动。从实验仪器的使用到实验步骤的设计都由学生完成。教师主要来检查学生的实验方案和辅助学生处理实验中出现的各种问题。并依据问题,引导学生深入研究。尤其对于综合性实验的教学,允许学生自己选择实验内容,根据学生情况设定不同层次的要求,据此指导学生。
2.3 创新能力培养
创新能力包括自学能力、研究能力、思维能力、表达能力和组织管理能力,其核心是创造性的思维能力。这一能力的形成必须具备宽厚的基础知识,扎实的专业理论功底和多层次、多元化的知识结构。教学内容和教学方法改革的目的是培养学生的创新能力。通过教学内容的改革开拓学生的视野,增进学生的信息吸收量,注重各种知识的互相渗透、融合贯通。教学方法的改革鼓励学生从不同方面大胆提出问题,引导学生深入思考问题,将发散思维和集合思维的方法综合运用。要建立多维教学氛围,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,促进思维和想象能力的发展。最终达到培养学生创新能力的目标。
3 结语
在全面推进质量工程建设中,对教学的研究是解决各种问题的根本途径,学生的成才、学校的发展是通过一堂一堂课程的传授实现的。教师在实际授课过程中从学校定位出发、根据生源实际情况和所授的具体内容,灵活地进行各种改革,才能收到好的教学效果。百年大计,教育为先。要多思考、多实践,真正地提高教与学的质量。
参考文献
[1] 吴晓义,唐晓鸣.应用型本科高校的发展定位、指导思想与校本特色[J].高教探索,2008,4:75～79.
[2] 姚利民.高校教学方法研究述评[J].大学教育科学,2010,1(119):20～30.
关键词:本科院校 自动化控制原理 教学改革
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2011)04(b)-0073-01
《自动控制原理》是自动控制技术的基础理论,该课程不仅要求有扎实的高等数学、工程数学、电路、电机与拖动等课程的基础知识,而且还要有很强的计算能力。课程学习的效果直接影响到学生后续专业课程的学习。但实际教学中学生普遍反映此课程难学,学生的掌握程度也不高。如何依据学校的发展定位,针对现有问题,本文从以下几个方面阐述此课题的改革方案。
1 激发学生学习兴趣
学习兴趣指一个人对学习的一种积极的认识倾向与情绪状态。学生对某一学科有兴趣,就会持续地专心致志地钻研它,从而提高学习效果。从对学习的促进来说,兴趣可以成为学习的原因。所以,学习兴趣既是学习的原因,又是学习的结果。学生的学习兴趣与教学有密切的关系。
学生对《自动控制原理》课程没有学习兴趣大体有以下几个原因:一是学生不清楚本课程的意义及重要性;二是学生对相关学科的基础知识不扎实,对学科之间的交叉理解能力不够强;三是未建立抽象理论与實际工程的联系。因此,在整个教学过程中要始终关注学生学习兴趣的激发问题。
现有的方法中均强调在讲授中要大量引用实例,但并未提出何时加入何种实例。实例的引用要随课程的讲授进度而变。在绪论部分的实例应该是学生生活中能够接触到的实例为好,如电冰箱的温度控制系统。在课程讲授中需要根据学生已学课程并结合专业引用实例为好,如自动化专业已学过电机与拖动课程后,可以引用铝箔扎机控制系统等。若能很好的引用实例,不仅提高学生的学习兴趣,同时课程的意义及重要性学生自然明白。
激发兴趣的方法很多,但若要使学生很好地掌握这门课程,还要研究教学内容和教学方法的改革。
2 改革教学内容和教学方法
几乎每所院校的精品课程中都有《自动控制原理》课程,可见对此课程的重视程度。教师应该结合本校的定位来组织设计每一个知识点的讲授。
2.1 理论和实验教学内容改革
本课程的理论教学主要讲授系统的模型建立、系统分析设计的基本理论。学生学习中遇到的拦路虎是数学知识的薄弱,其中数学推导内容很多,这些内容会难倒一部分同学,所以在讲授中应突出知识点的应用,原理性的推导要弱化。如在第三章讲解系统稳定性判别时,不必对劳斯判据进行详细的数学推导,而是要交待清楚其依据是根与系数的关系,解决了通过求解根判别系统稳定性这种方法的计算繁琐问题。重点讲解劳斯表的列写,尤其是特殊情况时列写方法,及如何依据劳斯判据对系统进行稳定性判别。这样学生就可以清晰地掌握这个内容,不至于陷入数学推导而被难倒。这样的知识点还有很多,都需要教师深入研究,用学生容易理解接受的方式讲授。
本课程的实验教学主要是对原理的验证性实验及综合设计性实验。验证性实验目的是通过实验使学生对基本理论加深理解,如系统的时域分析是自动控制理论中一个很重要的分析方法,学生在理论学习中掌握典型系统模型、时域响应及性能等理论知识,通过二阶系统时域响应验证性实验,能够加深学生对二阶系统性能与系统特征参数间关系的理解。便于时域分析方法的应用。而综合设计性实验目的是通过实验培养学生分析解决问题的能力,学生对一个实际问题分析,提炼出数学模型,再利用所学分析方法对其分析,根据对系统的要求,设计系统的校正装置。这种实验,将自动控制理论的基本理论完整地联系在一起,将本课程知识构成一个整体,达到解决实际问题的目的。
2.2 理论和实验教学方法改革
教学方法与教学目的、教学内容相联系,是实现教学目的和完成教学任务不可或缺的工具。教学方法是师生在教学活动中采用的方法,包括教师教的方法和学生学的方法[2]。
教学中仅用传统的注入式教学方法,不能很好地激发学生学习兴趣,也不利于教与学的相互作用。启发式教学方法,可以为学生留出更多的思考空间,不断培养学生思考、解决问题的能力。交互式教学方法,可以把学生从被动的学习变为主动学习,学生真正加入教的过程中,学习效果明显增强。采用计算机的演示式教学方法是本课程教学方法改革中最突出的部分,比如,很多难理解的理论知识、实际应用的案例等都可以通过多媒体课件来讲解,使理解更加深入,对一些关键的结果,可以通过matlab仿真的方式,形象生动地展示给学生,省去了枯燥的语言描述。自学指导法、练习法、研讨法、参与式等教学方法都可以在教学中使用。
实验教学不再是教师的示范和学生的重复,将实验装置完全交给学生,每次实验都是一次实践活动。从实验仪器的使用到实验步骤的设计都由学生完成。教师主要来检查学生的实验方案和辅助学生处理实验中出现的各种问题。并依据问题,引导学生深入研究。尤其对于综合性实验的教学,允许学生自己选择实验内容,根据学生情况设定不同层次的要求,据此指导学生。
2.3 创新能力培养
创新能力包括自学能力、研究能力、思维能力、表达能力和组织管理能力,其核心是创造性的思维能力。这一能力的形成必须具备宽厚的基础知识,扎实的专业理论功底和多层次、多元化的知识结构。教学内容和教学方法改革的目的是培养学生的创新能力。通过教学内容的改革开拓学生的视野,增进学生的信息吸收量,注重各种知识的互相渗透、融合贯通。教学方法的改革鼓励学生从不同方面大胆提出问题,引导学生深入思考问题,将发散思维和集合思维的方法综合运用。要建立多维教学氛围,使复杂问题简单化,抽象问题具体化,促进思维和想象能力的发展。最终达到培养学生创新能力的目标。
3 结语
在全面推进质量工程建设中,对教学的研究是解决各种问题的根本途径,学生的成才、学校的发展是通过一堂一堂课程的传授实现的。教师在实际授课过程中从学校定位出发、根据生源实际情况和所授的具体内容,灵活地进行各种改革,才能收到好的教学效果。百年大计,教育为先。要多思考、多实践,真正地提高教与学的质量。
参考文献
[1] 吴晓义,唐晓鸣.应用型本科高校的发展定位、指导思想与校本特色[J].高教探索,2008,4:75～79.
[2] 姚利民.高校教学方法研究述评[J].大学教育科学,2010,1(119):20～30.