《自動化概論》課程教學探討

聶宗瑤，張書茂

（安徽城市管理學院，安徽合肥230601）

《自動化概論》課程教學探討

聶宗瑤，張書茂

（安徽城市管理學院，安徽合肥230601）

面對自動化工程技術快速發展的現狀,自動化工程領域對專業技術人員的需求量越來越大.在如此背景下，為了更好地提升教學質量和效果，就需要我們把課堂理論教學和實際的應用相結合，從專業培養目標、專業特點以及教學內容和方法等方面，對《自動化概論》課程的教學模式進行探討.

自動化概論；教學探討；實踐；教學模式

教學工作已近六年，主要擔任電子信息自動化類專業的課程教學，多次主講《自動化概論》這門基礎課.通過試探性的研究，對《自動化概論》的教學內容、教學方法和教學模式有了一些見解.

1 課程說明

《自動化概論》是自動化專業的專業基礎課，是自動化專業新生入學后的第一學期開設的課程，主要為了讓自動化專業新生能夠對自動化專業的性質有正確的認識和理解，并且懂得它在人類社會中的地位和作用，以及自動化技術的當前概貌和它的未來發展前景而設置的一門自動化專業入門課程，涉及的理論只做簡單了解，無須深入講解.為了讓學生能夠在以后的學習中有良好的思路以及方法基礎[1]，就要學生在學習本課程后對于自動化專業做到：首先要了解專業培養的目標是什么，其次要知道以后教學的內容，此外還要理解自動化專業本身的性質和特點、自動化技術的地位和作用.

自動化專業所屬的一級學科（即控制科學與工程）是一種交叉性學科.自動化研究的內容涉及電子、計算機、生化、機械以及管理等多個專業和學科的知識，同樣在多學科領域中他的研究成果也是可以應用的.由此可見《自動化概論》作為一門選修課面向學校的其他專業開設也是很有利的.不僅可以加快交叉學科的發展同時也促進了本專業和其他專業之間的融合.通過本課程的學習之后，能夠讓學生在初步了解自動化控制中的一些基本原理并且在了解基本知識的基礎上，把其他專業與本專業的區別和聯系弄清楚.這樣便于以后對于專業課的把握和學習.此外在整個自然界和整個社會中都會存在各種形式的“控制思想”，所以我們不能把控制理解為簡單的機器控制.當然也不僅僅局限于自然科學中的控制.因而如果學生能夠將這種“自動控制”的觀念和思想應用到其他的專業和領域中，對他們的綜合素質培養以及個人能力鍛煉是非常有幫助的.因此，這門課程對剛入學新生是很重要的.

2 教學過程中遇到的問題

在實際的教學中發現：對于剛進入大學階段的新生來說，想完全達到《自動化概論》課程既定的教學目標是有一定的難度.新生剛從高中過來，在學習過程中仍然比較習慣于簡單的記憶背誦，對于以實際應用為主、要求掌握實際操作技能的學習內容還不能適應[2].同學們的課前預習、課后復習的習慣沒有養成，還習慣于老師的不斷提醒催促，可是大學學習畢竟不同于中學，更大程度上要靠自學.還有就是在概論課上若只講些基本理論知識，學生會感到枯燥并且出現眼高手低的現象，也就是：上課的時候，老師的講課他們不屑一顧，聽上去這些概念都很簡單很好懂，覺得自己都會.可是一旦遇到問題，需要獨立思考的時候，就不知從何下手了.明明很多同學上課聽課很認真，可是并不能做到理解領會.

第一，因為傳統的課程并不是很完善，所以學生在學習該課程前的專業基礎知識相對薄弱，并不是很扎實.本課程的教學對象是沒有相關基礎知識的入學新生，還有一些其他專業的學生，他們對本專業基礎知識沒有系統的學習過，了解專業相關的東西很少.此外該課程安排的學時不是很多（16個學時）因而本課程的教學難點就是：學生如何能在有限的時間之內入門，然后掌握課程的主要內容.在以往的教學過程中，對學生的知識體系結構沒能充分的考慮.所以講課的起點就比較高，正是如此，造成很多之前課程里面的一些基礎知識不作為重點而忽略，最后學生就不能夠理解.并且很多課程在教學過程中過分注意現代理論及其演變的推到過程，從而使得很多學生在掌握喜歡方面有很大困難.學生難以入門，就會失去對于該課程的興趣，這樣久會直接導致教學的預期效果達不到.

第二，由于教學的形式很單一化，因而學生的學習能動性就不能充分的調動.在傳統的教學過程中知識老師單一的在課堂上講解，但是這種單一講解的方式并沒有很好的效果，對于學生理解抽象的概念和理論知識是很難的.學生由于在學習過程中沒有自己思考的空間，而只是一種處于被動接受的狀態，所以他們很難會有自己的發散思維，也會漸漸的由于教師的這種教學方式而失去對學習的興趣.所以為了培養教育有素質的人才[3]，在教學過程中就要調動學生的主觀能動性，讓學生有學習的興趣.

第三，自動化技術在許多新興起來的領域中有非常迅速的發展，研究成果以及新的理念每年都會誕生許多.如果教學內容不能與時俱進，專業前沿和熱點問題涉及不多，而主要以教科書展開講解，就會造成教學內容落后于時代發展.例如：我國的李德毅院士和王守覺院士在最近幾年分別提出了：暈模型、方式模式識別理論等，這些都是專業領域較新的理論；還有在控制系統理念方面，從CIMS（Computer IntegratedManufacturingSystem計算機集成制造系統）、PCS(ProcessControlSystem過程控制系統)、ERP(Enterprise ResourcePlanning企業資源計劃)、無縫連接（Seamless Connection）到現在的協作（Collaboration）、協調（Coordination）和共存（Co-xistance）的全新理念；在智能化方面，從靈巧式（Smart）、智能化（Intelligent）到現在的智理化（Wisdom）和物聯網（Internetofthing）.這些知識理念都是科學研究的前沿，雖然作為新誕生的理念也并不是枯燥乏味的，并且在所以我們在教學的過程中，為了充分調動學生的興趣和主觀能動性，可以讓學生多注意這些知識理念的發展方向.但是這些新的內容在教材中出現會要經過幾年甚至十幾年的時間，正因為如此：如果再教學的過程中沒有很好的把握前沿的東西，而知識參考教科內容進行教學.就會難以調動學生學習的興趣和學生的主動性，同樣學生也沒有辦法了解專業在當前的形勢和熱點問題以及專業前沿.

3 教學模式的探索

在如今的新形勢下，教育工作者需要深入思考和研究如何能夠充分的利用教學資源，讓教學效果達到最佳.當然這樣也會讓學生能夠充分的學習，更好的掌握專業知識和技能.鑒于《自動化概論》課程教學存在的這些問題，根據課程教學目標的需要，將一些經典理論和實際工程的內容做適當的融合和調整，在教學中加入實際操練和專題講座的內容，以調動學生的積極性，使他們更好地理解自動化概論的內容.

3.1 以學生為教學中心，充分強調學生的參與意識

在長期的中小學教學中，學生處于比較被動的位置去接受知識，這種教學方式對高校教學的課程來說是不妥的.應用型高校教育要求培養學生的實際應用能力，在教學中強調學生要掌握知識和技能，這就要求教學要以學生為中心，充分強調學生的參與意識，促使他們加入到教學中來，這樣才能更好地掌握知識[4].

同時，自動化專業本身也有其特殊性：一方面，自動化工作要與各相關專業打交道，對自動化專業與其他專業間的融會貫通能力要求比較高，要求學生培養服務工藝意識與各專業融會貫通的能力，這一點必需現在就加強培養.另外一方面，自動化專業屬工科專業，工科專業的課堂，有它的好處——紀律很好，學生基本上能認真聽講.但是也有不足——不夠活躍.上課的時候，他們傾向于去聽老師說、聽同學發言，坐在自己的座位上和自己的想法暗地對照，很少有人愿意主動站起來表達自己的見解.因此，自動化專業概論的課堂氣氛容易陷入沉悶.經常出現老師提問問題臺下一片寂靜的景象.這樣不利于師生之間的溝通和交流，教師也無法及時了解同學們的知識掌握情況.

針對這種情況，在本課程開課的首節課上，要求學生用十分鐘時間準備然后上講臺自我介紹.用這種方式引導他們開口，雖然有的同學遲遲不愿上臺，也有的同學發言非常簡短、局促不安，甚至話還沒完全說完就飛似的回到座位上.但是他們畢竟上臺了、發言了，這就是一種練習和進步.同時，在同學的發言中，教師也大概了解了一下同學們的性格特點.在以后的課堂提問中，需要有創新思路的，要找些性格比較外向、比較活潑的同學，他們一般都比較敢表達自己的看法，即使不全面、不正確，但是他們的敢想敢說對其他同學有示范作用[5].而對知識型的、復習類的提問，就要有意識地找比較內向、不愛發言的作答，并以肯定的語氣鼓勵他們促使他們發言.最終使每位同學都參與到課堂教學中來.

3.2 采取多樣化的教學形式，培養學生的學習興趣

對本專業的課程教學可以采用多種方式.為了讓學生能夠對重點概念理解透徹，老師在講解的時候就可以利用板書和多媒體結合方式，以精講的方式來實現.當然在教學過程中會有些實際應用的實例，我們通過實物圖片和多媒體相結合的方式讓學生能夠掌握所學習的內容時更加直觀、深刻.同時我們也應該注意在教學過程中，以能力培養為基本原則，加強實踐在教學中的分量.為達到充分利用學校教學儀器設備的目標，就要求在教授授課的過程中讓學生參觀實驗控制系統的演示.如飛思卡爾智能賽車比賽系統、PLC控制系統、電力拖動裝置實訓臺等實驗裝置.學生在經過控制實驗的觀摩和學習之后，能夠更好的理解“自動控制”的概念，并且了解“自動控制”的應用范圍.因為觀摩學習控制實驗更加形象具體，與傳統的理論教學相比優勢很多.此外，如果能夠在課堂重點講解概念和基本原理的同時，開設一系列相應的自動化控制領域的專家講座，學生根據自己的興趣愛好選擇其中自己喜歡的講座，不僅可以增大學生的知識量，還可以開闊他們的視野，培養他們學習的興趣[6].

3.3 將案例教學引入課堂.在課堂上討論問題，加強合作交流能力

如果教師能夠在平時的教學過程中省去一些繁瑣的公司和理論的推導過程，而是重點講解自動化技術所涉及的基本概念和基本的知識，雖然這些知識都是基本的但是將更有利于學生對專業技術的學習和知識的掌握.在講課的過程中，通過具體的案例從實際應用的角度出發，來對基本原理和概念進行講解，會使得學生對專業知識的接受更為容易.同時我們需要重點培養學生解決實際問題能力以及學生交流合作能力，讓其全面發展.

教師上課最怕的就是給學生講理論，而基礎課最多的就是理論.若是單純地分析講授理論學生聽起來覺得枯燥，也不好理解.如果能夠結合實例講解，效果就會好的多.所舉的案例也得注意不能是書上原有的導入主題的案例，否則學生會覺得已經看過了，不感興趣.

教師還經常要同學們在課堂上就某個熱點、難點問題展開討論，允許同學之間討論，但是要求他們討論之后形成一個相對完整的意見，選取兩三個代表上黑板寫下自己的答案，然后要求同學們對黑板上的幾個答案做點評和補充，爭取讓盡可能多的同學參與到解答問題中來.促進他們積極思考、準確表達自我意見的習慣.

根據課內所學知識，在課外讓學生組成討論組對某個疑難專題展開討論，同學們能通過小組討論甚至辯論來解決學習中的難點問題.因為提出不同意見的不是老師而是自己的同學，他們就不會輕易接受別人的意見而盡可能維護自己的觀點[7].這樣，思想認識就更深入、更全面，學習中的難點解決之后印象也就更深.這種小組討論的意義不僅在于解決了課程學習中的難點問題，同時以報告的形式上交討論結果，從而提高學生的學習能動性.更能增強學生之間的合作意識和交流能力.

3.4 提高教師自身業務水平，創造條件把專業的熱點和前沿的內容帶進課堂

如果讓學生跟得上科學的發并且能夠站在學術的前沿，就不能在教學的過程中拘于課本的知識.我們可以通過采用前半部分課程過程進行基礎知識的課堂講解，在學生掌握到一定程度后，再通過系列講座的方式來使學生對世界學術的發展和自動化的學術動態有所了解.講座主要是通過兩種途徑來舉辦：一則是，加強與兄弟院校的交流和溝通邀請他們的知名學者來學校做學術報告.講座可以是自動化領域中的一個課題，但是這個課題是他們研究的目前領域內最新最前沿的.通過這種形式可以讓學生對某一個領域的熱點和前沿問題有所了解，并且通過此種方式營造一定的學術氛圍，對他們是很有益的.二則是，學校可以提供專業教研室的課程相關教師參加國內外學術會議的機會，在他們了解、學習了該領域的前沿動態后，回到學校進行相關的整理，然后在學校內組織相應的講座，讓學生們對專業領域的前沿動態和發展趨勢有所了解，當然同時也要讓學生知道再已經取得研究成果之外還有待研究或者需要繼續深入研究的問題.例如，最近一年多本校的教師就參加了過程控制會議、2011ISKE人工智能和知識工程國際會議等多個國內外學術活動.這些學術活動的參加是十分有益的：教師來說對其業務水平以及科研能力提高有所幫組，學生來說經過前沿的學生問題講授，便于學生們了解本專業的發展方向和趨勢.

4 結束語

關于《自動化概論》的理論教學，就是要結合實際工作和生活來教，促使學生積極主動地學習，這樣可以取得事半功倍的效果.在教學中樹立以學生為中心的理念，進行案例拓展式授課，采取師生、生生之間互動交流的方式來解決課程學習中的問題.從而形成“理念先導---案例教學---互動交流”的課程教學模式.通過這種教學模式，大大提高了《自動化概論》的教學效果，也增強同學們的學習興趣.

〔1〕汪晉寬,于丁文,張健.自動化概論[M].北京：北京郵電大學出版社,2006.

〔2〕程淑華.高等學校開展創新教育的探討[J].教育探索,2006 (6):15-16.

〔3〕張玉榮.論創新教育與創新型人才的培養[J].教育探索, 2006(5):10-12.

〔4〕杜國明.我國高校新生教育研究綜述[J].中國教育創新導刊,2009(07).

〔5〕王勇.適應與超越:大學新生角色轉換研究[D].南京航空航天大學,2008.

〔6〕賀莉萍等.入學教育對大學新生專業思想的影響[J].湘南學院學報,2008(04).

〔7〕劉妍,馬玉華.高職學生競爭意識培養[J].山東省農業管理干部學院學報,2007（02）.

G641

A

1673-260X（2013）11-0180-03

安徽省高校自然科學資金資助項目（KJ2013Z011）