對(duì)三本院校《機(jī)電工程控制基礎(chǔ)》課程的教學(xué)探索

摘要：《機(jī)電工程控制基礎(chǔ)》是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門必修課程，該課程理論多且抽象，教師難教，學(xué)生難學(xué)。在充分了解教師和學(xué)生對(duì)本門課程的一些反饋后，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段方面做了一些積極研究和探索，并取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：三本院校 ；機(jī)電工程控制基礎(chǔ) ；教學(xué)探索

一、引言

《機(jī)電工程控制基礎(chǔ)》是以控制理論為基礎(chǔ)，密切結(jié)合機(jī)械工程實(shí)際的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是機(jī)械工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門必修課程。本課程知識(shí)點(diǎn)多，理論性較強(qiáng)，而且比較抽象，對(duì)于基礎(chǔ)稍微偏差的三本院校學(xué)生來說具有一定的學(xué)習(xí)難度，筆者通過和其他任課教師以及學(xué)生交流，發(fā)現(xiàn)了存在的一些問題，并針對(duì)出現(xiàn)的這些問題在教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段等方面做了積極的研究和探索，通過教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的教學(xué)效果。

二、課程教學(xué)的現(xiàn)狀

在教本門課程前，筆者找了一些教過此門課程的教師了解，發(fā)現(xiàn)存在著以下幾個(gè)問題：

（1）三本院校的學(xué)生在知識(shí)的理解能力和主動(dòng)性方面稍微偏差，特別是在數(shù)學(xué)和物理等基礎(chǔ)知識(shí)方面較為薄弱。而本門課程理論性較強(qiáng)，在講授某些內(nèi)容時(shí)必須輔以數(shù)學(xué)和物理方面的知識(shí)，否則難以去解題。比如在求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)之前，一般都會(huì)講拉普拉斯變換和反變換的內(nèi)容，否則后面的傳遞函數(shù)無法寫出來，乃至于在講時(shí)域分析時(shí)，無法用拉氏反變換求時(shí)間響應(yīng)。而這些基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)生前面是沒有學(xué)習(xí)或者是學(xué)過了考完試就忘的差不多了。如果直接去用這些基礎(chǔ)知識(shí)，學(xué)生感覺很突然，很難接受；而花大量的時(shí)間去講，本課程的課時(shí)又不夠，存在矛盾。

（2）使用多媒體來教學(xué)較少。本門課程公式多，理論性強(qiáng)，用板書推導(dǎo)的方式比較容易教學(xué)，另外許多老師本身就是教自動(dòng)控制原理的，也習(xí)慣用板書來做理論推導(dǎo)。而本門課程合適的課件不多，直接拿自動(dòng)控制原理的多媒體課件來用，有時(shí)候又不太合適。因此，教師使用多媒體來上這門課的比較少。

筆者又找了學(xué)過本門課程的一些學(xué)生座談，學(xué)生方面的反饋有以下幾點(diǎn)：

（1）該課程內(nèi)容太抽象，不好理解。學(xué)生經(jīng)常說的一句話就是學(xué)完這門課都不知道是干什么用的。感覺學(xué)的那些理論很抽象，很空洞，與他們的專業(yè)有什么聯(lián)系，對(duì)他們所學(xué)的專業(yè)到底有什么用。

（2）機(jī)械方面的例子較少。上課時(shí)教師講電路方面的例子較多，而機(jī)械方面的例子比較少，他們希望能以他們的專業(yè)背景和專業(yè)知識(shí)來講一些例子，這樣他們也更容易理解。

三、課程教學(xué)的探索

（1）恰當(dāng)使用多媒體手段。現(xiàn)在隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，多媒體技術(shù)越來越成熟，也得到了廣泛的應(yīng)用。比如在講緒論時(shí)，為了增加學(xué)生對(duì)本門課程的興趣和對(duì)本門課程的作用有個(gè)初步的了解，給他們看了很多視頻和動(dòng)畫，特別是關(guān)于機(jī)械方面的，讓學(xué)生了解本門課程是干什么用的，如何來用的，和他們的本身專業(yè)有什么聯(lián)系。使他們不再感覺很抽象，不再有學(xué)了沒什么用想法。再比如講時(shí)域分析和頻域分析時(shí)，借鑒其他學(xué)校教師的經(jīng)驗(yàn)和教學(xué)成果，借助于MATLAB軟件，在課堂上給學(xué)生做演示，使學(xué)生清楚地看到由于輸入信號(hào)、系統(tǒng)參數(shù)和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化，對(duì)系統(tǒng)最終響應(yīng)曲線的影響，非常的形象、直觀。

（2）輕理論推導(dǎo)，重實(shí)踐應(yīng)用。針對(duì)三本學(xué)生基礎(chǔ)比較薄弱的特點(diǎn)，對(duì)課程中的公式不做或少做推導(dǎo)，簡(jiǎn)單講公式是如何得到的，這樣就可以節(jié)省一些時(shí)間來講解公式的應(yīng)用例題或讓學(xué)生做相關(guān)練習(xí)，增強(qiáng)他們對(duì)公式的理解和應(yīng)用，對(duì)他們以后的考試以及工作中遇到此類問題就可以進(jìn)行分析和解決。如在講時(shí)域和頻域的性能指標(biāo)時(shí)，不做具體的推導(dǎo)，只告訴學(xué)生公式是如何來的，如何使用，特別是對(duì)這些性能指標(biāo)靈活的運(yùn)用，例如給出系統(tǒng)的性能指標(biāo)，讓學(xué)生去求系統(tǒng)相應(yīng)的參數(shù)或參數(shù)的范圍。

（3）加強(qiáng)相關(guān)的數(shù)學(xué)知識(shí)講解。本門課程中重要的數(shù)學(xué)知識(shí)就是拉普拉斯變換和反變換，要安排兩次課專門學(xué)習(xí)或復(fù)習(xí)這部分?jǐn)?shù)學(xué)知識(shí)，讓學(xué)生真正掌握如何用拉氏變換來求系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，如何使用拉氏反變換求系統(tǒng)的時(shí)間響應(yīng)。對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)講解時(shí)，盡量不以上數(shù)學(xué)課的方式，只把關(guān)鍵的一些定理告訴他們，并輔以小例子使學(xué)生掌握如何使用這些定理，以及使用時(shí)要注意的一些問題，這樣學(xué)生就不糾結(jié)于數(shù)學(xué)方面的不足，就像使用工具一樣，直接拿這些定理來解決相關(guān)問題。

（4）機(jī)械系統(tǒng)的例子貫穿始終。對(duì)于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生最熟悉的莫過于機(jī)械系統(tǒng)，以后這些學(xué)生出去接觸的大多也是機(jī)械系統(tǒng)，如果只拿電路里面的系統(tǒng)來講，他們會(huì)感到有些疏遠(yuǎn)，引不起他們的興趣，對(duì)他們以后解決機(jī)械工程控制方面的實(shí)際問題也沒太大幫助。因此，在講課中盡量找機(jī)械系統(tǒng)特別是他們學(xué)過和接觸過的例子來講。以機(jī)械系統(tǒng)為例，告訴學(xué)生哪個(gè)機(jī)械系統(tǒng)對(duì)應(yīng)著什么典型環(huán)節(jié)；在建立系統(tǒng)的傳遞函數(shù)模型時(shí)，以齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)和機(jī)床的車削過程為例；最后，課程內(nèi)容都講完時(shí)，以一個(gè)實(shí)際的機(jī)械系統(tǒng)的例子來講如何利用時(shí)域和頻域進(jìn)行綜合分析系統(tǒng)的性能，如果想要校正這個(gè)系統(tǒng)，如何一步步去做。這樣就系統(tǒng)地使學(xué)生知道該如何利用本門課程的知識(shí)去解決機(jī)械工程控制方面的實(shí)際問題。

四、結(jié)語

通過課堂教學(xué)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)興趣明顯加強(qiáng)，教學(xué)效果也有了明顯的提高。從對(duì)這門課程教學(xué)方面的研究和探索中也深深的感覺到教學(xué)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程，必須了解所教授學(xué)生的特點(diǎn)，所教課程的特點(diǎn)，及時(shí)了解教學(xué)中存在的各種問題與反饋，不斷的學(xué)習(xí)與探索，才能真正地把知識(shí)傳遞給學(xué)生，讓學(xué)生學(xué)有所得。

參考文獻(xiàn)：

[1]董玉紅， 徐莉萍. 機(jī)械控制工程基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2006.

[2]曹昌勇，張曉東. 機(jī)械工程控制基礎(chǔ)課程教學(xué)方法改革[J]. 高師理科學(xué)刊， 2013（1）.

（作者單位：成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院）