現(xiàn)代控制理論課程教學(xué)改革的探討

【摘要】現(xiàn)代控制理論是一門理論課程，其內(nèi)容復(fù)雜難學(xué)，而且知識(shí)含量大。傳統(tǒng)的教學(xué)方式單一。本文根據(jù)在教學(xué)中存在的問題，進(jìn)行教學(xué)方法的改革及研討。在教學(xué)方式上將傳統(tǒng)的教學(xué)方法進(jìn)行改革，將現(xiàn)代化的多媒體教學(xué)應(yīng)用其中，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將matlab應(yīng)用其中，使學(xué)生能夠?qū)F(xiàn)代控制理論的理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，體現(xiàn)其實(shí)用性。通過改革提高課堂教學(xué)效率，改革考核方式，建立和諧的課堂教學(xué)氛圍。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代控制理論多媒體教學(xué)改革matlab

【中圖分類號(hào)】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）06-0021-02

1.現(xiàn)代控制理論教學(xué)現(xiàn)狀

現(xiàn)代控制理論是自動(dòng)化、電氣專業(yè)本科學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該課程是自動(dòng)控制原理的后續(xù)課程，也是碩士研究生線性系統(tǒng)理論、最優(yōu)控制理論等學(xué)位課程的基礎(chǔ)。因此，在教學(xué)中應(yīng)該提高學(xué)生對(duì)現(xiàn)代控制理論重要性的認(rèn)識(shí)，使其對(duì)這門課程感興趣，真正為將來(lái)的再學(xué)習(xí)或工作打下良好的基礎(chǔ)。現(xiàn)代控制理論在電氣專業(yè)本科教學(xué)大綱中規(guī)定是一門選修課，課堂教學(xué)為32學(xué)時(shí)，該課程包含線性系統(tǒng)狀態(tài)空間方法和李雅普諾夫判據(jù)兩部分。從課程來(lái)說(shuō)，內(nèi)容較多，課時(shí)較少。為了適應(yīng)人才素質(zhì)教育培養(yǎng)的要求，有必要對(duì)現(xiàn)有的課程進(jìn)行有效的教學(xué)改革，探索新的教學(xué)模式及教學(xué)方法，注重對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

2.課程教學(xué)方法的改革

2.1.教學(xué)內(nèi)容的改革

對(duì)于電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，主要是掌握狀態(tài)空間的表達(dá)式，線性控制系統(tǒng)的可觀性及可控性，利用亞普諾夫的穩(wěn)定性判據(jù)。因?yàn)檎n時(shí)少，內(nèi)容多，需要依據(jù)大綱選出重點(diǎn)內(nèi)容，重點(diǎn)講授基本概念、基本原理和基本方法，重要知識(shí)點(diǎn)。在現(xiàn)代控制理論中，有很多需要數(shù)學(xué)的證明，而且都和線性代數(shù)有關(guān)，特別是矩陣方面的，這無(wú)疑增加學(xué)生學(xué)習(xí)的難度，降低學(xué)生學(xué)習(xí)現(xiàn)代控制理論的興趣和積極性。

2.2.教學(xué)方法的改革

教學(xué)方法是課程改革的重頭戲。教學(xué)過程是師生交往、共同發(fā)展的互動(dòng)過程。現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，要求培養(yǎng)的學(xué)生不是單純的繼承型、守業(yè)型人才，而是具有獨(dú)立思考、善于進(jìn)取，有豐富創(chuàng)造思維能力，能適應(yīng)新形勢(shì)發(fā)展需要的開拓型人才。為了在較短的學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生獲取到豐富的知識(shí)，作為教師一份十分重要的任務(wù)，就是大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過程中的普遍應(yīng)用，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，改革課程教學(xué)方法和教學(xué)手段，適應(yīng)教育發(fā)展的新時(shí)代要求。

現(xiàn)代控制理論是一門理論性比較強(qiáng)的課程，它的內(nèi)容比較抽象，難以理解，其內(nèi)容中包含大量的復(fù)雜的公式和證明。傳統(tǒng)的授課方式就是“教師+粉筆+黑板”的教學(xué)方式。這樣花的時(shí)間多，而且學(xué)生不易產(chǎn)生興趣。隨著計(jì)算機(jī)及通信技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，電子課件、投影儀的使用、運(yùn)用多媒體教學(xué)大大改善了教學(xué)方式的單一性。在課堂教學(xué)中采用電子教案與黑板結(jié)合的方式，教師邊操作邊講解，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行交互式教學(xué)，不斷向?qū)W生提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考，使其提出自己的設(shè)想和看法，然后由教師加以總結(jié)和理論上的提高。這樣既克服了教師課堂教學(xué)條件的局限性，又可以借助多媒體課件形象，將學(xué)生帶入一個(gè)形象、具體的環(huán)境，使教學(xué)的概念實(shí)體化，有利于教學(xué)內(nèi)容的理解和掌握，很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)在直觀性和動(dòng)感性方面的不足，調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；同時(shí)，采用多媒體課件，增加了教學(xué)信息量，解決了因?qū)W時(shí)少帶來(lái)的教學(xué)內(nèi)容不足的問題。

另一方面可以借助matlab仿真軟件增加真實(shí)感。matlab是美國(guó)Math works公司開發(fā)的新一代科學(xué)計(jì)算軟件，是一套高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化軟件，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)輔助分析設(shè)計(jì)、仿真、數(shù)據(jù)處理等領(lǐng)域，是當(dāng)今國(guó)際上公認(rèn)的在科技領(lǐng)域方面最為優(yōu)秀的應(yīng)用軟件和開發(fā)環(huán)境。使用matlab語(yǔ)言工具進(jìn)行現(xiàn)代控制理論的計(jì)算與仿真是最佳的。在課堂上可以通過多媒體適當(dāng)?shù)夭迦胗衜atlab編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的表示、能控性、能觀性和穩(wěn)定性的判別。同時(shí)采用matlab軟件可以很方便的求解高階系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移陣、特征值、特征向量等。通過仿真教學(xué)輔助方式，使學(xué)生從matlab運(yùn)算的結(jié)果更形象地理解和掌握現(xiàn)代控制理論分析系統(tǒng)的方法，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，主動(dòng)地接受相關(guān)知識(shí)，從而提高教學(xué)效率，改善教學(xué)效果。

3.考核方法

作為選修課的考核方法主要是學(xué)生的出勤率。作為一名教師，不僅是給學(xué)生傳授知識(shí)，也應(yīng)該關(guān)心學(xué)生的生活。需要和學(xué)生建立一種和諧的師生關(guān)系，讓學(xué)生喜歡上你的課，而不是通過考查出勤率讓學(xué)生被動(dòng)來(lái)上課，即使學(xué)生在課堂上，也沒有聽課的興趣。針對(duì)選修課教師應(yīng)該用多種多樣的考查方式。在教學(xué)過程中，應(yīng)將課堂提問、小測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)、出勤，結(jié)合起來(lái)作為平時(shí)成績(jī)，并將此成績(jī)按照一定的比例記入總評(píng)成績(jī)。最后要有一個(gè)小型的結(jié)課考試，反映一下學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握情況。作為學(xué)生的期末考試成績(jī)。對(duì)于考核方式，在給學(xué)生的第一堂課就要申明清楚。對(duì)于平時(shí)缺課的同學(xué)及時(shí)找其談話，對(duì)其進(jìn)行教育。這樣我們不僅能夠讓學(xué)生學(xué)到科學(xué)的知識(shí)，更能感受到學(xué)校大家庭的溫暖。這樣的考核辦法更能體現(xiàn)公正公平。

4.結(jié)束語(yǔ)

為了能適應(yīng)現(xiàn)代教育發(fā)展的需要，現(xiàn)代控制理論課程必須與時(shí)代俱進(jìn)，不斷改革教學(xué)方法與手段。多媒體課件及MATLAB語(yǔ)言都能生動(dòng)形象的吸引學(xué)生的注意力，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)自動(dòng)控制理論的積極性，進(jìn)一步得提高教師教學(xué)質(zhì)量。學(xué)生不僅掌握一門課程，也掌握了一門重要的開發(fā)語(yǔ)言，和一個(gè)應(yīng)用軟件，為后繼專業(yè)課程的學(xué)習(xí)和將來(lái)的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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