關(guān)于“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”教學(xué)的幾點(diǎn)注記

賈貴西　常家東　王海霞　趙海軍

摘 要：“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”是機(jī)械工程類專業(yè)學(xué)生一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的內(nèi)容抽象、理論性強(qiáng)。該文結(jié)合自身教學(xué)體會(huì)，提出了提高該課程教學(xué)質(zhì)量的幾點(diǎn)注記，對(duì)于提高教學(xué)效率和促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程控制基礎(chǔ) 理論教學(xué) 實(shí)踐教學(xué) 應(yīng)用能力

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（b）-0124-01

“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程是機(jī)械工程類學(xué)生一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是控制論與機(jī)械工程技術(shù)理論之間的邊緣學(xué)科，研究以機(jī)械工程技術(shù)為對(duì)象的控制論問題[1-2]。由于該課程所研究的問題具有普遍性、概括性，而使該課程涉及的知識(shí)面非常廣，理論性極強(qiáng)，且非常抽象，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時(shí)感到“對(duì)所學(xué)內(nèi)容不易消化吸收—— 比較難學(xué)、且針對(duì)性不強(qiáng)—— 乏味”等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。這無疑最終使得相當(dāng)一部分學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性變差，產(chǎn)生厭學(xué)情緒，影響該課程的整體教學(xué)質(zhì)量，也導(dǎo)致這部分學(xué)生知識(shí)體系鏈出現(xiàn)斷鏈，制約其整體知識(shí)結(jié)構(gòu)的全面建立。為了使學(xué)生樹立起對(duì)這門課程的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程提供理論基礎(chǔ)和設(shè)計(jì)分析方法，并為運(yùn)用機(jī)械工程控制理分析和解決該領(lǐng)域?qū)嶋H問題奠定基礎(chǔ)，本人根據(jù)這門課的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)有以下幾點(diǎn)注記。

1 教學(xué)幾點(diǎn)注記

1.1 教學(xué)方法應(yīng)理論—實(shí)踐—再理論

本課程所討論的基本問題是在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上提升和抽象出來的內(nèi)容，是分析和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的共性問題，而具有高度的概括性、理論性。為了使學(xué)生較好的掌握和領(lǐng)會(huì)該課程的本質(zhì)特性和其在研發(fā)前沿機(jī)械工程技術(shù)的重要性，首要的任務(wù)就是必須加強(qiáng)基本理論教學(xué)，這是這門課程的根。例如，對(duì)于“拉普拉斯變換的定義、性質(zhì)和定理”這部分內(nèi)容應(yīng)該詳細(xì)、重點(diǎn)的介紹，而不應(yīng)該一筆帶過。縱觀現(xiàn)在的教材，有相當(dāng)一部分把這部分內(nèi)容并入“數(shù)學(xué)模型”這一章節(jié)，顯然降低了該部分內(nèi)容在這門課程中基礎(chǔ)性和重要性。

在掌握一些基本理論的基礎(chǔ)上，也一定要與實(shí)際結(jié)合起來，才能顯示這門課的工程應(yīng)用價(jià)值。在教學(xué)中多舉一些機(jī)械工程應(yīng)用實(shí)例，并詳細(xì)地講解如何用“機(jī)械工程控制理論”指導(dǎo)機(jī)械工程領(lǐng)域設(shè)計(jì)問題，諸如由“機(jī)床—夾具—刀具”工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的控制論問題、由“輪胎—車架—車體”組成車輛懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)的控制論問題等。

在教學(xué)中，既注重課程的理論性，又加強(qiáng)與工程實(shí)際的聯(lián)系。這樣，既克服機(jī)械工程控制理論的抽象性，又堅(jiān)定了該理論來源于實(shí)踐并再次指導(dǎo)實(shí)踐。使學(xué)生的學(xué)習(xí)目的明確，能調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)性趣，從而很好地促進(jìn)理論教學(xué)效果。

1.2 教學(xué)內(nèi)容應(yīng)提煉、重點(diǎn)應(yīng)突出

“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”的理論體系非常龐雜，在大綱要求有限的學(xué)時(shí)內(nèi)不可能講授完全部?jī)?nèi)容；況且對(duì)高等教育本身的培養(yǎng)性質(zhì)來說，也不必把教材中的全部?jī)?nèi)容都進(jìn)行介紹。因此，在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)際，仔細(xì)分析研究教學(xué)內(nèi)容，深刻理解教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)體系，對(duì)教學(xué)面進(jìn)行精心提煉。既要保證學(xué)生對(duì)該課程的發(fā)展現(xiàn)狀有全面的了解，又要保證教學(xué)中重點(diǎn)突出機(jī)械工程控制論特點(diǎn)。如：在教學(xué)中對(duì)于分析控制系統(tǒng)的性能特性時(shí)，應(yīng)詳細(xì)講述機(jī)械工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的時(shí)域分析法和頻域分析法，而對(duì)于根軌跡法就不予詳細(xì)講解。

該課程理論的普遍性、通用性等特性，造成該課程的一些基本概念、定義及定理等具有深刻的內(nèi)涵，如拉普拉斯變換的定義、傳遞函數(shù)的概念、頻率響應(yīng)的定義、系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念等。因而，在教學(xué)中，應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)這些基本概念、定義、定理等的理解和應(yīng)用；對(duì)于他們的推演過程，應(yīng)適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化（只要推演過程精確即可、不必追求推演的嚴(yán)密性[3]），其目的是幫助學(xué)生的理解、記憶及靈活應(yīng)用。

在教學(xué)中要分清主次，對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容要突出講、深入講，如：典型環(huán)節(jié)、二階振蕩環(huán)節(jié)、頻率特性、Bode圖、穩(wěn)定程度判斷等。只有這樣，才能使學(xué)生領(lǐng)會(huì)該課程的本質(zhì)，進(jìn)而應(yīng)用該課程理論解決機(jī)械工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題。

1.3 教學(xué)方式應(yīng)多樣化

對(duì)于教學(xué)方式應(yīng)當(dāng)多樣化，如：板書教學(xué)與多媒體結(jié)合、實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)與仿真教學(xué)結(jié)合等。這樣可使抽象的概念具體化、形象化，激發(fā)和調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.4 加強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)

學(xué)習(xí)的最終目的是為了應(yīng)用，用理論去解決工程問題。在教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生用機(jī)械工程控制理論解決實(shí)際工程問題的能力。

首先，在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，加強(qiáng)控制理論與工程應(yīng)用的結(jié)合。在教學(xué)過程中，結(jié)合機(jī)械工程實(shí)例，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，提高學(xué)生理論應(yīng)用實(shí)際意識(shí)。

其次，注重實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)。課程應(yīng)設(shè)置一些諸如典型環(huán)節(jié)的模擬分析、時(shí)域和頻域的相應(yīng)實(shí)驗(yàn)以及穩(wěn)態(tài)誤差的研究等驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，也應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生應(yīng)用控制工程理論解決機(jī)械工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題。

最后，著力培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用仿真軟件進(jìn)行模擬分析應(yīng)用能力。通過應(yīng)用仿真軟件模擬分析真實(shí)的機(jī)械工程控制系統(tǒng)的性能特性，可以提高了學(xué)生綜合分析解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科研能力，為他們后期的專業(yè)學(xué)習(xí)以及將來工作和深造打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2 結(jié)語

“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”課程的教學(xué)目的是如何讓學(xué)生更好領(lǐng)會(huì)、掌握本課程的本質(zhì)內(nèi)容，并能靈活應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。那么，在教學(xué)中，要結(jié)合該課程實(shí)際特點(diǎn)，密切專業(yè)聯(lián)系，凝煉教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)的重點(diǎn)，以提高教學(xué)質(zhì)量；培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，著力提高學(xué)生分析和解決問題的能力，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳康寧.機(jī)械工程控制基礎(chǔ)修訂本[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2011：2-8.

[2] 楊叔子.機(jī)械工程控制基礎(chǔ)[M].5版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005：7-8.

[3] 陳康寧.機(jī)械工程控制基礎(chǔ)修訂本[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2011：8.endprint