控制系統工程教學改革的思考與探索

陳曉明

摘 要：近些年，隨著《控制系統工程》這門課程講授的內容在許多領域發揮著越來越重要的作用，對這門課的教學要求越來越高。《控制系統工程》這門課程理論性較強而且應用性廣闊，作為一門內容豐富且較為抽象的課程，學生掌握起來難度較大。為了在課堂上提高教學質量，該文從教學內容的設置、教學方法的改進和考核方法的完善等方面進行了思考和相應探索。

關鍵詞：教學質量 控制系統工程 教學改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）12（a）-0180-02

Abstract：Control system engineering plays an important role in many fields and the requirements of the teaching control system engineering is becoming more and more high. "Control system engineering" is a course which is rich in content，more abstract， strong theoretical， with broad applicability and difficult for students to master.In order to improve the quality of teaching， this article carries on the thinking and corresponding explorationfrom the setting of the teaching content，teaching method improvement and perfection of the assessment.

Key Words：Quality of teaching；Control system engineering；Teaching reform

近年來，隨著自動化領域的快速發展以及高新技術的不斷進步，對高等院校的自動化教育提出了前所未有的更高的要求。作為《控制系統工程》這門課的任課教師，迫切體會到自動控制教學改革的重要性和迫切性。深化自動控制學科相關課程的教學改革，提高教學質量具有重要的意義，教師需要在具體的教學過程中不斷改進，思考新的教學方法，優化教學內容，改進教學理念，提高這門課程的教學質量。

1 教學過程中存在的問題

“控制系統工程”是高等教育中自動化專業的一門理論性很強的基礎課。眾所周知，隨著時代的發展，控制理論在很多領域都得到了廣泛的應用，比如航空航天、建筑、交通、機械制造等。“控制系統工程”也隨之成為高校工科不同領域專業的一門主干課程，在高等教育課程設置中具有非常重要的地位。這門課程的特點在于知識的交叉性強，課程前后聯系緊密連貫性較強，需要較強的數學基礎，需要較強的動手能力，需要與工程實踐緊密聯系，是后續專業課學習的重要基礎。

控制系統工程這門課程存在很多抽象的理論概念，許多理論結果和推導過程都運用到數學的知識。在授課過程中，有些教師習慣于照本宣科做大量的數學推導，證明書中的數學結論和定理，以及繪制一些數學曲線，卻很少解釋其對應的物理意義及工程背景。這種現象造成了學生學習興趣低，學習難度大，理解困難，并覺得課程內容非常枯燥。在實驗教學環節中，許多的實驗裝置非常陳舊，靈活性很差，限制了學生的動手能力和想象空間。而且，許多實驗過程非常單一，設計型的實驗較少，使得學生不能充分鍛煉設計能力，也不能及時將課堂上的理論知識運用到實際中。久而久之，做實驗也變成了程序化的枯燥任務，學生們也對控制系統工程的實驗教學失去了興趣，這對于學生動手能力的培養是非常不利的。

2 教學改革的思考與探索

2.1 精選教學內容

教師應該根據《控制工程基礎》課程的教學大綱，對教學內容進行宏觀地把握，應該深刻理解教材的知識結構和內容體系，抓住課程中的重點難點，進行有的放矢地教學。根據課程內不同章節不同內容的復雜度，以及教學目標的側重點，把握好深度和廣度，對課程內容進行梳理并篩選。通過這樣的精選過程，合理組織教學內容，體現出內容的由簡單到復雜，層級的遞進。采取循序漸進，逐步深化的順序對教學內容進行調整，教師必須抓住課程的重點，比如，注意強調基本概念的理解，在有些難點問題上要多出例題幫助學生理解，一些重點內容的課時也需要按照學生的掌握程度做及時的調整。只有這樣才可以使學生掌握基礎知識，理解重點難點，為后續學習打下基礎。

此外，在課程內容優化方面還需注重知識結構的更新。由于自動控制這個領域的發展速度非常快，有些課程內容已經遠遠滯后，這就對教師提出了新的要求。對于經典控制中的一些基礎內容需要予以保留，這樣才可以為后續的知識學習打下基礎。同時，對于一些已經陳舊過時的內容，可以做適當刪減。此外，在這門課程的實驗環節，也需要及時跟蹤工程實際的發展，比如與企業緊密結合，及時引入新的實驗設備和實驗內容。同時，隨著課程講解的深入，可將驗證型實驗逐漸升級為設計型實驗，從教師協助指導，逐漸過渡為學生獨立完成。經過這樣的教學內容精選后，可以讓學生既掌握好理論知識，也可以鍛煉實踐能力。

2.2 改進授課形式

隨著現代化教學資源的不斷豐富，高校教育越來越多地采用多媒體教學。不過，控制理論與工程這門課理論推導較多，雖然多媒體教學可以顯示大量內容，但是演示過程較為迅速，往往學生還沒有理解就已經進入了下個幻燈片頁面。此外，單一的放映過程使得學生容易感覺枯燥。因此，雖然多媒體教學軟件帶來了很多的便利，但傳統的板書教學仍然是必不可少的，如果想提高教學效果，需要多媒體教學和板書教學進行完美結合。另一方面，除了選擇好教學媒介之外，還要教師加強課堂互動，比如提問學生、小組討論等方式，這類互動過程可起到強化理解的效果。此外，還可以充分利用網絡資源，完善課程網站的功能，比如下載課件、互動交流、測驗、答疑輔導等功能。

在控制理論工程的實驗教學過程中，需要加強虛擬仿真實驗建設，將傳統實驗內容和相關實驗設備信息全部上網，這樣學生可以通過互聯網了解實驗。此外，還需建立開放實驗室，鼓勵開展開放型實驗，學生可通過實驗平臺自主選擇實驗內容與時間，同時完成多個不同的實驗。此外，還可以借助于仿真軟件MATLAB的強大功能，可以進一步提高實驗效率，在虛擬仿真平臺下分析系統的性能并完成實驗設計。

2.3 完善考核方式

眾所周知，考試是教學工作的一個重要環節，是檢驗學生水平的主要手段，是檢查學生是否掌握知識的主要方式。與此同時，對考核成績的評價還是教師教學效果的一種反饋。目前高校課程的考核大多數還是采用考試這種方式，這存在很多弊端，比如學生學習主動性低落、教學效果難以全面評價等。為提高教學質量，調動學習的主動性，促使教師改進教學方法，需要完善考核方式，采用合理的考核方法。這需要教師對考核方式做出改革，考試內容應當突出基礎性、實踐性和創新性，考試試題應該具有較大的開放性，并且應該分階段進行考試。除了最后的卷面考試，教師應該在平時的教學活動中，通過課堂提問、平時作業、書面報告等方法對學生進行全方面考核，而且要提高日常表現占的比例，或者增加其他考核方式，比如幾個學生共同完成系統設計，或是完成一篇相關論文等形式考核。

綜上所述，為了適應高等教育質量提高的需要，需要在教學模式以及教學方法等方面不斷進行教育教學的改革與創新，需要在實踐中大膽嘗試、不斷探索、驗證并持續不斷地改進。通過在教學內容、教學方法、考核方式等方面的改進，提高控制系統工程課程的教學質量，改善教學效果，激發學生的興趣，使得學生掌握基礎理論知識并提高學生的動手能力，這將使得學生全面掌握本門課程的知識點，也為今后的學習打好基礎。

參考文獻

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