“控制工程中的程序設計”教學改革探討

馮肖亮

摘要：本文對“控制工程中的程序設計”課程的教學方式進行改革探索，從教材選用、課堂教學、實踐教學、考核方式等方面進行改革探索。通過教學改革，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：控制工程中的程序設計;教學改革;啟發式教學

中圖分類號：G642文獻標志碼：A文章編號：2095-9214（2015）10-0065-01

引言

為了適應控制技術和控制理論的發展形式需求，提高自動化類本科教學質量，突出工程系統設計應用，控制工程中的程序設計作為自動化相關專業的一門專業平臺課程，能夠加強學生對控制工程中相關知識的鞏固掌握;同時著重討論控制工程中Matlab程序設計，培養學生實踐與動手能力。結合講授“控制工程中的程序設計”課程的實際情況，筆者從以下幾方面進行教學改革探索。

一、教材的選擇

教材的選用應該以教學大綱為準繩，以便于學生理解、掌握知識為目的。因而，教材的選用應該能夠在規定課時內完成教學大綱規定知識點的講授，服從該學科整體教學規劃的安排。教材的選用還應該以學生為本，選擇詳略合理、體系恰當、便于理解的教材作為教師施教、學生學習的助手。我們通過比較，在課程教學過程中選用了王燕平教授主編的《控制系統仿真與CAD》[1]，還參考了薛定宇教授和陳陽泉教授的《基于Matlab/Simulink的系統仿真技術與應用》[2]。

二、課堂教學改革

1.利用多媒體教學

多媒體課件具有豐富的表現形式，在減少大量板書時間的同時，還能夠提供形象、彩色、直觀的感性材料，使得一些抽象難懂的工程問題變成具體的畫面，使得學生直觀地理解、掌握所學習的知識點，以及不同知識點間的異同。例如：在講述循環結構時，for語句和while語句都能讓循環體語句反復執行，但二者的區別對于初學者來說是較難掌握的。通過流程圖的對比，學生就能直觀地發現：for語句需要預先給定循環次數，而while語句不需要。

綜上所述，多媒體教學具有明顯的優勢。但是，利用多媒體教學并不是利用網絡搜索精品課程的PPT，然后照本宣科就可以了;制作切合學生知識水平、符合大綱要求的多媒體課件，需要我們去精心準備，我們不僅需要通過精品課程借鑒教學名師的寶貴經驗;還需要結合實際授課的課堂情況、學生學習的實際需要，控制類課程的自身特點。在課堂教學完備之后，還需要根據授課效果，及時總結、修改課件中存在的問題。

2.啟發式教學

長期以來，我們國家的高校教育在知識為本的教育觀指導下，多采用填鴨式的教學方法，重視知識的傳授而忽略了學生動手能力的培養?！翱刂乒こ讨械某绦蛟O計”是培養學生實踐動手能力的專業平臺課。Matlab包含的命令與工具箱數不勝數，工程中可能遇到的控制問題也枚不勝舉。如果教師使用填鴨式教學方法，照本宣科，就會壓抑學生的積極性和創造力;當遇到新的問題時，學生仍然不會分析問題、解決問題。因而，我們積極探索能夠培養學生積極性、創造力的啟發式教學方法。

國內外很多著名大學都十分重視啟發式教學方法，強調教學中的師生互動[3]。啟發式教學方法是一種新的教學理念，能夠有效活躍課堂氣氛。例如，在講述if語句時，我們會講到if語句包括單分支if語句結構、雙分支if語句結構和多分支if語句結構。我們在介紹每種if語句時不僅利用動畫展示其流程結構來幫助大家理解三者之間的區別，還會讓同學們思考怎么樣用簡單的if語句結構來表示復雜的if語句結構，讓學生花幾分鐘時間去思考、揣摩，對有想法的同學給予一定的激勵，并鼓勵其講解給其他同學;然后引導學生總結不同if語句結構之間的異同。

很多老師都對學生上課玩手機的問題頭疼不止，我們認為如果能夠加以引導利用，手機也可以為我們的課堂教學服務。“控制工程中的程序設計”要教導學生如何利用matlab命令解決工程問題，那么讓學生通過網絡查找所遇到的問題可能利用哪些命令來完成處理就非常有意義。例如，在講解如何利用matlab命令生成一個正弦波信號時，我們讓學生自己上網查找利用什么命令來生成正弦信號。學生通過自己思考、上網查找、解決問題，不僅能夠達到授人以魚的目的：增強學生對新知識的記憶，使其掌握的更加牢固;而且還能達到授人以漁的效果，培養學生主動學習的興趣，掌握思考問題、解決問題的方法。

三、強化實踐教學

“控制工程中的程序設計”課程實踐性較強，各種命令、工具箱和編程技巧都需要通過實踐去理解、消化，這就要求我們在理論教學的同時加強實踐教學環節。我們安排了總課時的1/3進行實踐教學。同一實驗題目，不同學生有不同的設計思路。這就要求我們指導實驗時要因人而異，因材施教。此外，鼓勵學生進行分組討論，不同思路的碰撞更有利于提高學生的實踐動手能力。

四、考試改革

依據期末考試來考核的方式不容易客觀、真實地反映出學生利用matlab處理控制工程中程序設計問題的能力。我們采用平時作業、課堂表現、實驗情況、期末考試綜合考慮的方式進行考核。此外，我們擬對考試方式也進行一些新探索，如上機考試等。

五、結論

通過“控制工程中的程序設計”課程的教學改革和探索，學生的動手能力、學習主動性、思考問題能力都明顯提高，取得了較好的教學效果。在今后的教學過程中，我們還將繼續探索，爭取對本次教學改革的成果進一步完善。

（作者單位：河南工業大學）

基金項目：河南省教育廳自然科學項目（No.15A413011）

參考文獻：

[1]王燕平，控制系統仿真與CAD，北京：機械工業出版社，2011

[2]薛定宇，陳陽泉，基于Matlab/Simulink的系統仿真技術與應用，北京：清華大學出版社，2011

[3]周浩森，宣立明，趙吉祥，“數學物理方法”啟發式教學探索，中國電力教育，2010，30：87-88endprint