構(gòu)建控制工程系列課程的立體化教學(xué)體系

王琪?高嵩?王坤

【摘 要】 針對目前工科畢業(yè)生創(chuàng)新能力較差的現(xiàn)象和傳統(tǒng)控制工程系列課程存在的問題，本文從理論課程教學(xué)體系、實踐教學(xué)模式、師資隊伍建設(shè)、教材建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等幾個方面，論述了多層次、多形態(tài)立體化教學(xué)體系的構(gòu)建策略，旨在提高學(xué)生的創(chuàng)新思維意識和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】 控制工程系列課程；立體化；教學(xué)體系；構(gòu)建

一、引言

控制工程系列課程研究自動控制系統(tǒng)的規(guī)律，是自動化、電氣工程及其自動化的重要課程，在人才培養(yǎng)中占有極為重要的地位。在幾十年的課程建設(shè)過程中，由自動控制理論、現(xiàn)代控制理論、計算機控制技術(shù)、先進(jìn)控制理論、控制系統(tǒng)仿真與CAD、自動化系統(tǒng)工程設(shè)計、運動控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)八門課程組成了控制工程系列課程。隨著特色專業(yè)建設(shè)的開展及卓越計劃的實施，研究與構(gòu)建控制工程類系列課程的立體化教學(xué)體系，符合行業(yè)發(fā)展的規(guī)律，符合我國建設(shè)創(chuàng)新型國家的戰(zhàn)略決策，符合建設(shè)優(yōu)勢專業(yè)的要求。那么在以工程素質(zhì)與工程實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)體系之上，如何對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重組、整合和更新，結(jié)合自動化與電氣行業(yè)的工程問題、工程案例和工程項目，建立課程教學(xué)的新體系，解決教學(xué)實施中的矛盾，如何培養(yǎng)符合工業(yè)化與信息化融合的需要，符合地方經(jīng)濟發(fā)展需要的具有創(chuàng)新能力的工程人才成為當(dāng)前的重點研究課題。

在教學(xué)實踐中，本著以培養(yǎng)高素質(zhì)工科學(xué)生為主要目標(biāo)，以課程體系建設(shè)為主線，以創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，以實驗教學(xué)改革為重點，將理論教學(xué)、實踐教學(xué)、師資隊伍建設(shè)、教材建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺融為一體，逐步構(gòu)建了多層次、多形態(tài)的立體化教學(xué)體系。

二、構(gòu)建的立體化教學(xué)體系的實施過程

1、創(chuàng)建四個層次、八門課程的全方位、立體化課程體系

控制工程系列課程是自動化、電氣工程及其自動化的主干專業(yè)基礎(chǔ)課程。一直以來，存在著“基礎(chǔ)與應(yīng)用”、“重點內(nèi)容與知識面”之間的矛盾。我們通過優(yōu)化課程設(shè)置、更新課

程內(nèi)容，對課程體系進(jìn)行了改革，以“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”為基礎(chǔ)，“控制系統(tǒng)仿真與CAD”、“計算機控制系統(tǒng)”、“先進(jìn)控制技術(shù)”為拓展，“運動控制系統(tǒng)”、“過程控制系統(tǒng)”為應(yīng)用，“自動化系統(tǒng)工程設(shè)計”為綜合，形成了四個層次、八門課程的全方位、立體化課程體系，減少了課程間的交叉重復(fù)，理順了控制工程系列課程的內(nèi)容銜接，明確了控制工程系列課程的地位及與后續(xù)課程之間的關(guān)系，突出控制工程系列課程的物理概念及工程背景，從多個層次提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力，如圖1所示。

2、構(gòu)建多層次、多元化的實踐教學(xué)模式

為解決理論與實踐相脫節(jié)、實踐教學(xué)模式陳舊，實踐教學(xué)手段過于單一的問題，教學(xué)團(tuán)隊以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力和綜合設(shè)計能力為主線，對實踐教學(xué)內(nèi)容、實踐教學(xué)手段、實踐教學(xué)方法進(jìn)行改革，不斷培養(yǎng)、提高學(xué)生的自學(xué)能力和分析問題能力。在強調(diào)基礎(chǔ)性實驗的基礎(chǔ)上，注重綜合設(shè)計性實驗，加強創(chuàng)新型實驗，形成必修實驗、選修實驗、開放實驗、創(chuàng)新實驗相結(jié)合的多層次實踐教學(xué)內(nèi)容，以及集課程設(shè)計、科技競賽、科研訓(xùn)練于一體的多元化實踐教學(xué)模式，體現(xiàn)了各取所需、因材施教的教學(xué)原則，達(dá)到了適合學(xué)生個性發(fā)展、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的教學(xué)目標(biāo)，如圖2所示。

3、構(gòu)建多樣化的師資隊伍，全方位培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力

為了建設(shè)一流的教學(xué)隊伍支撐控制工程系列課程的立體化教學(xué)體系，學(xué)院采取了多種措施，鼓勵和引導(dǎo)教師積極投入立體化教學(xué)體系的各個層面，穩(wěn)定核心隊伍，提高骨干教師待遇，鼓勵青年教師攻讀高一級學(xué)位，組織教師深入企業(yè)一線。在崗位設(shè)置與聘任、職稱評聘、績效工資核定、對外交流與合作等方面給予核心隊伍以傾斜，對師資隊伍建設(shè)起到了積極的促進(jìn)作用。近年來，通過持續(xù)的人才引進(jìn)，大量的博士和碩士進(jìn)入了隊伍。通過指定教風(fēng)過硬、知識過硬的老教師進(jìn)行一對一的傳幫帶，使年輕教師能順利融入隊伍和教學(xué)工作，保證隊伍的持續(xù)發(fā)展。通過多年的建設(shè)、隊伍成員的職稱結(jié)構(gòu)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)等逐步優(yōu)化，實現(xiàn)隊伍的滾動和可持續(xù)發(fā)展。以高水平師資隊伍為學(xué)生創(chuàng)新能力的提高保駕護(hù)航。

4、選用和開展以培養(yǎng)創(chuàng)新能力為目標(biāo)的教材建設(shè)

教材是進(jìn)行教學(xué)的基本工具，要適應(yīng)多樣化的教學(xué)需要，把握好教學(xué)內(nèi)容和課程體系的改革方向，注重素質(zhì)教育和創(chuàng)新能力與實踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新人才的重要保證。在教材建設(shè)工作中更新觀念，樹立精品意識，增強質(zhì)量意識，抓好重點規(guī)劃，以控制工程系列課程體系特點，選用注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)的優(yōu)秀規(guī)劃教材的同時積極開展工程特色教材和講義的編寫，緊密結(jié)合控制工程系列立體化教學(xué)體系，突出控制理論的物理概念及工程背景，淡化數(shù)學(xué)證明為原則，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使課程體系的知識結(jié)構(gòu)更加合理，內(nèi)容更加科學(xué)、先進(jìn)、系統(tǒng)、豐富、新穎，并兼顧教學(xué)體系內(nèi)的各門課程間內(nèi)容的合理銜接，進(jìn)一步明確了各門課程的教學(xué)重點及側(cè)重面，使教學(xué)內(nèi)容服務(wù)于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

5、創(chuàng)建了培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

為解決課外研究、師生討論受時間、空間限制的矛盾，以“服務(wù)于教師和學(xué)生”為指導(dǎo)思想，創(chuàng)建了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。網(wǎng)絡(luò)平臺由網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺和網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺組成。網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺包括多媒體課件、電子教材、網(wǎng)絡(luò)課程等；網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)平臺包括常規(guī)實驗指導(dǎo)、演示實驗視頻及可視化虛擬實驗。學(xué)生可以隨時隨地進(jìn)行自學(xué)、自測、習(xí)題自查和自主實驗，網(wǎng)絡(luò)平臺形象地反映了專業(yè)知識模塊的結(jié)構(gòu)和教學(xué)內(nèi)容，拓寬了學(xué)生的思維空間，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，為“自主學(xué)習(xí)型教學(xué)模式”的推廣奠定了基礎(chǔ)，達(dá)到我們教學(xué)研究成果最終要服務(wù)于學(xué)生的理念。

網(wǎng)絡(luò)平臺的建設(shè)改變了單純理論灌輸?shù)慕虒W(xué)模式，培養(yǎng)了學(xué)生強烈的創(chuàng)新欲望、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力，在教學(xué)中真正做到了“兩個區(qū)別、三個結(jié)合”。

兩個區(qū)別，即區(qū)別于純理論教學(xué)，不搞純理論灌輸；區(qū)別于一般實驗教學(xué)，不單純搞驗證性實驗。

三個結(jié)合，即理論講授與實踐教學(xué)相結(jié)合；教師講授與師生討論相結(jié)合；課內(nèi)教學(xué)與課外研究相結(jié)合。圍繞課程的重點內(nèi)容、重要概念，師生共同提出新問題、進(jìn)行新思考，同時將研究型教學(xué)模式與討論式教學(xué)模式相結(jié)合，課內(nèi)教學(xué)與課外研究相結(jié)合。師生共同對提出的問題進(jìn)行課內(nèi)、課外網(wǎng)上討論，達(dá)到互相啟發(fā)，激發(fā)創(chuàng)新思維的火花，培養(yǎng)學(xué)生強烈的創(chuàng)新意識。

三、結(jié)束語

以“培養(yǎng)高素質(zhì)工科學(xué)生”為主要目標(biāo)，以“課程體系建設(shè)”為主線，以“創(chuàng)新能力培養(yǎng)”為核心，以“教學(xué)隊伍建設(shè)”為保證，以“實驗教學(xué)改革”為重點，將理論教學(xué)、實驗教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、實踐訓(xùn)練、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)融為一體，逐步構(gòu)建的多層次、多形態(tài)的立體化控制理論教學(xué)體系，豐富了教師的教學(xué)手段，改善課堂教學(xué)效果，切實強化了實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，培養(yǎng)了學(xué)生具有強烈地自主學(xué)習(xí)欲望，帶動考核方式及其它相關(guān)課程的教學(xué)改革，為學(xué)生探索和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提供了平臺。實踐證明，新的控制工程系列課程體系有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實踐能力，體現(xiàn)了提高教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)優(yōu)秀人才的宗旨，是教育領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)的一種創(chuàng)新，具有實際應(yīng)用推廣價值。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 楊馬英，賈立新.自動化專業(yè)工程科技人才培養(yǎng)模式探討[J].實驗室研究與探索.2011.10.

[2] 仲偉峰，何小溪，慕香永.基于大工程觀的工程教育人才培養(yǎng)模式構(gòu)建[J].黑龍江教育，2009.5.

[3] 杜永貴，謝克明等.“自動控制理論”課程教學(xué)改革與實踐[J].太原理工大學(xué)學(xué)報，2009.3.

[4] 劉江林，劉志新，張秀玲.“基于控制系統(tǒng)分析的自動控制理論課程建設(shè)及實踐.教學(xué)研究，2012.5.

[5] 張承譜，陳東祥，陳金水等.工程實踐教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].理工高教研究，2007，26（3）.

【作者簡介】

王 琪（1979-）女，西安工業(yè)大學(xué)電子信息工程學(xué)院副教授，主要研究方向：控制理論與控制工程.