熱工控制系統MATLAB仿真與實踐教學改革的創新性研究

左毅　謝七月　申忠利

摘要：本論文研究了熱工自動化MATLAB仿真與實踐課程的創新型教學改革，提高了學生以MATLAB為工具獲取熱工自動化專業信息并交流信息的能力。在MATLAB教學中鼓勵學生多對生活中的實際問題建立程序的概念，培養學生平時要有意識地通過多讀、多熟悉程序語法、提高編程水平，加強解決工程MATLAB實踐問題的能力。在實踐教學環節中，通過互動，讓學生對熱工控制系統MATLAB語言的應用領域及專業詞匯有深入認識。

關鍵詞：熱工控制系統；MATLAB仿真與實踐；創新性研究

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）28-0106-02

控制系統MATLAB仿真教材課程教學中普遍存在的問題是基礎類教學有余，工程類實際教學不足，不能達到將理論與實踐充分聯系起來的效果，不能滿足培養高素質應用型人才的要求，缺乏素質教育應該具備的基本特色。許多教學內容缺乏系統性、連貫性的教學目標，導致課堂教學中，不能讓學生把課堂教學內容融會貫通。熱自動化教學與高新科技密切相關，專業教學內容應該具有創新性，縮短知識更新周期，這就要求MATLAB的仿真教學的教材和教學內容應該更具有針對性、專業性和時代性，能反映出本學科的專業特色以及發展前景。

一、教學方式和教學效果的創新性研究

熱工控制系統MATLAB仿真與實踐不同于一般的專業課，也有別于MATLAB基礎課程，因而應根據其語言的特點，改進和完善教學方式和效果。

1.教學方法：現代控制理論課程是一門理論性很強的專業課，抽象性強，難于理解，而且含有大量復雜的公式和證明。用傳統的教學方法，教師在黑板上寫，學生做筆記是非常耗時的，教學內容枯燥無味，導致教師不能充分引起學生的好奇心提高學生學習的注意力。將MATLAB語言與多媒體引進課堂進行教學，教師可以邊講解邊操作，授課內容豐富、直觀，可以有效提高教學效率。

2.教學效果：對于通過圖解法對控制系統性能分析進行教學，需要花費更多的時間繪制系統的時間響應曲線，現在利用強大的MATLAB計算系統，繪制系統的曲線得心應手，并且能把這些曲線做動態演示。教學內容一目了然，便于學生理解教學內容，提高課堂效率。對于布置的課后作業題，學生也可以使用MATLAB編程進行自我檢查，以提高學生分析和解決問題的能力。

二、實踐技能的創新性培養

高等教育教學的重點是對實踐技能的培養，是使學生具有創新能力和實踐能力的重要組成部分。為了使學生以后樂于運用MATLAB語言解決實際問題，必須鼓勵學生對現實生活中的實際問題建立程序的概念，并使用MATLAB語言來解決它。有意識地培養學生通過多看、多讀、多熟悉語法，提高學生的學習水平，加強在實踐過程中熟練運用MATLAB解決問題的能力。

1.本課程的實踐教學環節主要是通過互動，讓學生對熱工控制系統MATLAB語言的應用領域及專業詞匯有深入認識。改革現有的以講授為主的教學方法，在MATLAB仿真教學的不同階段靈活使用多種教學方法和教學手段，貫徹啟發式教學理念，提高學生的學習興趣和學習的積極性、主動性。做到講練結合，以提高學生的翻譯能力。熱工控制系統MATLAB仿真與應用原本就是一門實踐性比較強，而且理論又寬泛和枯燥的課程，但是如果利用好實踐教學機會就有可能激發學生的興趣，調動他們的主觀能動性。

2.實用工程問題解決為主導的方法，是指教師和學生共同努力解決實際的工程問題，借以整理相關的知識脈絡，這種方法可以發揮學生的主動性，同時也能體現以教師為主導作用的教學理念。對教師個人能力、知識水平、工程背景、教學技巧等方面提出了很高的要求。傳統教學模式以知識為關鍵環節，以應用為目的，解決教學方法中的實際問題，充分體現現代教育以培養實際能力為教學目的，理論聯系實踐，顯然比傳統的教學方法更合理。

3.制約這一教學方法的一個重要因素是工程實際問題的恰當性。它要求教師以深刻分析教材的知識點為基礎，將知識點的應用融入“制造”工程的實際問題的情景教學中。同時，進行情景設置時，不僅要考慮知識點之間的聯系，還要考慮學生的知識水平、認知能力等。情景教學的設置目的是整合知識點，展示如何使用MATLAB語言來解決這些暗中包含的實用知識，引導學生熟練掌握舊知識，勇于探索新知識，實現既定的教學目標，達成熟練掌握熱工程控制系統的MATLAB語言及其應用工程知識的最終目標。

4.熱工控制系統的MATLAB仿真與實踐相關的知識更新迅速，如果不能時時跟蹤，就難以跟上時代的步伐。因此，在課堂教學中，要培養學生養成應用熱工控制系統的MATLAB仿真語言的良好習慣，進一步提升學生的自主學習能力。教師可以通過在工程實例中的應用MATLAB仿真語言實例，結合自己的經驗給學生以顯示當前的熱工控制系統的MATLAB仿真語言的發展趨勢，開闊他們的視野，讓他們根據自己的興趣去選擇熱工控制系統的MATLAB仿真語言應用能力的方向，經過有目的地學習，有效提高他們的自主學習能力，提高學生的學習動機，獲得更好的學習效果。在對教材講解的同時，還應該添加一些最新的自動化領域的英文信息，還可以介紹一些MATLAB行業的英文網站。使學生能及時掌握MATLAB技術領域的最新趨勢，產品信息和開發工具，既擴展了學生的視野，也提高了學生學習的熱工控制系統的MATLAB仿真語言的熱情。

三、教學思路及對策的創新性研究

熱工控制系統MATLAB仿真與實踐課程的教學目的不只是培養學生的基本MATLAB運用能力，而且培養學生理論與實踐等各方面的綜合能力，教學思路及對策如下：

1.掌握基本的MATLAB仿真語言技巧，學習熱工控制系統MATLAB語言專業領域的基礎知識、最新技術和研究方向，掌握一定的專業詞匯和常用自動化專業術語、縮略詞，為畢業后閱讀專業外文文獻打下良好的基礎。

2.能夠借助工具閱讀熱工控制系統MATLAB仿真與實踐專業書籍，具備一定的閱讀和翻譯能力；能進行控制系統MATLAB仿真英文資料的翻譯，能夠熟練地與國外技術人員進行技術交流。

3.具備較高的熱工控制系統MATLAB仿真與實踐能力，以及一定的英文論文和技術文檔的閱讀能力。

四、總結

本文對熱工控制系統MATLAB仿真與實踐教學改革進行了創新性探索研究。通過理論和實踐教學，加深了學生對MATLAB仿真及程序設計的理論認識，提高了學生的實際分析能力，提升了課程整體教學效果。

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Abstract：This paper makes a study of the thermal automation MATLAB simulation and practice of innovative teaching reform，which will improve the ability of the students by means of MATLAB to get the automation professional information and communication. We encourage the students to build the MATLAB concept program for practical problems in the life，and try to cultivate the students to consciously read at ordinary times，be familiar with program grammar，raise the programming level，and strengthen the ability to solve the problem of MATLAB engineering practice. In the practice teaching link，through interaction，let the student learn the thermal control system application field of MATLAB language and vocabulary in-depth understanding.

Key words：thermal control system；MATLAB simulation and practice；innovative research