關(guān)于提升計算機控制系統(tǒng)課程教學質(zhì)量的思考

摘要：電子科技大學作為第二批“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”高校，充分考慮行業(yè)的多樣性和對工程型人才需求的多樣性，提出了新的人才培養(yǎng)需求和計劃。因此，本文對進一步改革計算機控制系統(tǒng)課程教學進行了探索和總結(jié)。從教學內(nèi)容、教學方法等方面詳細闡述了改革途徑，強調(diào)了學習效果、應用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而滿足卓越計劃高校專業(yè)教學的要求。從教學實踐來看，改革后的課程教學在提升學生興趣和自主學習能力、知識綜合運用能力、發(fā)展科研潛力等方面取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：計算機控制系統(tǒng)；卓越計劃；工程教育

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）35-0216-02

2010年6月23日，教育部在天津大學召開“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”啟動會，聯(lián)合有關(guān)部門和行業(yè)協(xié)（學）會共同實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”）。電子科技大學作為第二批卓越計劃高校，將全力促進高等教育面向社會需求培養(yǎng)人才，全面提高工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。為此，學校對課程設置以及教學進行了一系列的改革和完善工作。基于上述工程教育時代背景，以計算機控制系統(tǒng)為例，借鑒其他高校該專業(yè)課程教學改革的經(jīng)驗，以及我校對于該課程的改革探索，對該課程教學進行進一步的深化改革實踐，賦予該課程工程教育內(nèi)涵是本文探討的主要問題。

一、改革教學內(nèi)容，注重系統(tǒng)教學

在課程教學中，教學內(nèi)容是根本，只有教學內(nèi)容合理，才可能產(chǎn)生良好的教學效果。為此，我們在教學團隊20多年來教學實踐經(jīng)驗的總結(jié)基礎上，編寫了一本教材。之后又收到許多讀者及同行提出的寶貴建議，結(jié)合時代發(fā)展要求，再版了計算機控制系統(tǒng)的教科書。這本教材既注重基本理論的理解與掌握，也強調(diào)具體實現(xiàn)技術(shù)的鍛煉，這就為計算機控制系統(tǒng)課程教學提供了好的藍本。我們在教學內(nèi)容中，特別注意建立學生對計算機控制的系統(tǒng)性認識。

作為控制專業(yè)的專業(yè)課程，我們將控制任務分為兩種：分析和設計，我們學習的知識無非是解決這兩種任務的手段或者方法而已。有了這樣的框架認識后，再去理解控制系統(tǒng)需要分析的各種指標，指標的具體意義，分析指標的方法，然后掌握設計方法以及設計完成再用分析方法去分析性能，如果不滿足，重新設計，如果滿足要求，則設計完成。基于這樣的架構(gòu)去講解課程，學生才不會落入“只會做題，不會工程應用”的尷尬境地，才適應卓越計劃教育的要求。舉例來說，學過計算機控制系統(tǒng)的學生絕大多數(shù)懂得z變換的終值定理，如果讓他們計算某個函數(shù)的終值定理，一定可以快速地計算出來；可是，如果要問他們終值定理如何用在控制系統(tǒng)的分析或者設計中，也許就顯得茫然了。這樣的情況就屬于能做題，但不會應用。我們在教學中應該注意避免出現(xiàn)這樣的問題，應將具體的方法映射到對控制系統(tǒng)的分析和設計中去。就此例而言，我們完全可以將終值定理與系統(tǒng)的性能——穩(wěn)態(tài)誤差結(jié)合起來。如果在系統(tǒng)穩(wěn)定的情況下，穩(wěn)態(tài)誤差就可以通過終值定理找到，即系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)后，誤差大小可通過終值定理去計算而獲得，這樣，學生就更清楚該定理的意義，而不是只會計算卻不知其作用。另外，在該課程的教學中，我們也注重Matlab的使用。Matlab包括擁有數(shù)百個內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種功能強大的工具包。工具包又可以分為功能性工具包和學科工具包。功能工具包用來擴充Matlab的符號計算、可視化建模仿真、文字處理及實時控制等功能。學科工具包是專業(yè)性比較強的工具包，如控制工具包、信號處理工具包、通信工具包等都屬于此類。在國外工科教學中，Matlab已經(jīng)成為一種流行的輔助工具。就計算控制系統(tǒng)這門課而言，我們除了使用Matlab的函數(shù)外，直接可以用SIMULINK搭建控制系統(tǒng)的模型，觀察輸出，方便分析和設計。如果學生能熟練掌握Matlab的使用，勢必會讓學生對該門課程的學習加深理解，了解其工程應用。

二、改革教學方法，突出學以致用

1.課前導入分為兩個部分的課前活動。每次課結(jié)束時提示下一次新課內(nèi)容，布置預習作業(yè)，通常需要學生自己查閱資料、思考、相互交流才能完成。等到下次課開始前，用大約10分鐘，讓學生在課堂上講述作業(yè)結(jié)果，據(jù)此可以調(diào)整該次課程講授內(nèi)容的時間分配。學生理解到位的可以少講，模糊的就多講，完全不懂的就深入講解。預習本身就是一種自主探究，課前組織學生開展有效的預習活動，采用列出預習提綱，提出預習問題等形式促使學生預習，并在課堂上作適當?shù)臋z查，這對教學能起到很好的導向作用，同時也鍛煉了學生自主學習的能力，激發(fā)他們對學習的興趣。

2.課中采用多樣化的手段和形式，比如傳統(tǒng)的黑板、現(xiàn)代教育技術(shù)等，以及PPT、現(xiàn)場視頻等。通過這些生動的教學情境，適時地提出問題讓學生分組討論，激起學生探究的熱情，加深學生對課程內(nèi)容的理解，并且允許學生將自己不明白或者平時學習、設計中遇到的難題提出來，師生一起展開討論。這樣的討論往往很熱烈，也有很多收獲。如今，已有學生在這樣的模式下嘗試發(fā)表論文并參加國際會議討論交流學術(shù)成果了。

3.歸納整理。其實到今天，筆者相信仍然有教師會從課堂的第1分鐘講到最后1分鐘，而且會覺得自己很認真負責。其實不然，這種“灌輸式”的教育早已不適合社會發(fā)展的需求。每堂課上，教師應簡單總結(jié)下所學內(nèi)容，這樣不僅不是浪費時間，反而是讓學生鞏固課程的法寶。除此之外，讓學生再自行花一點時間去自己總結(jié)，效果會更加明顯。這樣也給了他們自檢和課后查漏補缺的機會，學生也不至于囫圇吞棗。根據(jù)以往的教學經(jīng)驗來看，一些學生在學習課程的過程中放棄了，這就是沒有養(yǎng)成監(jiān)督自己學習的習慣。

總的來講，教學方法要做到生動有趣而不失科學性、系統(tǒng)性、實用性，這是任重而道遠的，我們會繼續(xù)探索下去。

三、教師隊伍的建設

教師為教學工作的承擔者，教師的水平直接影響著教學工作的效果。因此，提高教師隊伍的水平是提升教學質(zhì)量的關(guān)鍵。可以說，卓越教育計劃在高校的成敗，其重要因素就是教師隊伍的水平。首先應轉(zhuǎn)變教師的觀念，從傳統(tǒng)教學轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)具有工程能力和創(chuàng)新能力的現(xiàn)代教學。為此，我們建立了教學團隊，定期開展討論，交流教學和科研心得。其實對高校而言，科研和教學是相輔相成的。科研的發(fā)展會促進教學水平的提高，教學的深入探究又會推動科研工作的發(fā)展。另外，我們通過課堂教學觀摩，鼓勵教師參加教學競賽、編寫教材、撰寫教學論文、參加教學會議等，全方位地提升教師隊伍的教學水平。同時，在教學中，強調(diào)與學生的互動。說到底，學生最了解教師教學的好與不足。因此，認真聽取學生的反饋信息，這對提高教學水平是直接而快速的。當然，并不一定依靠單個教師就能解決這些問題，團隊的力量在此彰顯出來。總之，教師會在教學中與學生一同成長。

四、結(jié)語

在卓越工程師教育培養(yǎng)計劃的需求背景下，探討了計算機控制系統(tǒng)課程教學的改革問題，就教學內(nèi)容、教學方法、教師隊伍建設等方面做了詳細討論，旨在探索計算機控制系統(tǒng)課程教學改革之路，培養(yǎng)出適應社會現(xiàn)代化發(fā)展需求的人才。當然，教育永無止境，教師除了教書育人，也要發(fā)展自我，只有這樣才能不斷地提升科研和教學能力，才能在高校教育崗位上發(fā)揮更好的作用。

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