《現代控制理論》課程教學改革與實踐研究

張虹　張宇輝　初壯

摘 要：依據《現代控制理論》課程內容及培養目標，結合研究生教學特點，從教學內容、教學方法和教學評價等方面，對《現代控制理論》課程的教學改革進行了探索和研究。實踐表明，專題研討式教學措施有效地提高了教學質量，取得了較好的教學效果。

關鍵詞：現代控制理論 研究生 專題 教學改革

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）01（c）-0201-02

Abstract： According to course content and training target of modern control theory， combined with graduate teaching characteristics，teaching reform of modern control theory course was explored and studied from teaching content，teaching method and evaluation. Practice results have proved that the topics teaching measures effectively improve the teaching quality， and achieved good teaching results.

Key Words： Modern control theory； Graduate students； Topics； Teaching reform

《現代控制理論》是我校電氣工程專業碩士研究生的學位基礎課程，通過對該課程的學習，使學生們掌握現代控制理論的原理與方法，培養系統分析和綜合設計能力。理解和掌握控制原理相關的知識，能夠學以致用，為碩士研究生今后從事相關工作打下堅實的理論基礎[1-2]。

我?？鐚I考入電氣工程專業的碩士研究生比例較多，學生的基礎參差不齊。雖然他們在研究生考試之前，學習了一部分專業知識，但是仍然缺乏系統的專業理論。通過調查學生們的學習情況發現，學生們對該課程的學習興趣不濃，感覺該課程理論性強，枯燥無味，不能很好地理論聯系實際。這種狀況直接導致聽課積極性不高，大部分同學不能很好地掌握和領會課程內容，學習效果不佳。

近年來，在教學實踐中，我們依據課程內容及研究生的教學特點，從教學內容整合，教學方法的運用，考核方式的改進等方面對該課程進行了系統的設計和改革，并在實施過程中不斷地進行完善，取得了較好的教學效果。

1 教學內容注重理論性與實踐性相結合

《現代系統理論》課程著重研究系統狀態的運動規律和改變這種運動規律的可能性和方法，教學內容理論性強，涉及的公式較多，又與應用聯系緊密。所以，應從理論部分和實踐部分兩個方面來學習該門課程，加強理論與實際的聯系。

理論部分是課程教學的核心內容，將課程內容進行整合梳理，主要由系統分析和系統綜合兩大部分組成。系統分析部分包括運動分析、能控性、能觀性和穩定性等知識點，系統綜合部分包括極點配置、狀態反饋、狀態觀測器設計以及最優控制部分，知識模塊如表1所示。

仿真實驗主要是借助于Matlab軟件，該軟件具有編程簡單，功能強大等特點。通過Matlab軟件，輔以講解實現過程，并繪制曲線，能夠很好地調動同學們的學習積極性。課余時間，布置相關的仿真作業，強化同學們的學習，使課程的學習不再枯燥和單調。

2 教學方法注重講授式與專題式相結合

我校電氣工程專業開設的《現代控制理論》課程，總學時一共32學時，學時相對較緊張。對于研究生教學來說，如何使學生在有限的學時里，既能夠掌握系統分析和系統綜合方法，又能夠充分進行思考和探索，是教師課堂急需解決的問題。

專題式教學是根據教學大綱的要求，在把握教學重點的基礎上，以問題為導向，設置若干個專題進行學習，解決傳統式教學模式單一的問題。根據教學大綱的要求，通過對教學內容的整合，將《現代控制理論》內容分為4個教學專題，如表2所示，使課程授課由過去的“講授式”變成了“講授-研討”的二元模式[3-5]。在授課過程中，綜合運用講授、閱讀、討論和Matlab仿真等多種教學方法。教師通過問題背景提出問題，引導研究生提煉問題實質， 啟發尋求解決問題的途徑與方法，注重分析和討論，而不是單一講解例題和習題。

3 教學考核方式和教學效果評價

期末考核時，加強對學生綜合能力的考核，考核的依據是：（1）參加討論的發言內容與水平，占權重20%；（2）仿真編程完成情況，占權重10%；（3）期末考試成績，占權重70%。這樣的考核方式，注重學生們平時學習能力的培養，而不是僅僅依靠期末一張卷子來評定學習成績。全面了解研究生對本門課程的學習情況之后，綜合給出期末的評定成績。

專題式研討式教學，因新穎的教學方法和靈活的教學形式，受到了學生們的廣泛歡迎，多數學生反映通過研討式教學使他們增加了專業知識，提升了專業素質。上課過程雖然很累很緊張，但收獲也是滿滿的，能夠學以致用。學生們在學習過程中，也不斷對教學方法提出一些改革性的建議。

經過2年的教學實踐，同學們對專題式授課模式給予了肯定的評價。在學習課程的過程中，同學們不但掌握了《現代控制理論》的基本內容，而且提高了閱讀和撰寫科研論文的能力，對從事研究工作產生了濃厚的興趣，取得了較好的教學效果。教師專題的設計、教學準備、研討方式、考核方式都影響教學效果，專題式教學方式是教師與學生們教學相長的過程，有利于研究生培養目標的實現。

4 結語

以上是筆者對《現代控制理論》課程的教學體會與實踐，在教學過程中采用專題研討式教學方法和多樣化的教學手段，更好地發揮了學生們學習的能動性，提高了同學們的科研能力，取得了一定的教學效果。但是，在授課過程中，專題式教學研討模式不適合人數過多，否則將影響教學效果。教師在授課過程中，應不斷總結和反思教學過程，不斷改進和完善教學過程。

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