現代控制理論課程素質教育教學改革研究

冒澤慧 鄒望蠡 王俊彥

【摘要】現代控制理論作為自動化控制理論的一個主要組成部分，它比經典控制理論所能處理的控制問題廣泛得多，是經典控制理論的延伸與發展。現代控制理論主要借助線代和微分等手段解決問題。筆者主要從現代教育的基本方法、使用工具和考核手段這幾個角度，深入探究了素質發展時代中現代控制理論存在的意義和影響。實驗研究顯示，通過對教育教學的內容和方式進行創新改革，不斷豐富教學手段，既能使教學效果實現最大化，又能提高同學們對現代控制理論的學習積極性。

【關鍵詞】現代控制理論 素質教育 教學改革

【基金項目】2017年南京航空航天大學研究生國際化精品課程建設項目。

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）45-0242-01

1.重視緒論內容教學

為了更好的調動學生們的主觀能動性和學習積極性，在現代控制理論課程的教學過程中，教師應該通過部分影音資料進行具體教學，運用具體的事物將抽象的概念具體化，例如通過嫦娥一號，天宮二號和月球探測器等在構造系統方面運用了現代控制理論，向高校學生講解有關現代控制理論的基本知識，另外筆者在文章的緒論中主要概述了現代控制理論的形成發展，以及是如何將現代控制理論應用到航空航天等方面。

2.教學中給學生補充相關的數學基礎

由于現代控制理論課程是傳統控制理論課程的擴充，它依然是以線性代數常微分方程為基礎，學習這一門課程對矩陣論和常微分有一定要求。而現在的線性代數中缺乏現代控制理論課程中所要運用到的約當標準型知識，所以從事現代控制理論課程講授的教師應該與線代老師進行及時的溝通。線代的標準型內容在現控中的運用范圍較為廣泛，選擇合適的線代書也十分有必要，因為現控中的穩定性理論和常微分方程有密切聯系，所以現控要以線代和常微分為理論基礎為主。

3.教學中注重直觀理解

如何使學生更加深入了解現代控制管理，不僅要通過具體的教學內容來講授現控理論，更要通過實際例子將抽象的概念具體化，結合當代科技發展的實際背景，對線控的理論定義做出嚴格的標準與衡量。教師最好能夠向學生們舉出實例證明定義，除部分較為復雜的定義，不要求絕對的嚴謹但必須保證在證明過程中思路明確，必要條件和充要條件都滿足。在課程教學過程中，教師可以通過運用MATLAB軟件給學生們分發課后習題，提高教學效果。

4.加強習題課教學

學生要真正了解和掌握現代控制理論，提高現代控制理論的教學效果，不僅需要老師正確講解和輔導，更需要學生自己加強練習不斷優化。教師需要針對學生的具體學習情況布置部分課后作業，同時在為同學們解決問題的時候，應該根據具體問題歸納知識點，在講解能觀能控習題時，要重點講解能觀能控的判別條件、標準型和分解三者的不同和聯系。

5.開展科研型教學

隨著新技術的不斷出現，在理論教學過程中，可適度地與控制科學科技前沿發展內容相結合，就比如將美國電氣和電子工程師協會組織召開的控制與決策會議等。為了更好的讓學生深入了解現代控制理論，提高他們的動手實踐操作能力，教師在處理科研項目相關問題時，可以分類別將問題整理好分發給學生，讓學生運用自己所學的知識和資源解決問題，而在學生進行科研項目研究過程中，教師只發揮指導作用。

6.充分運用現代教學手段

為提高學生們對現代控制理論的學習積極性，讓高校學生積極參與現代控制理論的科研項目學習，我們在創新現代控制理論教學內容的同時，也要積極對教學手段更新換代。隨著科學技術的不斷普及和發展，在日常教學中應該積極引用PPT多媒體等互聯網電子設備，結合文字與圖片，聲與人像的多重特征，把抽象的教學內容轉化為生動形象的具體表達，讓學生們能夠更加直觀的理解和感受教學內容。

7.改革考核方式

隨著科技興國人才強國的戰略思想不斷普及，人們對文化素質的要求不斷提高，教師不僅要鼓勵學生積極參加科研型項目學習，也應該改革創新現代控制理論的最終考核手段，如在高校期末考核中現代控制理論的總分為100分，卷面成績只占總成績的百分之四十；學生課堂表現、完成作業情況、請假曠課遲到等出勤情況各占總成績的百分之十；為了加大科研型學習在期末考核總成績中的比重，可以從以下方面進行著手：是否積極參加科研性課題學習，對科研項目是否提出創新性的想法，實驗報告的完成情況都各占總成績的百分之十。

參考文獻：

[1]賀躍幫，王天雷.應用型大學現代控制理論教學方式探討[J].科教導刊（下旬）.2017（02）

[2]樓旭陽.現代控制理論教學中的案例教學法[J].科教文匯（上旬刊）.2015（08）

作者簡介：

冒澤慧（1981-），女，江蘇人，研究生，副教授，研究方向：網絡控制系統。