基于案例教學法的“自動控制原理”課程教學

肖敏 林金星 王曉玲

[摘 要] 高等教育教學事業(yè)的創(chuàng)新化、技術(shù)化發(fā)展，促進了專業(yè)人才實踐能力的培養(yǎng)。“自動控制原理”課程受學科特征的影響，理論教學與實踐教學存在一些不足，阻礙學生思維的進步與學科知識的掌握。根據(jù)“自動控制原理”的課程性質(zhì)，提出可以有效緩解傳統(tǒng)教學不足的案例教學法。從分析“自動控制原理”課程性質(zhì)出發(fā)，課程在實際教學環(huán)節(jié)中存在的問題，以案例教學方法為依托，以創(chuàng)新、創(chuàng)造思維為支撐，改進“自動控制原理”課程實際教學效果，全面提高學生知識理解水平。

[關(guān)鍵詞] 自動控制原理;案例教學法;課程性質(zhì);實踐能力

[基金項目] 2017年度南京郵電大學校級教學改革研究項目“面向創(chuàng)新教育的‘電氣控制與可編程控制器小班化研討式教學研究”（JG00517JX76）

[作者簡介] 肖 敏（1977—），男，江西萍鄉(xiāng)人，博士，南京郵電大學自動化學院、人工智能學院教授，博士生導師，主要從事非線性控制理論研究;林金星（1978—），男，江蘇漣水人，博士，南京郵電大學自動化學院、人工智能學院教授，碩士生導師，主要從事切換系統(tǒng)研究;王曉玲（1987—），女，安徽安慶人，博士，南京郵電大學自動化學院、人工智能學院副教授，碩士生導師，主要從事多智能體系統(tǒng)研究。

[中圖分類號] G642.0 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2021）30-0140-04 ? ?[收稿日期] 2021-02-22

工程學科自產(chǎn)生至今，一直被人們廣泛關(guān)注。工程學科實用性非常強，“自動控制原理”是電氣信息類、機械類等專業(yè)基礎(chǔ)性比較強的高等教育課程。根據(jù)學生知識掌握程度與實踐熟練水平，引入案例教學法，為“自動控制原理”課程教學輸入新鮮血液。

一、“自動控制原理”課程概述

任何一門課程的開展與進步，都需要利用專業(yè)化的手段與技術(shù)實現(xiàn)創(chuàng)造性改革。“自動控制原理”課程是工程理論教學的基礎(chǔ)，是學生開展學習活動的重要前提與著力點。

（一）課程含義

“自動控制原理”課程是電氣信息類、機械類專業(yè)開設(shè)的一門非常重要的基礎(chǔ)性學科，課程內(nèi)容要求脫離人的直接參與性，利用外界的機器與設(shè)備完成既定操作實踐任務。“自動控制原理”課程理論基礎(chǔ)非常深厚，課程目的是利用專業(yè)基礎(chǔ)理論知識進行重新改造，構(gòu)建出完整的控制系統(tǒng)，提升專業(yè)設(shè)計與分析能力。

（二）課程特點

“自動控制原理”課程理論要求比較高，實踐操作性比較強。“自動控制原理”課程具有明顯的理論性特征，課程教學內(nèi)容抽象。“自動控制原理”課程經(jīng)歷了長時間實踐探索與技術(shù)發(fā)展，傳統(tǒng)的教學方式是根據(jù)具體分析對象特征，開展數(shù)學抽象操作，建立數(shù)學模型，再根據(jù)其特點，使用不同的數(shù)學工具與數(shù)學方法分析其性能。“自動控制原理”課程構(gòu)建數(shù)學模型時，需要大量能夠代表數(shù)學思維的圖形等形式，以進行數(shù)學模型的思考與分析。

二、“自動控制原理”課程教學存在的不足

本部分主要從四方面分析“自動控制原理”課程教學存在的不足，根據(jù)這些不足產(chǎn)生的原因，總結(jié)出有利于教學的有效性意見與建議，實現(xiàn)“自動控制原理”課程高質(zhì)量發(fā)展。

（一）授課效率低下

“自動控制原理”課程強調(diào)理論性建設(shè)，課程內(nèi)容綜合性較強。教師在專業(yè)課程講授時，過于強調(diào)理論知識的講解與論述，講授方法脫離學生實際掌握水平，講授效果不理想，教學方法滯后。教師偏重視課程相關(guān)原理與數(shù)學概念的講解，學生不能充分理解課程內(nèi)容表達的含義，甚至出現(xiàn)理解偏差的情況。數(shù)量眾多的原理、概念會增加學生的學習壓力[1]。授課效率低下使得基礎(chǔ)薄弱的學生，找不到正確開啟自動控制原理學習的“鑰匙”。

（二）脫離工程實際

“自動控制原理”課程實際操作，是以培養(yǎng)工程型人才為目標，理論與實踐聯(lián)系密切。強制、人為地割裂課程理論與工程實踐之間的聯(lián)系，采用學習數(shù)學運算與圖形繪制相關(guān)知識以后，再開展上機實踐演練。理論學習脫離實際操作，造成二者不同步的情況，脫離工程實際，不利于知識轉(zhuǎn)換率的提高。

（三）多媒體應用不足

“自動控制原理”課程需要講授大量的原理與概念，構(gòu)建符合實際系統(tǒng)的數(shù)學模型，進行縝密的推演與計算，需要高度注意力與準確判斷力[2]。因此，簡單幻燈片演示形式的多媒體課程文件，不能滿足“自動控制原理”課程教學的實際需求。教師必須加強引導意識，與學生實現(xiàn)近距離溝通，指導學生操作。

（四）考核形式固化

高等院校在“自動控制原理”具體實踐教學過程中，會采用多種考核方式，檢驗學生的學習效果[3]。“自動控制原理”課程的成績考核方式與其他學科相比較，具有明顯的相似性。成績包括平時成績、實驗成績、考試成績?nèi)糠郑急戎馗鞑幌嗤？荚嚦煽冋紦?jù)主導地位，是“自動控制原理”課程考核的重要部分;平時成績具有表面化特征，主要是根據(jù)學生的出勤率與作業(yè)情況，給出平時成績;實驗成績具有繼承性，實驗題目與其他年級實驗任務類似，學生可以查找往年類似實驗報告范本。

三、案例教學法在課堂教學中的應用

課程偏重理論學習，忽視實踐探索，不利于學生更好地掌握與應用課程知識。在具體教學實踐中進行有益嘗試，發(fā)揮案例教學法的積極促進作用。

（一）案例教學實際化

“自動控制原理”課程理論化程度高，基礎(chǔ)較差的學生，理解能力有限，不能實現(xiàn)最佳教學效果。根據(jù)課程實際，科學地將案例教學法引入，實現(xiàn)教學方法、方式的創(chuàng)新，改變傳統(tǒng)的課程講授思維。案例教學法，以學生掌握程度為支撐，通過展示具有代表性的經(jīng)典案例，向?qū)W生講授“自動控制原理”知識。學生以小組活動為主，探究問題解決的方法。案例教學法的使用，可以將抽象的理論概念具體地展現(xiàn)出來，從而加深對課程內(nèi)容的理解與鞏固[4]。