電子信息自動控制原理課堂改革論文
時間:2022-04-29 11:00:00
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編者按:本文主要從引言;改革教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)質(zhì)量;改革教學(xué)方法,提升教學(xué)手段;以教學(xué)推動科研,以科研促進(jìn)教學(xué);下一步改革設(shè)想進(jìn)行論述。其中,主要包括:選用優(yōu)秀教材,制定了新的教學(xué)大綱、實驗大綱和考核大綱、自動控制原理的教學(xué)內(nèi)容有一條主線、在分析設(shè)計這個主線下,以穩(wěn)定性指標(biāo)為輔線、采用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段提高教學(xué)效果、實踐教學(xué)是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑、教學(xué)和科研是相輔相成的兩個方面,兩者不可分割、,控制理論是工程與數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)相互作用的前沿等。具體請詳見。
論文摘要:自動控制原理課程不僅是控制類專業(yè)而且是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。主要介紹了自動控制原理課程建設(shè)與改革的實踐和體會??偨Y(jié)了教學(xué)、教改工作中所取得的成果,提出了一些具體做法和措施,著重對課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系的整合和優(yōu)化以及實驗內(nèi)容、實驗教學(xué)方法與實驗組織方式進(jìn)行了討論,旨在突出教學(xué)重點,增強(qiáng)學(xué)生的動手能力,提高教學(xué)質(zhì)量。實踐證明,效果良好,并對該課程的進(jìn)一步改革提出了一些設(shè)想。
論文關(guān)鍵詞:自動控制原理教學(xué)改革教學(xué)質(zhì)量
引言
自動控制理論發(fā)展的歷史并不長,從二十世紀(jì)三十年代開始,不過幾十年的發(fā)展,而真正進(jìn)入高等學(xué)校課程還是二十世紀(jì)五六十年代。它的出現(xiàn)給高等教育注入了新的活力,目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一,是一門知識覆蓋面廣、課程內(nèi)容多、更新發(fā)展快且應(yīng)用性很強(qiáng)的課程,該課程對學(xué)生建立系統(tǒng)和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學(xué)內(nèi)容,提高教學(xué)質(zhì)量
隨著控制理論的發(fā)展和計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用,新的控制方法和控制手段也越來越多,為了適應(yīng)時代要求,根據(jù)本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特點,我們對自動控制課程的內(nèi)容進(jìn)行了重新整合,選用優(yōu)秀教材,制定了新的教學(xué)大綱、實驗大綱和考核大綱。適時地把一些新內(nèi)容、新的教學(xué)成果、應(yīng)用實例融合到教學(xué)內(nèi)容中,做到課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性相結(jié)合,把握經(jīng)典與現(xiàn)代、本課程與其他相關(guān)課程內(nèi)容的關(guān)系處理。大幅度減少了學(xué)時數(shù),將經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論結(jié)合起來講授,重點講解控制理論的基本知識及應(yīng)用,理清思路,了解方法,增強(qiáng)系統(tǒng)性。
自動控制原理的教學(xué)內(nèi)容有一條主線:系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計。圍繞這條主線,把教學(xué)內(nèi)容劃分為六大塊:自動控制的一般概念、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)的分析、系統(tǒng)的設(shè)計、采樣控制系統(tǒng)的分析和非線性系統(tǒng)的分析。對于系統(tǒng)分析是重點講解部分,介紹了各種分析方法:時域分析法、根軌跡法、頻域分析法,狀態(tài)空間法等,進(jìn)行有關(guān)系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)分析,以及能控性和能觀性分析;在系統(tǒng)設(shè)計這一重點部分的講解中,介紹了根軌跡設(shè)計法、頻域設(shè)計法和狀態(tài)控制設(shè)計法,與系統(tǒng)分析相呼應(yīng),使學(xué)生在整個學(xué)習(xí)過程中,圍繞“系統(tǒng)分析和設(shè)計”這條主線進(jìn)行,做到舉一反三,從而對自動控制理論有一個完整清晰的理解。
在分析設(shè)計這個主線下,以穩(wěn)定性指標(biāo)為輔線。在各個有關(guān)章節(jié)的小結(jié)中對穩(wěn)定性都予以重點討論,通過對各種穩(wěn)定性判斷方法的分析,把前后的知識點加以銜接聯(lián)系,并綜合應(yīng)用。
在講清系統(tǒng)物理概念的基礎(chǔ)上,結(jié)合課程內(nèi)容,引入先進(jìn)的計算機(jī)輔助教學(xué)手段。將Matlab軟件在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用引人課堂教學(xué),在諸多課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中實現(xiàn)了Matlab仿真演示,增強(qiáng)了學(xué)生對抽象理論的感性認(rèn)識,收到了良好的教學(xué)效果。
為體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、科學(xué)性和前沿性,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣,對目前控制理路研究的熱點和發(fā)展趨勢作一些簡要介紹,如模糊控制、智能控制等。
2改革教學(xué)方法,提升教學(xué)手段
自動控制原理對學(xué)生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運(yùn)用能力、數(shù)—形結(jié)合能力有一定的要求,并需具有扎實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)常會感到困難而產(chǎn)生畏難情緒,影響學(xué)習(xí)效果。因此,改革傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)手段,進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量,是課程改革的重中之重
2.1采用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段提高教學(xué)效果
在以信息、知識爆炸為特征的今天,傳統(tǒng)的教學(xué)手段以不能適應(yīng)時代的需要,教學(xué)手段的改革勢在必行。在《自動控制原理》課的多媒體教學(xué)實踐中,我們努力探索如何使多媒體這一先進(jìn)的教學(xué)手段更好地服務(wù)于課堂教學(xué)。開發(fā)了《自動控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件,.采樣了多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方法,既充分利用了多媒體教學(xué)的生動、逼真、容量大的優(yōu)點,又充分利用了板書教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性強(qiáng)的優(yōu)點。實踐證明,這一方法取得了良好的教學(xué)效果,受到了學(xué)生的認(rèn)可,對教學(xué)質(zhì)量的提高起了一定的積極作用。轉(zhuǎn)貼2.2加強(qiáng)實踐教學(xué)環(huán)節(jié),增強(qiáng)學(xué)生的動手能力
注重實踐能力的培養(yǎng),堅持理論聯(lián)系實際的原則,加強(qiáng)學(xué)生動手訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生對新知識的理解,僅僅通過課堂講解還很不夠,必須通過實踐教學(xué)這一環(huán)節(jié),使學(xué)生對知識有一個感性認(rèn)識。
實踐教學(xué)是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑,在教改過程中,我們加強(qiáng)實驗室建設(shè),徹底改造了原有的實驗內(nèi)容,開發(fā)了綜合設(shè)計實驗及課程設(shè)計,目的在于通過實踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用控制理論的方法解決實際問題、將實際問題抽象為理論問題的能力。實驗只提目標(biāo)和要求,沒有詳細(xì)的實驗步驟和實驗電路圖。學(xué)生根據(jù)個人情況自主選擇難度等級不同的實驗,根據(jù)系統(tǒng)的性能要求,獨立完成系統(tǒng)設(shè)計,系統(tǒng)搭建和調(diào)試,記錄原始數(shù)據(jù)和圖形,寫出實驗報告。所有這些都極大地調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,鞏固了課程理論,激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和獨立思考的能力,使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力,在教學(xué)過程中還增加了課程設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié),通過課程設(shè)計,使學(xué)生了解到了Matlab軟件在自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,拓寬學(xué)生的知識面,加深學(xué)生對(lf動控制原理》這門課程的基本概念,基本的分析方法及設(shè)計方法的理解。
3以教學(xué)推動科研,以科研促進(jìn)教學(xué)
對于普通高等教育來說,教學(xué)固然重要??蒲幸膊豢梢院鲆暋=虒W(xué)和科研是相輔相成的兩個方面,兩者不可分割。從自動控制理論來講,它近幾十年才建立起來,與工程實際聯(lián)系較廣,特別是在發(fā)展過程中,數(shù)學(xué)和計算機(jī)起了很大的作用,成為控制理論的重要工具。因此可以說,控制理論是工程與數(shù)學(xué)、計算機(jī)科學(xué)相互作用的前沿。在教學(xué)中講授理論知識的同時,可以增加一些與科研結(jié)合的內(nèi)容,如在同學(xué)中選一些成績較好,對科研又有一定興趣的同學(xué),參加有關(guān)教師的科研項目,也可為學(xué)生科技活動中心提供一些課題,指導(dǎo)學(xué)生參與科研。這樣,一方面調(diào)動了學(xué)生的積極性,培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力,另方面,也可為科研活動的開展打好基礎(chǔ)。學(xué)生通過參與科研,學(xué)習(xí)興趣更加濃厚了,求知的欲望更強(qiáng)了。
4下一步改革設(shè)想
該課程的教學(xué)改革已在我校實施。取得了良好的教學(xué)效果,學(xué)生的基本知識、專業(yè)能力、實踐技能乃至學(xué)習(xí)興趣等。都較以往有較大的提高。教學(xué)改革的路子還很長。尚需繼續(xù)探索和實踐,使之不斷完善,下一步改革的設(shè)想有四點:
(1)從課程的實際及教學(xué)規(guī)律出發(fā),以培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐技能為宗旨,真正探索出一種新的實踐教育模式。
(2)進(jìn)一步提高教師專業(yè)素質(zhì)。組織教師積極申報有關(guān)的科研項目,在科研中提高自身業(yè)務(wù)水平,更好地為教學(xué)服務(wù)。
(3)通過課程的建設(shè)和改革,自動控制原理課程內(nèi)容及課程體系得到了優(yōu)化,教學(xué)工作得到了進(jìn)一步完善和規(guī)范。實現(xiàn)理論教學(xué)與工程實踐最優(yōu)化等方面繼續(xù)進(jìn)行探討和改革,做到與時俱進(jìn),促進(jìn)該學(xué)科的快速發(fā)展。