基于素质教育的现代控制理论课程教学改革的探讨

５ 加 强 习题 课教 学
科 研 型学 习 中 ， 对 现 代 控 制 理论 考 核 方 式进 行 应
改革 尝试 ， 大 科 研 型 学 习 的考 核 比重 。 比如考 加
由于现代 控 制 理 论 的理 论 性 强 、内 容 丰 富 ， 因此 必须 通过 学 生 多 练 习 、 师 多讲 解 才 能 使 学 老 生真 正掌 握所 学 内容 。因此 每 次课 都 应 该针 对性 地 布 置一 些课 后 习题 ， 次 上课 都 应 根据 作 业 情 每 况进 行针 对 性 的讲 解 ， 适 当安 排 答 疑 。在一 章 并 结束 之后 安 排一 次 习 题课 有利 于提 高 教学 效 果 。 在讲 授 习题 时 ， 有 意 识 地 培 养 学 生 梳 理 知识 点 要
型 ， 为科研 课 题安 排 给学生 ， 强学生 的相互 交 作 加
流， 培养 他们 的 团队合 作精神 。
７ 充分 运用 现代 教 学手段
主 ， 散部 分仅作 简 要介 绍 ， 于线 性 时变 系统 和 离 对 非 线性 系统 部分 则让 学生 作 为课外 选 读 内容进 行
适 当选 读 。对 于重 点 内容 ， 比如 如 何 将 给 定 的 状
控 制 理 论 教 学 中的 若 干 想 法 ，实 践 结 果表 明 ，上 述 的 改 革 思 路 不仅 取 得 了 良好 的 教 学 效 果 ，而 且 还 可 激发 学 生 学 习现 代 控 制 理 论 的 兴 趣 。 关 键 词 ： 代 控 制 理论 ；素 质 教 育 ； 学 改 革 现 教
中图 分 类 号 ： ４ Ｇ６ ２ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ６ ３ ３２ １） ３ Ｏ８ Ｏ １ ０ —７ ５ （ Ｏ ２ Ｏ 一Ｏ １ 一 ２
现 代控 制理论 以经 典控 制理 论 为基础 。以现
线性 代数 的教 师 进 行沟 通 ， 量 让 其 选用 有 约 当 尽 标 准型 内容 的线性 代数 教 材 ， 而 有 利 于现 代 控 从
让学 生 了解科 学 研 究 的基 本 方 法 ， 强对 学 生 创 加
新 能力 的培 养 。引导 学 生充分 利用 图书 馆馆藏 资
考 虑 到课 时较 少 （ 信 专 业 仅 ３ 通 ２学 时） 具 体 的 及
教 学 条件 ， 同时结 合 学 生 的实 际 情 况 选 取 该 教 材 线 性 控制 系统 部 分 作 为 授课 重 点 ， 一 部 分 属 于 这 现代 控 制理 论 的基 础 内容 ， 优 控 制 部 分 内容 难 最 度相 对 较大 ， 仅适 合 部 分学 有 余 力 的学 生 进 一 步 学 习 。在授 课 重 点 中 ， 做 到 主次 分 明 。在 线 性 要
实 例 ， 过对 实例 的讲 解 ， 出抽 象 的概念 。定 义 通 给
阐述力 求严 谨 、 炼 。对 一些 复杂 的及 难 度 较 大 精 的证 明 ， 讲授 新课 时可 以略去 ， 在 而着 重 于说 明相
关 的证 明思 路 ， 强调 结 论 所要 满 足 的 条 件 。授 课
现代 控制理 论 课 程 需 要 较好 的数 学 基 础 ， 尤 其 对矩 阵论 和常微 分方 程稳 定性 理论 基础要 求较 高 。线性 代数 是通 信类 专业 的先 修课 程 ， 而 ， 然 现 代 控制 理论课 程 中所用 到 的约 当标准 型在 一些线 性 代数 教材 中未 作 介 绍 ， 生 缺 乏这 方 面 的 基 础 学 知识 ， 而现代 控 制理 论 中又 有 多处 用 到约 当标 准 型 的相关知 识 ， 以承 担 本 课 程 的 教 师应 与 开 设 所
稳 定 性 的概 念 及 判 别 方 法 、 点 配 置 的 条 件 及 极
主动 能动 性 ， 而 取得 良好 的教 学效果 。 从
８ 改革 考 核方 式 为 了实现 素 质 教育 的 目标 ， 导 学 生 参 与到 引
具 体方 法 、 维 状 态 观 测 器 的设 计 方 法 等 进 行 全 详 细讲 授 。
态 空 间表 达式转 化 为 约旦 标 准 型 的 形 式 、 何 用 如 多种 方 法 计 算 状 态 转 移 矩 阵 、 何 对 给 定 系 统 如
进 行 能控 能 观 性 判 别 、 何 将 系 统 化 成 能 控 能 如
观 标 准型 、 何 将 系 统 按 能 控 能 观 性 进 行 分 解 、 如
Ｖｏ ． ５ ＮＯ ３ １２ ． ２ １ ０ ２
・
大 学教 学 ・
基 于 素质 教育 的现代 控 制 理 论 课 程 教 学改 革 的探 讨 子 信 息 学 院 ，江 苏 南 通 ２ ６ １ ） 南 ２ ０ ９
摘
要 ： 文 从 教 学方 法 、 学 内容 、 学手 段 、 本 教 教 考核 方 式 等 方 面 ， 讨 了基 于 素 质 教 育 的 现 代 探
对偶 系统 能控性 问题 进行研 究 。教师 要积 极引 导
学生 熟练 掌握 知识 点 之 间 的 内在 联 系 ， 不 能 只 而
停 留于表 面 。
３ 教 学 中注重 直观理解
教学 过 程 中， 保证 现 代控 制理 论 课 程 内容 在
飞行 、 天宫一 号与 神 州八号 飞船 的对 接等 ， 并简 要
代 数学 （ 线性 代 数 、 常微 分 方 程 ） 主要 工 具 ，是 为
自动化 专 业 的一 门重 要 基 础 课 程 ［ ］ １ 。为 了适 应素 质教育 发展 的 要 求 ， 者 在 多 年教 学 实 践 的 笔
制 理论 的后续 学 习 。现代 控制 理论 中 的稳 定性 理
论 属于 常微 分方 程 的 内容 ， 以在 授课 过 程 中应 所 适 当补充 常 微分方 程 的相关 理论 。在整 个教 学过 程中， 注重 在 讲 授课 程 内容 的 同时 ， 目的 、 针 有 有
［ ］ 王 从 庆 ，丁 勇 ．现 代 控 制 理 论 课 程 教 学 改 革 的 实 践 １ 与探讨［］ Ｊ．南 京 航 空 航 天 大 学 学 报 ：自然 科 学 版 ，
说 明这些 系统 中所用 到 的现代 控制理 论 的相关 知
识 ， 而提 高学 生对 本课程 的学 习兴趣 。 从 ２ 教 学 中给 学生 补 充相关 的数 学基 础
系统完整 的 前提 下 ， 必追 求 定 理 证 明 逻辑 上 的 不 严 密性 ， 关键 在 于突 出问题 的应用 背景 ， 增加 应用
对 性地 加强 学生 逻 辑 思维 能 力 的 培 养 和训 练 ， 比
基础 上 ， 学 生 为 本 ， 以 以培 养 创 新 能 力 为 主 要 目
标 ， 索基 于素质 教育 的教 学 改革模 式 ， 探 现从 以下 ８ 方 面进行 探讨 。 个
１ 重 视 绪 论 内容 教 学
如考察 原 系统 的能 观 性 问题 时 ， 转 化 为 考 虑其 可
过程 中，适 当 地 将 ＭＡ ＡＢ软 件 用 于 实 际 教 ＴＬ 学 ， 堂 上给 学 生 布 置一 些 应 用 ＭＡＴ ＡＢ软 件 课 Ｌ 的 习题作 为课 后 练 习 ， 方 面 可 以提 高学 生 的学 一
习 积极性 和 主动 性 ， 一方 面 可 以提 高学 生 应 用 另
计算 机进 行 辅助设 计 的能力 。
的 能力 ， 比如 在讲 能观 能控 部分 习题 时 ， 要分 别强 调 能观 能控 判别 条 件 之 间 、 观 能 控 标 准 型 之 间 能 以及 按能 观 能控 性 进 行 分解 之 间 的 区别 和联 系 ，
核 的总评 成绩 共 为 １ ０分 ， 中 ， ０ 其 期末 考试 重点考
控 制 系统 的教学 过 程 中 ， 以线 性 连 续 定 常 系 统 为
料， 图书 馆数 据 库资 源 和网络 学术 资源 ， 集现 代 搜
控制 理论 在 科技 、 业 生 产及 人 民生 活 中 的应 用 工 实 例 ， 养他 们 自主学 习 的意 识 。教 师 也可 以根 培 据 实 际情况 选定 几 个经 典 的现代 控制理 论实验 模
１ ） 以期 改革 取得 了 良好 的教学效 果 。 ０ ，
参 考 文 献
使 学生做 到举 一反 三 。
６ 开 展 科 研 型 教 学
教学 过程 中 ， 保 证 讲授 现 代 控 制理 论 课 程 在 基本 内容和基 本 方 法 的基 础上 ， 以 适 当 补充 介 可
绍 控制科 学 研究方 向的前 沿 内容 。 比如 可将 美 国
第２ ５卷第 ３期 ２１ ０ ２年 ５月
高 等 函授 学报 （ 自然 科学 版）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＨｉ ｈ ｒＣｏ ｒ ｓ ｏ ｄ ｎ ｅ Ｅｄ ｃ ｔ ｎ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｓ ｏ ｒ ａ ｇ ｅ ｒｅ ｐ ｎ ｅ ｃ ｕ ａｉ （ ｔ ｒ ｌＳ ｉｎ ｅ ） ｏ ｏ
查 对 教材 基本 概 念 和 基 础 理论 的灵 活 运 用 ， 卷 试
成绩 占总评成 绩 的 ４ ； 堂及 平 时成 绩 主 要考 Ｏ 课 查 学 生 的作 业 情 况 （ 占总 评 成绩 的 １ ） 出勤情 Ｏ 、 况（ 占总 评 成绩 的 １ ） 课 堂 学 习 情 况 （ Ｏ 、 占总评 成绩 的 １ ） 共 占总评 成绩 的 ３ ； Ｏ ， ０ 科研 型学 习 的考 核 成绩 占总 评 成 绩 的 ３ 。在 科 研 型 学 习 Ｏ， ９ ５ 的考 核 中 ， 点 考 查 学生 对 课 题 研 究 的参 与 程 度 重 （ 占总评 成 绩 的 １ ） 创 新 性 （ 总 评 成 绩 的 Ｏ 和 占 １ ） 以及 研 究 报 告 的撰 写 情 况 （ ０ ， 占总评 成 绩 的
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ３ Ｉ２ ．
２ Ｏｌ２
４ 突 出 教 学 重 点
方 向 ， 以把 在 开 展科 学 研 究 工 作 中所 遇 到 的 小 可
本 校 选取 的 教材 是机 械工业 出版社 由刘 豹 和