卓越计划“控制工程基础”教学改革研究

摘
要： “ 控 制工程基础” 是一 门理论性 和实践性均较强的综合性专业基础课 。本文针 对该课程 的特 点和“ 卓越计 划” 培 养
目标要 求 ， 探 索在课程教 学 中培 养学生的工程能力 的途径 ， 从课 程教 学 内容、 教 学方法、 教 学手段 、 实验 设计等 方面提 出了具体
改革措施。
（ 二） 以学生 为主体 ， 灵活使用教学方法 建构主义理论认为 ， 学 习是一个 学生 通过 自主 活动主 动
（ －） 教学方 法单 一 ， 理论 推导 繁琐 ， 对 抽 象 的问题 缺 乏程 涉及 数 学公 式较 多 ， 理 论 较深 ，
传统教学方式 多偏重 于理论 推演 ， 未 能与现 代 多媒体 教育技 术 紧密结合 ， 效率较低且缺乏表现力 ， 无法将抽象 的问题具 体
０ １ ３年 第 ９月 第２ １ ４卷 ３期
长 沙铁道 学院学报 （ 社会科学版 ）
Ｓ ｅ ｐ ．２ ０ ｌ ３
Ｖｏ １ ． １ ４ Ｎｏ ． ３
卓越 计划“ 控 制 工 程基 础 ’ ’ 教 学 改革研 究
韩 锟
（ 中南大学交通运输 工程 学院， 湖南 长沙 ４ １ ０ ０ ７ ５ ）
化， 很难在规定课时 中教授透彻 ， 且 学生会 因理论 推导过程 枯
建构知识 意义的过程 ， 学生是 自己知识 意义 的建 构者。因此 ， 在教 学过程中 ， 应充分发挥学生 的主体作用 ， 注 重培养学生 的
自主学习能力 和探究 学 习 能力 ， 尽 量采 用活 泼 的教 学形 式 。 具体如 下：
分析 、 控制 系统稳定性概念及判别 方法 、 控 制系统 的优化设 计
问题 … 。在 当前大力推进 工程教 育改 革 的背景 下 ， 如何 围绕
卓越计划 人才培养 目标 ， 改革 该课 程原有 体 系结构 和教 学模
式， 强化学生 的工 程 实践 能 力 、 工程 设 计 能力 与工 程创 新 能
法组织该课 程 的教 学 ， 普遍 存在 教师 “ 难 教” ， 学 生“ 难学” 的
难 以有效 培养 学 生 的知 识 应 用 能力 、 综合 分 析 能 力 与创 新
能力 。 二、 教 学改革的具体 措施 （ 一） 以解决工程实 际问题 的流程 为主线 ， 优化整合 教学 内容
建构主义教学设计 强调 ： 学 生的学 习活 动必须 与大 的任 务或 问题相结合 ， 以探索 问题来 引导 和维持学 习者 学 习的兴 趣和动机 ｊ 。基于这一原理 ， 本 文提 出以解 决工程 实 际问题 的流程为主线优化整合教学 内容 ， 具体 如下 ： 第一 ， 整个 内容 的组 织围绕一 个工 程实际问题（ 如直线 一 级倒立摆 的稳摆控制问 题 ） 展开 ， 以解决 该 问题 为 目标 ， 在 提 出问题——分析 问题——解 决 问题 的过 程 中 ， 将 经典 控制 理 论、 现代控制理论 、 系统 辨识 、 控 制系统建 模与 仿真 以及控 制 系统参数优化等 内容融为一体 ， 依次 串入控制 系统 的组成 、 反 馈控制的基本原理 、 系统数 学模 型建模 方法 、 系 统的 时 、 频 域
一
、
传统教学模式存在 的问题
（ 一） 课程 内容 “ 难” 、 “ 繁” 、 “ 旧”
在传统课程体系 “ 公共基础课、 专业基础课 、 专业课”的
三段论模式 下 ， 对该课程体 系框 架 和教学模 式 的思维 仍然 在 学科 内单项进行 ， 课 程 内容的组织强调知识 的完 备性 、 系统 性， 存在“ 难 ”、 “ 繁” 、 “ 旧” 等 问题 Ｊ ， 与本专业 应用领 域 和发 展前沿 的结合不太 紧密 ， 未能充 分体 现该 课程 的工程 性 和交
关键词 ： 控制 工程基础 ； 卓越计划 ； 教 学改革
“ 控制工程基 础 ” 是 机械类 卓 越工 程师 培养 专业 的一 门 主干课 程 ， 它 以控制理论 为基础 ， 研究在工程 实践基 础上抽象
生 的学 习主动性与学 习兴趣 ， 束缚 了学生思维 的发展 ， 不能很
好地 引导学生学 以致用 ， 也少有机会引导学 生学会独立思 考 ，
叉性 。
等基本教学 内容。这样优化整合后的教学 内容 ， 体 系完整 、 丰 富， 重点突 出， 物理概念清楚 ， 联 系工程 实际紧密 ， 有利 于学 生
总体上把握利用控 制理论 解 决工 程实 际 问题 时从 “ 实践 ” 一 “ 理论 ” 一“ 实践” 的整 个过程 。
第二 ， 引入计算 机仿 真方法 ， 简化较 繁琐 的数学推 导 、 计 算和作图 ， 重点介绍推导 的思路 、 步骤和结果分析 。 第三 ， 适 当采用专题 、 报告等形式介绍控制 领域 国内外 发 展动态 ， 开拓学生视野 ， 保证教学 内容的先进性 。
燥繁琐 、 难 于理解 而缺乏学习兴趣 。 （ 三） 理论与实践的矛盾未能很好解决 传统控制工程教 学实验 环节 与理 论结合 不 紧密 ， 缺少 分 析与应用 的工程 实际对象 与载体 ， 缺乏学 习支点 ， 很 难提高学
出的来分析 与设 计控制 系统 的共 性 问题 ， 在整 个知 识结 构框 架 中起 承前启 后的重要作 用 ． 对工 程实践 具有 重要 的指 导意 义 。该课程 内容偏抽 象 ， 涉及数学知识 ， 泛， 又与工程 实践联 系紧密 ， 是一 门理论性 、 实践性 均较 强的综 合性 专业 基础课 ， 具有数学化 、 系统性 、 工程性 和交 叉性 等特 点 ， 用传 统教学 方
力， 是深人推进卓越计划要解决 的首要 问题 。
本文针对传 统教学存在 的问题 ， 从 培养高 素质 应用 型人
才 的角度出发 ， 重点 从控 制 工程 基 础课 程 教学 内容 、 教学 方 法、 教学 手段 、 实验设 计等方 面进 行探 索与 实践 ， 实 现控 制工 程基础课程 的创新性 和实践性教学改革与优化 。