基于電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的自動(dòng)控制原理課程新構(gòu)建

李春來(lái)

(湖南理工學(xué)院 物理與電子學(xué)院, 湖南 岳陽(yáng) 414006)

基于電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的自動(dòng)控制原理課程新構(gòu)建

李春來(lái)

(湖南理工學(xué)院 物理與電子學(xué)院, 湖南 岳陽(yáng) 414006)

以湖南理工學(xué)院電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式為例, 分析了電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制原理課程開(kāi)展現(xiàn)狀, 探討了自動(dòng)控制原理課程新構(gòu)建的內(nèi)容、關(guān)鍵問(wèn)題與具體實(shí)施方案、特色與創(chuàng)新之處.

自動(dòng)控制原理課程; 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式; 新構(gòu)建

1 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制原理課程現(xiàn)狀分析

控制科學(xué)是20世紀(jì)最重要的科學(xué)成就和貢獻(xiàn)之一. 控制科學(xué)以系統(tǒng)論、控制論、信息論為基礎(chǔ), 研究分析各學(xué)科領(lǐng)域中獨(dú)立于具體對(duì)象的一般共性問(wèn)題, 即為了實(shí)現(xiàn)某類(lèi)目標(biāo)問(wèn)題而采取的描述分析對(duì)象與環(huán)境信息并實(shí)施控制與決策行為的方法論. 它與各應(yīng)用領(lǐng)域具體問(wèn)題緊密結(jié)合, 對(duì)于各種具體實(shí)際問(wèn)題具有一般方法論的意義, 最終形成了控制科學(xué)與工程精彩多樣的內(nèi)容. 控制科學(xué)具備的這一獨(dú)特特點(diǎn),使得其有力推動(dòng)了相關(guān)學(xué)科的發(fā)展, 并進(jìn)一步促進(jìn)了相關(guān)學(xué)科的交叉與滲透.

《自動(dòng)控制原理》課程是普通高等學(xué)校通信工程、電子信息工程、電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程, 也是現(xiàn)代控制理論、運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)、過(guò)程控制、系統(tǒng)辨識(shí)、自適應(yīng)控制、人工智能等控制類(lèi)后續(xù)課程的理論基礎(chǔ), 我國(guó)大學(xué)電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)一直將其作為一門(mén)必修的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課開(kāi)設(shè).但是, 要做到教育與經(jīng)濟(jì)建設(shè)接軌、與產(chǎn)業(yè)發(fā)展同步, 作為一門(mén)傳統(tǒng)的基礎(chǔ)課程, 《自動(dòng)控制原理》課程在教學(xué)質(zhì)量和效果上的要求也越來(lái)越高, 在教學(xué)方式上也需要與時(shí)代同步, 所以對(duì)該課程的重新構(gòu)建與改革就顯得十分重要.

《自動(dòng)控制原理》主要講述線性控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型, 非線性控制系統(tǒng)的描述函數(shù)法和采樣控制系統(tǒng)的描述及分析方法. 要求學(xué)生在牢固掌握控制理論基本概念的基礎(chǔ)上, 能對(duì)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)進(jìn)行定量估算、定性分析及動(dòng)態(tài)性能仿真, 為相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程學(xué)習(xí)和實(shí)際控制工程項(xiàng)目實(shí)踐奠定必要的基礎(chǔ). 因此《自動(dòng)控制原理》課程是電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案知識(shí)框架的重要組成部分, 具有數(shù)學(xué)理論知識(shí)要求高、概念抽象且實(shí)踐性強(qiáng)等特點(diǎn), 是一門(mén)難教難學(xué)的課程. 少數(shù)學(xué)生不能較好的將理論和實(shí)際應(yīng)用背景相結(jié)合, 無(wú)法深入理解其基本概念與原理. 教材上諸多方法、概念給學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程帶來(lái)較大困難, 學(xué)生不能很好的比較和總結(jié)概念與方法的內(nèi)在聯(lián)系和區(qū)別. 總的來(lái)說(shuō), 由于此課程學(xué)習(xí)難度較大, 造成學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃, 學(xué)習(xí)效果不理想. 如何解決這一難題, 提高教學(xué)效果, 是每一位講授這門(mén)課程的教師應(yīng)該思考的問(wèn)題.

我校(湖南理工學(xué)院)自2000年合并升格為本科院校后, 物理與電子學(xué)院和信息與通信工程學(xué)院的電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個(gè)專(zhuān)業(yè)便將該課程作為一門(mén)相對(duì)獨(dú)立的專(zhuān)業(yè)課來(lái)開(kāi)設(shè), 形成了較為嚴(yán)密的知識(shí)體系、較為規(guī)范的理論體系與教學(xué)模式. 近年來(lái),國(guó)內(nèi)許多工科院?？刂祁?lèi)專(zhuān)業(yè)將《自動(dòng)控制原理》列為精品課程進(jìn)行建設(shè), 對(duì)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法等給出了新的定位, 表達(dá)了對(duì)該課程進(jìn)行大刀闊斧改革的決心, 有許多可供借鑒的成果. 但我們認(rèn)為, 各校應(yīng)該根據(jù)本校的專(zhuān)業(yè)建設(shè)情況、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)狀況及對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo), 對(duì)課程的內(nèi)容體系、基本要求、教學(xué)組織方式進(jìn)行更合乎自身實(shí)際情況的探討.

作為電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)非專(zhuān)業(yè)方向課程, 《自動(dòng)控制原理》計(jì)劃安排為36課時(shí), 學(xué)生普遍對(duì)《自動(dòng)控制原理》缺乏深刻的認(rèn)識(shí), 學(xué)習(xí)興趣不濃, 學(xué)習(xí)效果不理想. 根據(jù)對(duì)我校各教學(xué)院部課程設(shè)置和專(zhuān)業(yè)建設(shè)的了解, 我們認(rèn)為, 《自動(dòng)控制原理》課程與電子類(lèi)各個(gè)專(zhuān)業(yè)均具有很大的聯(lián)系, 控制思想在電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等專(zhuān)業(yè)的許多課程中得到了充分的應(yīng)用. 由此可見(jiàn), 結(jié)合電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式對(duì)《自動(dòng)控制原理》課程進(jìn)行新的構(gòu)建和改革對(duì)課程教學(xué)質(zhì)量的提高、學(xué)生知識(shí)體系的構(gòu)建及學(xué)院的發(fā)展是十分重要的.

本文將立足于我校現(xiàn)有5個(gè)電子類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案和學(xué)生群體特征, 來(lái)探討研究《自動(dòng)控制原理》課程的學(xué)科定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置及教學(xué)方法和手段的改革, 使《自動(dòng)控制原理》課程和學(xué)生的實(shí)際所需相聯(lián)系, 真正做到因材施教, 成為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一個(gè)重要平臺(tái).

2 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制原理課程構(gòu)建內(nèi)容

本部分將從課程性質(zhì)及定位、教學(xué)內(nèi)容、特色教案、教學(xué)模式及考核方式等方面探討電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制原理課程構(gòu)建內(nèi)容.

2.1 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程性質(zhì)及定位

電子類(lèi)《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)應(yīng)怎樣定位? 是突出理論性還是突出工具性, 是強(qiáng)調(diào)控制理論思想與原理的傳授還是強(qiáng)調(diào)提高解決實(shí)際的能力? 只有立足生源的個(gè)性發(fā)展特點(diǎn), 并結(jié)合電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)自身的人才培養(yǎng)模式和辦學(xué)思想, 才能真正準(zhǔn)確定位. 所以《自動(dòng)控制原理》課程改革研究必須建立在“個(gè)性發(fā)展”, “電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)”, “課程教學(xué)現(xiàn)狀分析”的基礎(chǔ)上. 為此, 我們擬制定出切實(shí)符合電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的《自動(dòng)控制原理》課程性質(zhì)定位, 制定完善教學(xué)大綱, 撰寫(xiě)《電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制原理課程性質(zhì)分析》.

2.2 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)內(nèi)容

《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)作為非專(zhuān)業(yè)方向課程是否需要有專(zhuān)業(yè)的區(qū)別？這是一個(gè)有爭(zhēng)議的問(wèn)題. 但我們認(rèn)為, 針對(duì)電子類(lèi)的辦學(xué)定位的特殊性, 《自動(dòng)控制原理》課程與電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個(gè)專(zhuān)業(yè)均具有很大的聯(lián)系, 控制思想在電子類(lèi)的許多課程中得到了充分的應(yīng)用, 所以《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)與專(zhuān)業(yè)教育相結(jié)合就顯得更為迫切. 《自動(dòng)控制原理》課程應(yīng)該與學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和專(zhuān)業(yè)理解聯(lián)系起來(lái), 使學(xué)生學(xué)以致用, 真正成為高素質(zhì)的專(zhuān)業(yè)人才.

《自動(dòng)控制原理》是具有很大包容性的課程, 其內(nèi)容涉及到信息信號(hào)處理、電子電路、光電技術(shù)、光纖通信、傳感器原理等相關(guān)學(xué)科, 《自動(dòng)控制原理》課程的這種巨大的包容性也為其與專(zhuān)業(yè)的結(jié)合提供了先決條件, 使其成為可能.

2.3 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程特色教案

目前, 《自動(dòng)控制原理》各類(lèi)教材已超過(guò)100種[1～4], 但是沒(méi)有一部教材是針對(duì)電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)對(duì)象編寫(xiě)的, 《自動(dòng)控制原理》課程教案與教學(xué)一刀切是非常普遍的現(xiàn)象, 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程特色教案的編寫(xiě)顯得困難但迫在眉睫. 所以, 我們結(jié)合我校具體實(shí)際教學(xué)情況, 編訂出一套符合電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)科建設(shè)需要和學(xué)生發(fā)展需要, 并且有專(zhuān)業(yè)區(qū)別的特色教案.

2.4 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)模式

作為一門(mén)非專(zhuān)業(yè)方向課程, 《自動(dòng)控制原理》課時(shí)安排少, 學(xué)生普遍對(duì)《自動(dòng)控制原理》課程缺乏深刻的認(rèn)識(shí), 學(xué)習(xí)興趣不濃, 考核成績(jī)不理想. 但《自動(dòng)控制原理》課程與電子類(lèi)各個(gè)專(zhuān)業(yè)均具有很大的聯(lián)系. 所以, 新的教學(xué)模式的構(gòu)建顯得很重要. 具體地, 我們將構(gòu)建以學(xué)生為本的教學(xué)模式, 包括興趣的激發(fā)、工程理念的導(dǎo)入、教學(xué)目標(biāo)的定位、教學(xué)方法的變更策略等方面.

2.5 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程考核方式

《自動(dòng)控制原理》作為一門(mén)非專(zhuān)業(yè)方向課程, 其考核方式應(yīng)有自己特定的形式. 具體可從以下方面進(jìn)行考核方式的改革: ①將考試內(nèi)容進(jìn)行充實(shí)和調(diào)整, 著重考查學(xué)生分析解決實(shí)際問(wèn)題的能力和對(duì)各知識(shí)模塊的綜合能力. ②通過(guò)期末考試題型多樣化, 全面考核學(xué)生對(duì)課堂講述的相關(guān)內(nèi)容及課后擴(kuò)展學(xué)習(xí)內(nèi)容的掌握情況, 這些題型可包括填空題、選擇題、判斷題、計(jì)算題、設(shè)計(jì)題等; ③將單一的評(píng)價(jià)方式進(jìn)行多樣化處理, 具體可采用口頭答辯、讀書(shū)報(bào)告、課程心得及小論文等.

3 關(guān)鍵問(wèn)題與實(shí)施方案

3.1 關(guān)鍵問(wèn)題

(1) 理清課程的重點(diǎn)與難點(diǎn), 制訂相應(yīng)的教學(xué)方案和教學(xué)大綱, 適時(shí)更新教學(xué)內(nèi)容, 保證教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性與前瞻性.

(2) 以學(xué)生為本的教學(xué)模式的構(gòu)建, 特別是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、教學(xué)方法的策略變更等.

(3) 符合電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)科建設(shè)需要和學(xué)生發(fā)展需要, 并且有專(zhuān)業(yè)區(qū)別的特色教案的編寫(xiě).

3.2 實(shí)施方案

我們以湖南理工學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個(gè)電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)改革實(shí)踐對(duì)象, 理清思路, 分工負(fù)責(zé), 步步夯實(shí). 具體實(shí)施方案方法如下:

(1) 教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查: 包括現(xiàn)有教案和教材使用情況調(diào)查, 學(xué)生《自動(dòng)控制原理》課程學(xué)習(xí)意愿調(diào)查, 教學(xué)滿意度調(diào)查.

(2) 電子科學(xué)與技術(shù)和光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)分析, 控制思想在電子科學(xué)與技術(shù)和光電信息科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)中的應(yīng)用分析.

(3) 確定電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程性質(zhì)、定位和教學(xué)內(nèi)容.

(4) 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》特色教案編訂.

(5) 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)與學(xué)科專(zhuān)業(yè)教育結(jié)合程度在教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容和課程考核方式上的實(shí)踐.

4 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)控制原理課程構(gòu)建特色與創(chuàng)新之處

(1) 充分體現(xiàn)符合電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)科建設(shè)需要和學(xué)生發(fā)展需要, 并且有專(zhuān)業(yè)區(qū)別的課程的定位、教學(xué)內(nèi)容的選取和特色教案的編寫(xiě).

(2) 以學(xué)生為本的教學(xué)模式的構(gòu)建, 特別是學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)、教學(xué)方法的策略變更.

(3) 充分利用多媒體教學(xué)的自主性、開(kāi)放性、共享性、交互性、協(xié)作性等特色, 擴(kuò)展學(xué)生知識(shí)面, 全面提高專(zhuān)業(yè)課程的教學(xué)質(zhì)量.

5 結(jié)束語(yǔ)

作為一門(mén)非專(zhuān)業(yè)方向課程, 《自動(dòng)控制原理》課時(shí)安排少, 學(xué)生普遍對(duì)《自動(dòng)控制原理》課程缺乏深刻的認(rèn)識(shí), 學(xué)習(xí)興趣不濃. 目前, 《自動(dòng)控制原理》各類(lèi)教材已超過(guò)100種, 但是沒(méi)有一部教材是針對(duì)電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)對(duì)象編寫(xiě)的, 《自動(dòng)控制原理》課程教案與教學(xué)一刀切是非常普遍的現(xiàn)象, 電子類(lèi)專(zhuān)業(yè)《自動(dòng)控制原理》課程新的構(gòu)建與改革顯得困難但迫在眉睫. 本文立足于電子科學(xué)與技術(shù)、光電信息科學(xué)與工程、電子信息工程、通信工程、信息工程等5個(gè)電子類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案和學(xué)生群體特征, 探討了《自動(dòng)控制原理》課程的性質(zhì)與學(xué)科定位、教學(xué)內(nèi)容設(shè)置以及教學(xué)方法和教學(xué)手段的改革, 使《自動(dòng)控制原理》課程和學(xué)生實(shí)際情況和所需相聯(lián)系, 做到符合學(xué)科發(fā)展和因材施教, 成為培養(yǎng)應(yīng)用型人才的一個(gè)重要平臺(tái).

[1] 楊庚辰. 自動(dòng)控制原理[M]. 西安: 西安電子科技大學(xué)出版社, 2007

[2] 王建輝. 自動(dòng)控制原理[M]. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2007

[3] 胡壽松. 自動(dòng)控制原理[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2013

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New Construction of the Course of Automatic Control Principle Based on Training Mode of Electronics Specialty

LI Chun-Lai
(College of Physics and Electronic, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China)

This paper analyzes the present situation, content for the reform, key issues, implementation plans, distinguishing feature and innovation of the course of automatic control principle, based on the training mode of electronics specialty of Hunan Institute of Science and Technology.

automatic control principle; training mode of electronics specialty; new construction

G642

A

1672-5298(2015)02-0091-04

2015-03-26

湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(13C372)

李春來(lái)(1976? ), 男, 湖南岳陽(yáng)人, 博士, 湖南理工學(xué)院物理與電子學(xué)院副教授．主要研究方向: 控制理論