《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)問題分析與改革探究

靳偉 宋玲 馬少騰 鄢金山

摘要：《控制工程基礎(chǔ)》是所有機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的本專科學(xué)生學(xué)習(xí)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。通過對(duì)現(xiàn)下的《控制工程基礎(chǔ)》教育教學(xué)中存在問題進(jìn)行分析，以提出教育教學(xué)課程新目標(biāo)與改革思路，并根據(jù)我校（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院）教育教學(xué)改革，闡明整改措施與手段已經(jīng)行業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)，為當(dāng)代社會(huì)新形勢(shì)、新局面的機(jī)械行業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用技術(shù)型人才。

關(guān)鍵詞：控制工程基礎(chǔ)；機(jī)械；教學(xué)；改革；探究

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）15-0120-02

一、引言

《控制工程基礎(chǔ)》是機(jī)電工程學(xué)院學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等機(jī)械專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是利用自動(dòng)控制原理技術(shù)來解決機(jī)械工程的相關(guān)的控制問題。該課程具有理論性強(qiáng)、實(shí)踐動(dòng)手性強(qiáng)的特點(diǎn)，因此，要求學(xué)生在學(xué)習(xí)這門專業(yè)基礎(chǔ)課中應(yīng)具有一定的數(shù)學(xué)思維。所以，對(duì)于本科學(xué)生而言，《控制工程基礎(chǔ)》是一門難度大、不易掌握的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。同時(shí)也是為后續(xù)機(jī)械專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)《機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)》《機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)》等專業(yè)課甚至于畢業(yè)設(shè)計(jì)做專業(yè)技能鋪墊，保證學(xué)生選擇了機(jī)械專業(yè)后所學(xué)習(xí)到的是一個(gè)完整的知識(shí)鏈，構(gòu)建完整的專業(yè)技能體系。

二、課程教學(xué)存在的問題及分析

1.學(xué)生課堂反應(yīng)能力薄弱。《控制工程基礎(chǔ)》是一門以高等數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的專業(yè)學(xué)科。課程教學(xué)中含有大量的數(shù)學(xué)計(jì)算與分析，要求學(xué)生具有高等數(shù)學(xué)思維與基本知識(shí)同時(shí)要求掌握大學(xué)物理、電工技術(shù)、電子技術(shù)等學(xué)科的相關(guān)知識(shí)。相對(duì)于學(xué)生而言，是一門難度大、且枯燥無味的課程。因此，學(xué)生在課堂上無法較好的集中注意力學(xué)習(xí)課程內(nèi)容，也就導(dǎo)致反應(yīng)能力相對(duì)薄弱，授課講師也很難了解到學(xué)生對(duì)于課本知識(shí)的理解和掌握程度。

2.學(xué)生無法將實(shí)踐與理論內(nèi)容相結(jié)合?！犊刂乒こ袒A(chǔ)》不僅在理論性上很強(qiáng)，而且實(shí)踐動(dòng)手能力要求同樣很高。在掌握了理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)踐與應(yīng)用，才是控制工程基礎(chǔ)的最大難點(diǎn)。對(duì)于一般高校學(xué)生來說，學(xué)習(xí)控制工程基礎(chǔ)的理論部分已經(jīng)很難了，在實(shí)踐動(dòng)手部分中，將理論聯(lián)系實(shí)際，分析機(jī)械的工業(yè)工程問題將會(huì)更加困難。

3.傳統(tǒng)教學(xué)模式與現(xiàn)下教育教學(xué)目標(biāo)不符合。2014年3月教育部在工作要點(diǎn)中明確的提出，要引導(dǎo)一批本科高校向應(yīng)用技術(shù)類高校轉(zhuǎn)型。然而，對(duì)于控制工程基礎(chǔ)這門專業(yè)基礎(chǔ)課，在傳統(tǒng)教學(xué)中課時(shí)量達(dá)到60個(gè)學(xué)時(shí)，有些高等院校甚至可以達(dá)到64—72個(gè)學(xué)時(shí)?，F(xiàn)要求理論部分課時(shí)量降到34個(gè)學(xué)時(shí)，實(shí)踐動(dòng)手部分的學(xué)時(shí)量為8個(gè)學(xué)時(shí)。傳統(tǒng)教學(xué)中，在這么大的課時(shí)量要求下，學(xué)生掌握本課程已經(jīng)相當(dāng)吃力，當(dāng)壓縮課時(shí)量后，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)將會(huì)更加困難。

三、教學(xué)改革的思路

為了達(dá)到國(guó)家教育部在會(huì)議中給出的明確建議，培養(yǎng)高校大學(xué)生轉(zhuǎn)型為技術(shù)類人才。因此，根據(jù)本?？茖W(xué)生畢業(yè)后進(jìn)入專業(yè)相關(guān)的企業(yè)單位所需人才要求，修訂《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)改革的思路。教學(xué)改革系統(tǒng)框圖如圖1所示。

四、教學(xué)改革的具體對(duì)策

1.改變學(xué)生對(duì)課程的第一印象。對(duì)于《控制工程基礎(chǔ)》理論性極強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，學(xué)生們通常的反應(yīng)是：這門課對(duì)以后做畢業(yè)設(shè)計(jì)、找工作沒有什么用，隨便學(xué)學(xué)就行了。但是這種想法是大錯(cuò)特錯(cuò)的，學(xué)生們忽略了這門課是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的基石，是學(xué)習(xí)后面的專業(yè)課程的基礎(chǔ)。因此，改變學(xué)生對(duì)這門課的第一印象就十分重要。所以，我們的授課老師在第一節(jié)課中就應(yīng)該告訴學(xué)生《控制工程基礎(chǔ)》在我們生活中的應(yīng)用，在我們最后做畢業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中充當(dāng)記得角色。

2.修訂《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)大綱與教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)以往教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，我們可以根據(jù)當(dāng)代社會(huì)對(duì)機(jī)械行業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)生的畢業(yè)要求進(jìn)行修訂課程教學(xué)任務(wù)。高等院校是培養(yǎng)一批學(xué)習(xí)相關(guān)專業(yè)知識(shí)，進(jìn)入企業(yè)、單位、社會(huì)的人才。中國(guó)1950年《高等學(xué)校暫行規(guī)程》中規(guī)定：培養(yǎng)具有高級(jí)文化水平，掌握現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)的成就，全心全意為人民服務(wù)的高級(jí)建設(shè)人才。因此，根據(jù)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)要求進(jìn)行修訂課程內(nèi)容。刪去“控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正”“線性離散系統(tǒng)與Z變換”“狀態(tài)空間分析法”以及“控制系統(tǒng)的應(yīng)用分析”的章節(jié)內(nèi)容。在設(shè)定的34個(gè)學(xué)時(shí)中強(qiáng)化“數(shù)學(xué)模型”“時(shí)域分析法”以及“頻域分析法”。

3.理論聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)結(jié)合生產(chǎn)。結(jié)合我校（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)）的辦學(xué)方針——“理論聯(lián)系實(shí)際，教學(xué)結(jié)合生產(chǎn)”。將《控制工程基礎(chǔ)》這門課的實(shí)踐課程加入到課堂當(dāng)中。例如“基于MATLAB的時(shí)域分析”這一章節(jié)內(nèi)容與時(shí)域分析法相結(jié)合，雖然我們之前學(xué)習(xí)過一階響應(yīng)、二階響應(yīng)等，并利用MATLAB繪制相應(yīng)的響應(yīng)曲線圖。

在學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)分析的同時(shí)，講解MATLAB軟件，看看自己畫出來的響應(yīng)曲線圖與計(jì)算機(jī)繪制出的圖是否一致。在這一方面，大大增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)控制工程基礎(chǔ)這門課的興趣，不會(huì)讓學(xué)生覺得控制工程基礎(chǔ)只是一味的計(jì)算，枯燥無味。

五、結(jié)束語

隨著控制系統(tǒng)在工程中應(yīng)用的愈加廣泛，因此，也對(duì)當(dāng)前高等院校培養(yǎng)大學(xué)生的專業(yè)才干也有了新的要求，以備為當(dāng)前社會(huì)培養(yǎng)應(yīng)用型人才。機(jī)械專業(yè)的《控制工程基礎(chǔ)》這門專業(yè)基礎(chǔ)課也應(yīng)該隨著社會(huì)的日益發(fā)展而進(jìn)行適應(yīng)性教學(xué)改革，適應(yīng)當(dāng)前機(jī)械行業(yè)發(fā)展的新要求。所以，我們的授課老師也應(yīng)該改變以往的教學(xué)方式與方法。綜上所述，進(jìn)行《控制工程基礎(chǔ)》教學(xué)改革不僅能夠強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)這門專業(yè)基礎(chǔ)課的主觀能動(dòng)性，同時(shí)也能提高授課講師的教學(xué)質(zhì)量，最重要的是培養(yǎng)了學(xué)生與講師之間的交流，從而達(dá)到在鞏固理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析問題、解決問題以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

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