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教學(xué)改革下的控制工程論文

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了教學(xué)改革下的控制工程論文范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

教學(xué)改革下的控制工程論文

一教學(xué)過程中存在的問題

經(jīng)過河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院任課老師多年的實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)總結(jié),從課程內(nèi)容、教學(xué)手段、考核制度等方面進(jìn)行了一系列的改革,總結(jié)出了一套卓有成效的解決方案。

二改革方案

1.控制工程基礎(chǔ)課程內(nèi)容的改革

控制工程基礎(chǔ)理論體系繁雜,在教學(xué)大綱要求的時(shí)間內(nèi)難以完成全部內(nèi)容的講解。因此,根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)和就業(yè)的需要,在機(jī)電學(xué)院多位教師的協(xié)同努力下,我們編寫了教材《控制工程基礎(chǔ)》,并在2008年4月由科學(xué)出版社出版。教材內(nèi)容的組織和編排合理,能夠循循善誘地引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生獲取知識,并利用知識進(jìn)行創(chuàng)新的能力。而且內(nèi)容比原來更加務(wù)實(shí)和精簡,增加了很多應(yīng)用實(shí)例。教材不僅能夠在有限的課時(shí)內(nèi)講授完控制理論的基礎(chǔ)原理和基本方法,而且重點(diǎn)講解了學(xué)生將來在工作實(shí)踐中可能用到的知識,為今后將控制理論應(yīng)用于工程實(shí)際打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。除我們自編的教材外,還推薦中外經(jīng)典控制方面的教材供學(xué)生選讀,以幫助學(xué)生拓展思維空間以及提高獲取知識的能力。此外,隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)迅速發(fā)展,計(jì)算機(jī)仿真已經(jīng)成為一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的技術(shù)。因此本書在每一章的最后都給出了使用Matlab語言進(jìn)行控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真分析的實(shí)驗(yàn)案例,增加了分析控制系統(tǒng)基礎(chǔ)問題的途徑。新編教材內(nèi)容分為數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、系統(tǒng)建模、性能分析和系統(tǒng)校正設(shè)計(jì)四大塊。數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識部分在介紹復(fù)變函數(shù)的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)引出拉氏變換及其應(yīng)用,為后續(xù)章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。系統(tǒng)建模部分,從時(shí)域、頻域等不同的角度對系統(tǒng)各個(gè)基本環(huán)節(jié)進(jìn)行建模,通過建立微分方程、傳遞函數(shù)和方塊圖來建立各模型的聯(lián)系,有助于學(xué)生加深對實(shí)際模型和抽象模型的理解。系統(tǒng)分析內(nèi)容中,控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性是最基本的分析對象,分析方法的主要內(nèi)容包括系統(tǒng)時(shí)域分析法和頻域分析法,這也是控制理論教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。系統(tǒng)校正部分內(nèi)容重點(diǎn)討論了串聯(lián)校正中的幾個(gè)重要環(huán)節(jié)和非常實(shí)用的PID校正,這對提升學(xué)生解決工程問題的能力十分重要,同樣也是教學(xué)的目標(biāo)之一。在講授過程中,將這幾部分作為課程主線串聯(lián)起來,各知識點(diǎn)會(huì)變得清晰有條理,邏輯性強(qiáng)。

2.控制工程基礎(chǔ)教學(xué)方法的改革

第一,采用現(xiàn)代化教學(xué)手段。運(yùn)用多媒體教學(xué),設(shè)計(jì)電子教案、PowerPoint課件和Matlab課程案例,采用圖文并茂的投影顯示模式,使得公式推導(dǎo)和系統(tǒng)響應(yīng)結(jié)果等操作變得形象、簡單,使原本枯燥、抽象的理論闡述變得生動(dòng)和具體。采用Flash設(shè)計(jì)開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件,集成網(wǎng)絡(luò)課件、網(wǎng)上自測練習(xí)、網(wǎng)上虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和其他相關(guān)素材,建立機(jī)械工程控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境;課堂上教師利用授課的計(jì)算機(jī)穿插演示仿真實(shí)驗(yàn),學(xué)生課后也能利用個(gè)人計(jì)算機(jī)上網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的自測練習(xí)和仿真實(shí)驗(yàn),形成課上、課下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)氛圍;學(xué)生可以通過大量仿真練習(xí)在實(shí)踐中學(xué)習(xí),使晦澀的理論變得通俗易懂。教師在“教中做”,學(xué)生在“做中學(xué)”;教師課前將上課要講授的內(nèi)容和課堂視頻影像上傳到課程網(wǎng)站,實(shí)現(xiàn)資源實(shí)時(shí)共享。學(xué)生可以根據(jù)需要提前下載內(nèi)容預(yù)習(xí),課上也不需要匆忙地做筆記,留下更多的時(shí)間專心聽課。第二,理論和實(shí)踐相結(jié)合。實(shí)踐教學(xué)對學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有十分重要的作用,是本課程重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。在完成基本教學(xué)任務(wù)的同時(shí),不斷建設(shè)、充實(shí)和完善多層次的實(shí)驗(yàn)體系和課內(nèi)、課外多種形式的實(shí)踐能力培養(yǎng)模式,將課題組成員曾經(jīng)做過的科研項(xiàng)目和工程經(jīng)典案例納入教學(xué)內(nèi)容中,讓從未接觸過工程實(shí)際的學(xué)生能夠建立機(jī)械工程控制的整體概念。根據(jù)本課程的特點(diǎn),并結(jié)合本課程的實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)時(shí)數(shù)情況,將原理型實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)型、綜合型、研究型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,設(shè)計(jì)三個(gè)層次的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),即在課堂和課后作業(yè)中完成原理型仿真實(shí)驗(yàn);在實(shí)驗(yàn)室中完成面向機(jī)電工程中典型物理對象/系統(tǒng)的特性測試、分析與控制實(shí)驗(yàn);以課外創(chuàng)新實(shí)踐的方式實(shí)現(xiàn)典型機(jī)電系統(tǒng)的構(gòu)建、特性分析、測試與控制設(shè)計(jì)。在課堂與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中對學(xué)生的獨(dú)立思考能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力進(jìn)行有意識的培養(yǎng),而不是一味地向?qū)W生灌輸書本上的理論知識。第三,優(yōu)化考核方案。考核是體現(xiàn)教學(xué)價(jià)值的重要手段,科學(xué)靈活的考核方法對教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)的效果起到重要的促進(jìn)作用。傳統(tǒng)的考核方法有很大的局限性,必須改變,將考核貫穿于教學(xué)過程中。我們從課堂學(xué)習(xí)態(tài)度、平時(shí)作業(yè)與出勤率(20%)、實(shí)驗(yàn)參與度(10%)和結(jié)課考試(70%)等方面對學(xué)生的成績進(jìn)行綜合評定,這樣的成績更能客觀地反映學(xué)生課程的學(xué)習(xí)狀況。所謂課堂表現(xiàn),是教師每次講新課前,占用5~10分鐘對上次課程進(jìn)行回顧,并對新課內(nèi)容進(jìn)行簡單的口頭概括。為提高學(xué)生的聽課效率,將該環(huán)節(jié)交由學(xué)生完成。實(shí)驗(yàn)參與度是指學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中真正參與到設(shè)計(jì)和創(chuàng)新活動(dòng)的程度,是對學(xué)生創(chuàng)新思維、獨(dú)立分析問題和解決問題能力的一個(gè)判定。結(jié)課考試的命題是以教學(xué)大綱為依據(jù),不僅考查學(xué)生的基礎(chǔ)理論知識,更重要的是考查學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。這種考核模式的變革,一方面是為修正過去學(xué)生平時(shí)不努力,考前突擊也能得高分的習(xí)慣做法;另一方面提高學(xué)生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力,為將來就業(yè)時(shí)與企業(yè)快速對接打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

三結(jié)束語

作為機(jī)電專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程,控制工程基礎(chǔ)在培養(yǎng)學(xué)生對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用能力、動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力中占有重要的地位。通過對課程教學(xué)內(nèi)容及方式和考核方式的改革,初步解決了學(xué)時(shí)少、內(nèi)容多的瓶頸問題,使教學(xué)內(nèi)容更加貼近工程應(yīng)用實(shí)際需要,在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合應(yīng)用能力方面都取得了良好的成效。

作者:徐莉萍 項(xiàng)楠 李健 單位:河南科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院

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