控制工程基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探討與研究論文
【摘要】“控制工程基礎(chǔ)”是很多高校機(jī)械設(shè)計(jì)及其制造和機(jī)械電子工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課。該課程包含的知識(shí)點(diǎn)多，教學(xué)內(nèi)容難度大，對(duì)于老師的教授和學(xué)生的學(xué)習(xí)都形成了極大的挑戰(zhàn)。本文根據(jù)“控制工程基礎(chǔ)”課程自身的特點(diǎn)和本校的具體情況，分析了該課程教學(xué)過(guò)程中存在的一些問(wèn)題，并根據(jù)這些問(wèn)題提出了一些針對(duì)該門(mén)課程的教學(xué)改革建議。
關(guān)鍵詞 教學(xué)改革；專業(yè)基礎(chǔ)課；控制工程基礎(chǔ)
引言
《控制工程基礎(chǔ)》課程在很多有理工科專業(yè)的高校都有開(kāi)設(shè)，并且成為了非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1]。該課程在機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程以及測(cè)控專業(yè)和過(guò)程控制與裝備工程專業(yè)的整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)框架中起著承前啟后的作用， 它緊密聯(lián)系和應(yīng)用先行課程的知識(shí)， 并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下理論基礎(chǔ)[2]。該門(mén)課程是重慶工商大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱“我院”）機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化和機(jī)械電子工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在課程體系中占據(jù)舉足輕重的地位，因此如何教好和學(xué)好該門(mén)課程就成了我們師生面臨的首要任務(wù)。但事實(shí)上該門(mén)課程包含的內(nèi)容豐富且較抽象，涉及的知識(shí)點(diǎn)多且難度較大，先修課程較多且難度也較大，再加上“我院”該門(mén)課程的教學(xué)課時(shí)相對(duì)較少，所以老師會(huì)覺(jué)得該門(mén)課程難教，學(xué)生也會(huì)覺(jué)得難學(xué)。因此，如何在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)教好和學(xué)好該門(mén)課程，提高教學(xué)質(zhì)量和效果就成了我們需要研究和探討的重要問(wèn)題。本文總結(jié)分析了“控制工程基礎(chǔ)”課程本身的特點(diǎn)及其在“我院”教學(xué)過(guò)程中存在的一些具體問(wèn)題，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了一些教學(xué)改革建議。
1 “控制工程基礎(chǔ)”課程在教學(xué)過(guò)程中存在的具體問(wèn)題分析
（1） 課程本身知識(shí)點(diǎn)多，先修課程多，難度大，學(xué)生畏難情緒大
“控制工程基礎(chǔ)”是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程內(nèi)容的概念抽象，涉及數(shù)學(xué)知識(shí)多，尤其是復(fù)變函數(shù)課程中的拉氏變換部分。學(xué)生在學(xué)習(xí)該門(mén)課程時(shí)需要運(yùn)用到高等數(shù)學(xué)和工程數(shù)學(xué)等課程的一些相關(guān)知識(shí)，這就要求學(xué)生對(duì)這些先修課程的相關(guān)知識(shí)要牢固掌握并能靈活運(yùn)用，而事實(shí)上部分學(xué)生根本沒(méi)有掌握這些知識(shí)，更別說(shuō)靈活運(yùn)用了，所以學(xué)生在學(xué)習(xí)“控制工程基礎(chǔ)”課程時(shí)會(huì)感覺(jué)到力不從心，困難重重。課程本身的難度會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，有的學(xué)生不來(lái)上課，即便來(lái)上課也不認(rèn)真聽(tīng)講，還有一部分同學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，就算認(rèn)真聽(tīng)講也聽(tīng)不懂老師講解的知識(shí)，再加上課程內(nèi)容的前后連貫性強(qiáng)，前面章節(jié)的知識(shí)沒(méi)聽(tīng)懂，后面章節(jié)的內(nèi)容就更難聽(tīng)懂，從而形成惡性循環(huán)。
（2） 學(xué)生對(duì)于該門(mén)課程的認(rèn)識(shí)不夠客觀，存在誤區(qū)，因而學(xué)習(xí)積極性不夠高
“控制工程基礎(chǔ)”闡述的是原理性知識(shí)，很多學(xué)生容易產(chǎn)生誤解，覺(jué)得只是學(xué)習(xí)一些空洞的理論[4]。我院機(jī)制和機(jī)電專業(yè)的部分學(xué)生對(duì)“控制工程基礎(chǔ)”課程在認(rèn)識(shí)上存在一些誤區(qū)和不客觀的地方，認(rèn)為該門(mén)課程和自己未來(lái)從事的工作或者對(duì)于自己以后的學(xué)習(xí)深造關(guān)系不大，所以在學(xué)習(xí)該課程時(shí)學(xué)生積極性普遍不高。
（3） 教學(xué)課時(shí)少，難以詳細(xì)講解各個(gè)章節(jié)
我校有兩個(gè)專業(yè)開(kāi)設(shè)“控制工程基礎(chǔ)”這門(mén)課程，但由我校機(jī)械工程學(xué)院教學(xué)大綱可知，該課程的課時(shí)為40課時(shí)左右，但是該門(mén)課程涵蓋的內(nèi)容非常豐富。目前我校該課程選用的教材為王積偉等主編的《控制工程基礎(chǔ)》，該教材包含了8章內(nèi)容，而由于課時(shí)原因，我校講授該門(mén)課程的老師通常只講解了前面4章內(nèi)容，且其中關(guān)于MATLAB分析部分都沒(méi)有足夠的課時(shí)來(lái)講解。
（4）未將“控制工程基礎(chǔ)”課程的理論與實(shí)踐進(jìn)行緊密結(jié)合
雖然“控制工程基礎(chǔ)”課程是很多理工科院校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程和測(cè)控技術(shù)與儀器等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，同時(shí)還開(kāi)設(shè)了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，但是實(shí)驗(yàn)課程一般就6個(gè)課時(shí)左右，相對(duì)于理論課時(shí)非常少，這么少的實(shí)驗(yàn)課時(shí)很難讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)鞏固所學(xué)的理論知識(shí)，更別說(shuō)將所學(xué)理論知識(shí)與實(shí)踐有效結(jié)合起來(lái)學(xué)以致用了。另外，學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的認(rèn)識(shí)和重視度都不夠，上實(shí)驗(yàn)課時(shí)態(tài)度不夠端正，不夠積極認(rèn)真，對(duì)于分組實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生會(huì)依賴其他組員，自己根本不動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，有的學(xué)生動(dòng)手能力不夠強(qiáng)，沒(méi)法單獨(dú)完成實(shí)驗(yàn)，因此教師覺(jué)得“難教”，學(xué)生也覺(jué)得“難學(xué)”。
2 “控制工程基礎(chǔ)”教學(xué)改革建議
結(jié)合“控制工程基礎(chǔ)”這門(mén)課程本身的特點(diǎn)及我校該門(mén)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，本文提出了如下教學(xué)改革建議：
（1） 闡明學(xué)科特點(diǎn)，讓學(xué)生正確認(rèn)識(shí)該門(mén)課程，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
老師在教學(xué)過(guò)程中要經(jīng)常強(qiáng)調(diào)“控制工程基礎(chǔ)”課程講授的自動(dòng)控制理論知識(shí)的實(shí)用性和前沿性，強(qiáng)調(diào)該門(mén)課程在各行各業(yè)中的應(yīng)用前景，強(qiáng)調(diào)學(xué)好該門(mén)課程可以拓寬學(xué)生的就業(yè)渠道，讓學(xué)生帶有目的地學(xué)習(xí)該門(mén)課題，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，老師在講授該門(mén)課程時(shí)要盡量結(jié)合與我們的生活切實(shí)相關(guān)的控制系統(tǒng)實(shí)例進(jìn)行講解，例如：智能家居控制系統(tǒng)、機(jī)器人控制系統(tǒng)及自動(dòng)停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)等，讓學(xué)生意識(shí)到學(xué)好該門(mén)課程就有可能成為這些控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者之一，而這些控制系統(tǒng)會(huì)使我們的生活更美好。另外，老師還要不斷介紹自動(dòng)控制在工業(yè)和高科技領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展前景，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到“控制工程基礎(chǔ)”課程的重要性，認(rèn)識(shí)到該課程對(duì)國(guó)家發(fā)展的重要影響，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性[4]。
（2）多開(kāi)展互動(dòng)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生積極投入到課堂教學(xué)中
在教學(xué)過(guò)程中， 老師要盡量培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生意識(shí)到他們是教學(xué)過(guò)程的主體，同時(shí)，老師還要多與學(xué)生交流，積極融入到學(xué)生當(dāng)中，多尊重學(xué)生的意見(jiàn)和建議，適當(dāng)?shù)臅r(shí)候還要滿足學(xué)生的表現(xiàn)欲望。以上措施不僅可以活躍課堂氣氛，還可以增強(qiáng)教學(xué)效果。因此， 我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中應(yīng)該多開(kāi)展互動(dòng)式教學(xué)，增加學(xué)生和老師之間、學(xué)生與學(xué)生之間的溝通和互動(dòng)，積極引導(dǎo)學(xué)生參加討論，啟發(fā)學(xué)生思考問(wèn)題。為了增強(qiáng)互動(dòng)教學(xué)的效果， 老師可以將學(xué)生進(jìn)行分組，并讓他們先自主學(xué)習(xí)再相互討論下次課要講授的內(nèi)容。上課時(shí)每組隨機(jī)抽一名同學(xué)到講臺(tái)上來(lái)講解學(xué)習(xí)的相關(guān)內(nèi)容，該組同學(xué)可進(jìn)行補(bǔ)充講解，其余同學(xué)和老師可向該名同學(xué)提問(wèn)，然后老師根據(jù)這幾名同學(xué)在講解過(guò)程中體現(xiàn)出來(lái)的問(wèn)題針對(duì)性地進(jìn)行補(bǔ)充和糾正，這樣可以讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)當(dāng)中，成為課堂的主體，從而提高課堂的教學(xué)效果。
（3）建議學(xué)院適當(dāng)增加該門(mén)課程的教學(xué)課時(shí)，同時(shí)提升老師的教學(xué)水平
前面提到了我院該門(mén)課程的課時(shí)為40個(gè)課時(shí)左右，以至于很多重要知識(shí)點(diǎn)都沒(méi)有足夠的時(shí)間進(jìn)行講解，如果建議學(xué)院將該門(mén)課程的教學(xué)課時(shí)增加到60個(gè)課時(shí)左右，就可以多講授一些知識(shí)點(diǎn)，并且可以將知識(shí)點(diǎn)講解得更詳細(xì)。
教學(xué)課時(shí)有限，而要講授的內(nèi)容又那么多那么難，這對(duì)于講授該門(mén)課程的老師無(wú)疑是一個(gè)很大的考驗(yàn)，因此，學(xué)院要想辦法提高老師的教學(xué)水平，豐富老師的教學(xué)模式和教學(xué)手段。學(xué)院可以將老師送到外校進(jìn)行培訓(xùn)，也可以將專家請(qǐng)到學(xué)院給講授該門(mén)課程的老師進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)重點(diǎn)包括老師的講課技巧、板書(shū)技巧及課件的`制作技巧等，老師的教學(xué)水平提高了，才有可能在有限的教學(xué)課時(shí)內(nèi)將內(nèi)容豐富且難度大的知識(shí)點(diǎn)有效地教授給學(xué)生，從而提高教學(xué)質(zhì)量。
（4）將理論與實(shí)踐充分結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
在教學(xué)過(guò)程中，最好由教授該門(mén)課程理論課的老師來(lái)指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵摾蠋煾宄碚撝R(shí)的講授情況及學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，這樣才可以充分地將理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)給學(xué)生進(jìn)行講解，學(xué)生可以更好地掌握理論知識(shí)和實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系。同時(shí)要鼓勵(lì)實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員和老師積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究，不斷改進(jìn)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和內(nèi)容，不斷改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和手段，提高實(shí)踐性教學(xué)效果。逐步用一些設(shè)計(jì)性、綜合性的實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)項(xiàng)目取代現(xiàn)今實(shí)踐教學(xué)體系中的簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生的動(dòng)手能力，初步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力[4]。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文根據(jù)我院“控制工程基礎(chǔ)”這門(mén)課程自身的特點(diǎn)及其在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的改革措施。實(shí)踐證明：這些教學(xué)改革措施可以提高教學(xué)的靈活性和開(kāi)放性，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)該門(mén)課程的興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生由以前被動(dòng)的學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)為主動(dòng)而創(chuàng)新的學(xué)習(xí)。師生之間和學(xué)生之間的關(guān)系也變得更加緊密，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和解決問(wèn)題的能力都得到了很大提高。
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