本站原创【摘 要】 本文针对教育部提出的卓越工程师计划,提出了应用型本科院校《自动控制原理》课程建设的六点建议,在教学团队建设、教学内容设定、教材建设、教学方法改进、实验内容和实验方法的调整以及考核体系的改革等方面给出了具体的指导思想,提出以学生的反馈信息为评价标准,逐步改进并完善各教学环节,最终实现提高应用型本科院校理工专业学生的实际动手能力及工程实践能力的教育目标.
【关 键 词 】 自动控制原理；课程建设；应用型本科院校；卓越工程师计划
【中图分类号】G642.421 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2013）25-00-02
《自动控制原理》是面向自动化、测控技术与仪器、电气工程及自动化和电子信息工程等本科专业学生的一门专业基础课,其教学目的是向学生传授与自动控制技术相关的基础理论,该课程的性质属于理论性较强的工程科学.我国自上世纪五十年始在部分高等学校开设《自动控制原理》课程,到目前为止几乎涵盖了所有高等工科院校以及相当数量的高职、高专学校.黑龙江工程学院作为应用型本科院校,被教育部正式批准为全国“卓越工程师教育培养计划”首批试点的高校,为学校的《自动控制原理》课程建设迎来了新的历史机遇,正确的角色定位以及与时俱进的课程建设理念,可以使《自动控制原理》课程在高校卓越工程师计划的实施过程中发挥应有的积极作用.
《自动控制原理》是相关基础课和专业课的衔接课程,通过本门课程的教学实践,学生既可以学习、掌握自动控制技术的基础理论和基本方法,又能够获得分析、设计控制系统的基本技术和基本技能,如果能够将学生先修的电工电子学及后续的计算机控制技术和单片机原理及应用等知识体系有机结合,提高学生的知识运用能力及创新能力将具有普遍意义,应用型本科院校的毕业生在就业环节中必将具有一定的竞争优势.课题组在总结了多年来的授课经验的前提下,结合当前我国本科教育的新形势,提出了应用型本科院校《自动控制原理》课程建设的新思路,具体可以分为以下六个方面.
一、逐步创建一支稳定的教学团队
教师是传授知识的主体,《自动控制原理》课程具有严密的理论分析、以控制系统为研究对象、融合多门理论及工程科学并涉及广泛的实际应用领域,因此建立一支理论水平扎实、工程经验较为丰富且较为稳定的教学团队是《自动控制原理》课程建设的首要任务.以黑龙江工程学院为例,相关专业的本科生每学年需要开设《自动控制原理》课程在五个进度左右,合理的人员配置需要两名骨干教师、一名资深教师和一至两名年轻教师.骨干教师完成较大比例的授课任务,资深教师可以在理论分析和授课内容等方面为课程的建设与发展提供指导性意见及建议,年轻教师通过听课、备课及参与实验环节逐步成为骨干教师,在适当的时机完成新老交替,骨干教师和年轻教师还应该不断学习与本门课程相关的新理论、新技术和新方法,理论结合实践,为课程建设带来勃勃生机.
二、凝练教学内容,优化教学大纲
《自动控制原理》是一门理论性较强的专业基础课,对于应用型本科院校的学生而言,过多过深的数学推导和数学分析必然将逐步磨灭学生的学习兴趣.因此在选择教学内容及制定教学大纲的过程中,应在保持系统分析问题的前提下,尽量弱化繁琐的数学推导,对于较为陈旧且应用性不强的理论及分析方法只作简单介绍.对于知识体系中主要的分析方法和分析手段可以重点讲解普遍适用情况,特殊情况的处理方法作为了解内容在教材中加以体现即可.由于当今学生接触电子产品的机会很多,且学生在先修课程中已经积累了电路（或电工）与电子技术的相关知识,因此在《自动控制原理》授课内容中应尽量做到理论联系实际.
三、潜心编写一本适用于应用型本科院校的精品教材
教材是每门课程的知识载体,是学生学习本门课程的主要信息来源.如果对本门课程的理论知识介绍的过于详细、透彻,不仅增加了学生的学习成本,而且会导致学生在学习过程中无法掌握学习重点.因此,合理组织课题组任课教师,编写一本精炼、高效且适用于应用型本科院校的精品教材,不仅需要参编教师能够潜心于理论教学,不断提高自己的业务水平,还需要任课教师在备课过程中做到与时俱进,掌握本学科的发展方向及新理论、新技术,并能投身于相关的科研研究及工程项目.教材的编写应依附于本门课程的教学大纲及教学内容,如果能够将实验课内容按照理论授课内容及进度融入到一本教材之中,既能使相关知识做到理论联系实际,提高学生的学习兴趣,又可以降低学生购写教材的费用支出,还可以让学生更好地理解实验目的及实验方法,提高实验课的授课效率,可谓一举而多得.
四、创建一套科学的教学方法
进入二十一世纪后,我国各高校的教学条件有了很大程度的提高,多媒体教室已经不再是稀缺之物.自从电子演示文稿（PPT）被引入教学方法后,其对教学环节所起的作用可谓喜忧参半；系统仿真软件（如Matlab）和电路仿真软件（如Multisim）的普及和应用,又为《自动控制原理》的授课提供了有力的技术支持.因此,创建一套科学的教学方法应该成为《自动控制原理》课程建设的一个主要内容.鉴于《自动控制原理》是一门理论性较强的课程,其知识的推衍需要一个理解过程,所以还应以板书教学为主,给学生分析、思考的时间.但由于《自动控制原理》知识体系较为复杂、系统性较强,因此需要适当利用PPT完成复杂图形的绘制工作,以节省课上教学的时间.另外,由于Matlab和Multisim等仿真软件的普及和应用,使得在讲课过程中利用计算机动态绘制系统分析曲线及电路响应信号波形成为可能.如果能够合理运用上述各功能软件,不仅可以帮助学生理解较为枯燥的理论知识,同时可以节省一些宝贵的课堂教学时间,结合相关理论给学生介绍一些具体应用或例题训练,从而提高课堂的教学效率.
五、以培养学生工程能力为出发点,改进实验内容和实验手段
虽然《自动控制原理》具有较强的理论性和较为严密的数学推衍,但其理论却在人类生产、生活、军事及航天等领域有着极其广泛的应用.教育部推出的卓越工程师计划,旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才,为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略怎么写作,对促进高等教育面向社会需求培养人才,全面提高人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用,是应用型本科院校培养学生的指挥棒.因此,《自动控制原理》课程应该以培养学生工程能力为出发点,结合学生先修的电路（或电工）与电子技术的相关知识,改进实验内容和实验手段,以硬件电路的验证性实验为出发点,逐步引导学生利用所学知识,设计较为简单的控制系统,以改善控制系统性能参数为目标,树立用工程的理念分析问题、解决问题,培养学生的实际动手能力,让本科生能够在毕业后尽快融入具体的工作环境,成为国家现代化建设的新生力量. 六、制定一套适用于应用型本科院校的考核体系
应用型本科院校的生源素质普遍不是很高,鉴于《自动控制原理》的课程性质,制定一套合理且便于执行的考核体系是提高本门课程授课效果的有益补充.目前我国各高校对《自动控制原理》课程的考核基本以闭卷考试为主,辅以实验课成绩及作业和出勤考核结果,且试卷内容中分析和计算要占到分值的较大比重,使得学生不得不死记硬背许多定理、公式及分析方法,通过做题应付考试.这样的考核体系很难调动学生学习本门课程的积极性,同时也很难让学生体会理论联系实际的益处.因此,《自动控制原理》课程的考核体系的改革势在必行.课题组总结了近几年的授课经验,首先开始尝试了试卷结构的改革,尽量减少枯燥的公式推导与计算,适当引入了选择题、填空题和判断题,这样教师可以在理论授课过程中指导学生对相关知识的掌握程度,真正为学生备考而减负.另外,在合理设置实验内容的前提下,可以考虑适当加大实验成绩在总成绩中的比例,引导学生在实验环节中投入较多的精力,必将在一定程度上提高学生的实际动手能力.
本文提出的六个方面的课程建设思想,首先来源于一线教师对理论教学和实验教学经验的总结,对教学环节中遇到问题的分析与思考,其次是建立在课程组近年来针对教育部推出的卓越工程师计划做出的教学改革的实践与总结.课程建设应以学生能力的培养为出发点,其效果应以学生的反馈信息为评价标准,逐步改进并完善各教学环节.本文提出的《自动控制原理》课程建设思路可以推广到与其相似的其它应用型本科院校的工科课程.
积跬步,稳前行,无欲而至千里.课程建设的实施者不应盲目追求所谓的成果,而应循序渐进、踏实做好上述每一个环节,重枝干,轻点缀,不做豆腐渣工程,要让学生真实体会到课程建设带来的益处,为真正落实卓越工程师计划做出有益的尝试,提供有价值的实现途径及执行方案.