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自动控制原理课程教学改革与实践探索

2022-02-15  |  点击:  |  栏目:论文中心

本文作者:林异凤 任家智 徐善智 发表期数:现代职业教育 2022年3期 本文字数:2512

  [摘           要]  自动控制原理课程是控制理论与控制工程学科的基础和核心课程。为满足新工科和应用型本科建设要求,我们在教学中创新工程教育方式与手段,对该课程试行教学改革与创新,促进学生专业知识的掌握和创新能力的提升,在课程建设的各环节进行了探索与总结,取得了不错的效果。
  [关    键   词]  自动控制原理;新工科;教学改革
  [中图分类号]  G642                   [文献标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603(2022)03-0061-03
   山西能源学院是一所“以工为主,能源见长”的应用型本科院校。为了培养满足国家和地方发展需要的高素质人才,学院鼓励教师树立教育新理念、创新教学新方式、提高课程教学质量、培养具有创新创业意识和跨界整合能力的新工科人才。自动控制原理课程教学组在教学过程中针对课程进行教学改革和创新以及课程建设的实践和探索,培养学生的创新思维与创新能力。在课程教学改革与实践探索中,依据社会需求修订人才培养方案,根据技术发展改进课程内容,遵从学生爱好改变教学方法,课程教学效果大幅提高,学生的理论水平和实践能力得到较大提升。
   一、教学改革的必要性
   (一)课程性质及特点
   自动控制原理是电气类、自动化类以及智能控制类等本科专业的核心基础课程,该课程侧重从理论角度阐述自动控制领域的基本概念和基本规律,理论性较强,计算量大,对学生数理基础知识要求较高,且内容比较抽象,学生理解比较困难。
   (二)课程改革前教学状况
   自动控制原理课程以往的教学方式是以教师讲授为主,教师讲,学生听,教师作为教学主体,依据教学大纲机械式完成教学,不能结合本校学生的基础知识水平和差异,导致学生由兴趣较高到听课困难再到学不会直至完全失去学习兴趣;教师也因为教不会而失去信心,教学陷入“学生难学、教师难教”的死胡同。由于课时量少,理论讲解深度和宽度有限,学生几乎没有实践机会,也没有实践的兴趣,导致教学效果很不理想。
   (三)教学改革的主导思想和目标
   2017年,教育部提出新工科建设的愿景与行动,倡导高校运用新工科建设模式,主动适应新技术、新产业、新经济发展,建成工程教育强国,为实现中华民族伟大复兴的中国梦奠定坚实的基础。为此,自动控制原理课程组致力于课程教学改革,并进行大胆的实践探索。
   在课程教学改革实践中,我们以实际工程应用需求為导向,以建设精品课程为目标,以学生为中心,改变教学理念,将学生作为主体开展教学工作。在理论教学基础上加大工程应用案例讲解,加强实践能力训练,培养学生理论知识与实践能力并重、创新思维与创新能力共同发展,通过课程思政、双语教学等方式,实现“立德树人”总引领,树立学生的家国情怀、民族自豪感和自信心,培养思想导向正确、致力于国家建设与国际交流的应用型人才。
   二、课程改革实践
   (一)建设控制理论课程体系
   自动控制原理是控制理论的基础课程,,它的研究对象是过程控制系统中被控对象的输出模拟信号的实时检测与控制,课程涉及的学科内容多、知识面广,我们通过厘清各专业课程同自动控制原理课程的关系,以服务专业课程为目标,建立应用任务模块,做到课程高度服务于专业建设。结合学生就业及升学需求,在人才培养方案中完善先修及后续课程,增加了传感器与检测技术、信号与系统等课程,建立了完整的控制理论课程体系,并且合理规划课时,做到教学内容和进程符合新工科培养目标。
   (二)完善教学资源
   1.编写教改课程大纲,制作教改课件。编写教改的课程大纲,充分体现专业培养特色需求。制作满足课程特色要求的理论和实验教学课件,建立线上教学资源库,收集课程知识的应用科普视频及趣味链接,让学生充分享受趣用结合的翻转体验。
   2.设立应用任务目标,编写实验教学大纲和实验指导书。编写与各类专业相关的设计性、综合性和探索性实验大纲和教学指导书,最大限度地发挥学生的主动性和创造性。在保留一些传统实验的基础上,增加MATLAB软件仿真实验,加强学生对课程理论知识的掌握,提高学生的动手实践能力和创新能力。
   3.充实与完善试题库,完善考核模式。建立章节练习题和试题库,库内资料满足教学大纲及研究生入学考试水平要求,开发试题库管理及试卷生成系统。考核中不唯考试成绩论,综合考查学生的教学参与程度、实验动手能力、创新创业能力。
   4.建设教师团队。课程负责人牵头建立教学团队,承担教师的培养和考核任务。鼓励教师参加各种形式的教学交流活动,课程组经常进行教学研讨,通过定期听课促进教师业务水平提高。教学团队实行出入制度,对于不能满足教学目标的教师实行淘汰制。
   (三)革新教学方式
   1.学生成为教学主体。自动控制原理课程知识覆盖面广、内容多、更新发展快,理论性和应用性都很强,具有相当的深度和难度,且内容比较抽象、逻辑性强、概念多、概念间的差别小,导致学生理解比较困难、概念容易混淆。因此,我们在教学中要求学生必须在课前参加网络课程的学习,在课堂上的任务主要是交流和讨论,提出问题并得到教师的解答。教师的任务是帮助学生理清课程的脉络,讲解课程的重点和难点,鼓励学生参与到教学活动中,让学生认识到课堂的主角是自己。这个过程有别于目前盛行的翻转课堂教学模式,每堂课都要求全员参与课程讨论,学生的参与度作为平时成绩考核的依据并且有较大占比。

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      现代职业教育
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    • ISSN:2096-0603
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