《自動化概論》課程教學(xué)探討

聶宗瑤，張書茂

（安徽城市管理學(xué)院，安徽合肥230601）

《自動化概論》課程教學(xué)探討

聶宗瑤，張書茂

（安徽城市管理學(xué)院，安徽合肥230601）

面對自動化工程技術(shù)快速發(fā)展的現(xiàn)狀,自動化工程領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的需求量越來越大.在如此背景下，為了更好地提升教學(xué)質(zhì)量和效果，就需要我們把課堂理論教學(xué)和實際的應(yīng)用相結(jié)合，從專業(yè)培養(yǎng)目標、專業(yè)特點以及教學(xué)內(nèi)容和方法等方面，對《自動化概論》課程的教學(xué)模式進行探討.

自動化概論；教學(xué)探討；實踐；教學(xué)模式

教學(xué)工作已近六年，主要擔任電子信息自動化類專業(yè)的課程教學(xué)，多次主講《自動化概論》這門基礎(chǔ)課.通過試探性的研究，對《自動化概論》的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)模式有了一些見解.

1 課程說明

《自動化概論》是自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，是自動化專業(yè)新生入學(xué)后的第一學(xué)期開設(shè)的課程，主要為了讓自動化專業(yè)新生能夠?qū)ψ詣踊瘜I(yè)的性質(zhì)有正確的認識和理解，并且懂得它在人類社會中的地位和作用，以及自動化技術(shù)的當前概貌和它的未來發(fā)展前景而設(shè)置的一門自動化專業(yè)入門課程，涉及的理論只做簡單了解，無須深入講解.為了讓學(xué)生能夠在以后的學(xué)習中有良好的思路以及方法基礎(chǔ)[1]，就要學(xué)生在學(xué)習本課程后對于自動化專業(yè)做到：首先要了解專業(yè)培養(yǎng)的目標是什么，其次要知道以后教學(xué)的內(nèi)容，此外還要理解自動化專業(yè)本身的性質(zhì)和特點、自動化技術(shù)的地位和作用.

自動化專業(yè)所屬的一級學(xué)科（即控制科學(xué)與工程）是一種交叉性學(xué)科.自動化研究的內(nèi)容涉及電子、計算機、生化、機械以及管理等多個專業(yè)和學(xué)科的知識，同樣在多學(xué)科領(lǐng)域中他的研究成果也是可以應(yīng)用的.由此可見《自動化概論》作為一門選修課面向?qū)W校的其他專業(yè)開設(shè)也是很有利的.不僅可以加快交叉學(xué)科的發(fā)展同時也促進了本專業(yè)和其他專業(yè)之間的融合.通過本課程的學(xué)習之后，能夠讓學(xué)生在初步了解自動化控制中的一些基本原理并且在了解基本知識的基礎(chǔ)上，把其他專業(yè)與本專業(yè)的區(qū)別和聯(lián)系弄清楚.這樣便于以后對于專業(yè)課的把握和學(xué)習.此外在整個自然界和整個社會中都會存在各種形式的“控制思想”，所以我們不能把控制理解為簡單的機器控制.當然也不僅僅局限于自然科學(xué)中的控制.因而如果學(xué)生能夠?qū)⑦@種“自動控制”的觀念和思想應(yīng)用到其他的專業(yè)和領(lǐng)域中，對他們的綜合素質(zhì)培養(yǎng)以及個人能力鍛煉是非常有幫助的.因此，這門課程對剛?cè)雽W(xué)新生是很重要的.

2 教學(xué)過程中遇到的問題

在實際的教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：對于剛進入大學(xué)階段的新生來說，想完全達到《自動化概論》課程既定的教學(xué)目標是有一定的難度.新生剛從高中過來，在學(xué)習過程中仍然比較習慣于簡單的記憶背誦，對于以實際應(yīng)用為主、要求掌握實際操作技能的學(xué)習內(nèi)容還不能適應(yīng)[2].同學(xué)們的課前預(yù)習、課后復(fù)習的習慣沒有養(yǎng)成，還習慣于老師的不斷提醒催促，可是大學(xué)學(xué)習畢竟不同于中學(xué)，更大程度上要靠自學(xué).還有就是在概論課上若只講些基本理論知識，學(xué)生會感到枯燥并且出現(xiàn)眼高手低的現(xiàn)象，也就是：上課的時候，老師的講課他們不屑一顧，聽上去這些概念都很簡單很好懂，覺得自己都會.可是一旦遇到問題，需要獨立思考的時候，就不知從何下手了.明明很多同學(xué)上課聽課很認真，可是并不能做到理解領(lǐng)會.

第一，因為傳統(tǒng)的課程并不是很完善，所以學(xué)生在學(xué)習該課程前的專業(yè)基礎(chǔ)知識相對薄弱，并不是很扎實.本課程的教學(xué)對象是沒有相關(guān)基礎(chǔ)知識的入學(xué)新生，還有一些其他專業(yè)的學(xué)生，他們對本專業(yè)基礎(chǔ)知識沒有系統(tǒng)的學(xué)習過，了解專業(yè)相關(guān)的東西很少.此外該課程安排的學(xué)時不是很多（16個學(xué)時）因而本課程的教學(xué)難點就是：學(xué)生如何能在有限的時間之內(nèi)入門，然后掌握課程的主要內(nèi)容.在以往的教學(xué)過程中，對學(xué)生的知識體系結(jié)構(gòu)沒能充分的考慮.所以講課的起點就比較高，正是如此，造成很多之前課程里面的一些基礎(chǔ)知識不作為重點而忽略，最后學(xué)生就不能夠理解.并且很多課程在教學(xué)過程中過分注意現(xiàn)代理論及其演變的推到過程，從而使得很多學(xué)生在掌握喜歡方面有很大困難.學(xué)生難以入門，就會失去對于該課程的興趣，這樣久會直接導(dǎo)致教學(xué)的預(yù)期效果達不到.

第二，由于教學(xué)的形式很單一化，因而學(xué)生的學(xué)習能動性就不能充分的調(diào)動.在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中知識老師單一的在課堂上講解，但是這種單一講解的方式并沒有很好的效果，對于學(xué)生理解抽象的概念和理論知識是很難的.學(xué)生由于在學(xué)習過程中沒有自己思考的空間，而只是一種處于被動接受的狀態(tài)，所以他們很難會有自己的發(fā)散思維，也會漸漸的由于教師的這種教學(xué)方式而失去對學(xué)習的興趣.所以為了培養(yǎng)教育有素質(zhì)的人才[3]，在教學(xué)過程中就要調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生有學(xué)習的興趣.

第三，自動化技術(shù)在許多新興起來的領(lǐng)域中有非常迅速的發(fā)展，研究成果以及新的理念每年都會誕生許多.如果教學(xué)內(nèi)容不能與時俱進，專業(yè)前沿和熱點問題涉及不多，而主要以教科書展開講解，就會造成教學(xué)內(nèi)容落后于時代發(fā)展.例如：我國的李德毅院士和王守覺院士在最近幾年分別提出了：暈?zāi)Ｐ?、方式模式識別理論等，這些都是專業(yè)領(lǐng)域較新的理論；還有在控制系統(tǒng)理念方面，從CIMS（Computer IntegratedManufacturingSystem計算機集成制造系統(tǒng)）、PCS(ProcessControlSystem過程控制系統(tǒng))、ERP(Enterprise ResourcePlanning企業(yè)資源計劃)、無縫連接（Seamless Connection）到現(xiàn)在的協(xié)作（Collaboration）、協(xié)調(diào)（Coordination）和共存（Co-xistance）的全新理念；在智能化方面，從靈巧式（Smart）、智能化（Intelligent）到現(xiàn)在的智理化（Wisdom）和物聯(lián)網(wǎng)（Internetofthing）.這些知識理念都是科學(xué)研究的前沿，雖然作為新誕生的理念也并不是枯燥乏味的，并且在所以我們在教學(xué)的過程中，為了充分調(diào)動學(xué)生的興趣和主觀能動性，可以讓學(xué)生多注意這些知識理念的發(fā)展方向.但是這些新的內(nèi)容在教材中出現(xiàn)會要經(jīng)過幾年甚至十幾年的時間，正因為如此：如果再教學(xué)的過程中沒有很好的把握前沿的東西，而知識參考教科內(nèi)容進行教學(xué).就會難以調(diào)動學(xué)生學(xué)習的興趣和學(xué)生的主動性，同樣學(xué)生也沒有辦法了解專業(yè)在當前的形勢和熱點問題以及專業(yè)前沿.

3 教學(xué)模式的探索

在如今的新形勢下，教育工作者需要深入思考和研究如何能夠充分的利用教學(xué)資源，讓教學(xué)效果達到最佳.當然這樣也會讓學(xué)生能夠充分的學(xué)習，更好的掌握專業(yè)知識和技能.鑒于《自動化概論》課程教學(xué)存在的這些問題，根據(jù)課程教學(xué)目標的需要，將一些經(jīng)典理論和實際工程的內(nèi)容做適當?shù)娜诤虾驼{(diào)整，在教學(xué)中加入實際操練和專題講座的內(nèi)容，以調(diào)動學(xué)生的積極性，使他們更好地理解自動化概論的內(nèi)容.

3.1 以學(xué)生為教學(xué)中心，充分強調(diào)學(xué)生的參與意識

在長期的中小學(xué)教學(xué)中，學(xué)生處于比較被動的位置去接受知識，這種教學(xué)方式對高校教學(xué)的課程來說是不妥的.應(yīng)用型高校教育要求培養(yǎng)學(xué)生的實際應(yīng)用能力，在教學(xué)中強調(diào)學(xué)生要掌握知識和技能，這就要求教學(xué)要以學(xué)生為中心，充分強調(diào)學(xué)生的參與意識，促使他們加入到教學(xué)中來，這樣才能更好地掌握知識[4].

同時，自動化專業(yè)本身也有其特殊性：一方面，自動化工作要與各相關(guān)專業(yè)打交道，對自動化專業(yè)與其他專業(yè)間的融會貫通能力要求比較高，要求學(xué)生培養(yǎng)服務(wù)工藝意識與各專業(yè)融會貫通的能力，這一點必需現(xiàn)在就加強培養(yǎng).另外一方面，自動化專業(yè)屬工科專業(yè)，工科專業(yè)的課堂，有它的好處——紀律很好，學(xué)生基本上能認真聽講.但是也有不足——不夠活躍.上課的時候，他們傾向于去聽老師說、聽同學(xué)發(fā)言，坐在自己的座位上和自己的想法暗地對照，很少有人愿意主動站起來表達自己的見解.因此，自動化專業(yè)概論的課堂氣氛容易陷入沉悶.經(jīng)常出現(xiàn)老師提問問題臺下一片寂靜的景象.這樣不利于師生之間的溝通和交流，教師也無法及時了解同學(xué)們的知識掌握情況.

針對這種情況，在本課程開課的首節(jié)課上，要求學(xué)生用十分鐘時間準備然后上講臺自我介紹.用這種方式引導(dǎo)他們開口，雖然有的同學(xué)遲遲不愿上臺，也有的同學(xué)發(fā)言非常簡短、局促不安，甚至話還沒完全說完就飛似的回到座位上.但是他們畢竟上臺了、發(fā)言了，這就是一種練習和進步.同時，在同學(xué)的發(fā)言中，教師也大概了解了一下同學(xué)們的性格特點.在以后的課堂提問中，需要有創(chuàng)新思路的，要找些性格比較外向、比較活潑的同學(xué)，他們一般都比較敢表達自己的看法，即使不全面、不正確，但是他們的敢想敢說對其他同學(xué)有示范作用[5].而對知識型的、復(fù)習類的提問，就要有意識地找比較內(nèi)向、不愛發(fā)言的作答，并以肯定的語氣鼓勵他們促使他們發(fā)言.最終使每位同學(xué)都參與到課堂教學(xué)中來.

3.2 采取多樣化的教學(xué)形式，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習興趣

對本專業(yè)的課程教學(xué)可以采用多種方式.為了讓學(xué)生能夠?qū)χ攸c概念理解透徹，老師在講解的時候就可以利用板書和多媒體結(jié)合方式，以精講的方式來實現(xiàn).當然在教學(xué)過程中會有些實際應(yīng)用的實例，我們通過實物圖片和多媒體相結(jié)合的方式讓學(xué)生能夠掌握所學(xué)習的內(nèi)容時更加直觀、深刻.同時我們也應(yīng)該注意在教學(xué)過程中，以能力培養(yǎng)為基本原則，加強實踐在教學(xué)中的分量.為達到充分利用學(xué)校教學(xué)儀器設(shè)備的目標，就要求在教授授課的過程中讓學(xué)生參觀實驗控制系統(tǒng)的演示.如飛思卡爾智能賽車比賽系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、電力拖動裝置實訓(xùn)臺等實驗裝置.學(xué)生在經(jīng)過控制實驗的觀摩和學(xué)習之后，能夠更好的理解“自動控制”的概念，并且了解“自動控制”的應(yīng)用范圍.因為觀摩學(xué)習控制實驗更加形象具體，與傳統(tǒng)的理論教學(xué)相比優(yōu)勢很多.此外，如果能夠在課堂重點講解概念和基本原理的同時，開設(shè)一系列相應(yīng)的自動化控制領(lǐng)域的專家講座，學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好選擇其中自己喜歡的講座，不僅可以增大學(xué)生的知識量，還可以開闊他們的視野，培養(yǎng)他們學(xué)習的興趣[6].

3.3 將案例教學(xué)引入課堂.在課堂上討論問題，加強合作交流能力

如果教師能夠在平時的教學(xué)過程中省去一些繁瑣的公司和理論的推導(dǎo)過程，而是重點講解自動化技術(shù)所涉及的基本概念和基本的知識，雖然這些知識都是基本的但是將更有利于學(xué)生對專業(yè)技術(shù)的學(xué)習和知識的掌握.在講課的過程中，通過具體的案例從實際應(yīng)用的角度出發(fā)，來對基本原理和概念進行講解，會使得學(xué)生對專業(yè)知識的接受更為容易.同時我們需要重點培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題能力以及學(xué)生交流合作能力，讓其全面發(fā)展.

教師上課最怕的就是給學(xué)生講理論，而基礎(chǔ)課最多的就是理論.若是單純地分析講授理論學(xué)生聽起來覺得枯燥，也不好理解.如果能夠結(jié)合實例講解，效果就會好的多.所舉的案例也得注意不能是書上原有的導(dǎo)入主題的案例，否則學(xué)生會覺得已經(jīng)看過了，不感興趣.

教師還經(jīng)常要同學(xué)們在課堂上就某個熱點、難點問題展開討論，允許同學(xué)之間討論，但是要求他們討論之后形成一個相對完整的意見，選取兩三個代表上黑板寫下自己的答案，然后要求同學(xué)們對黑板上的幾個答案做點評和補充，爭取讓盡可能多的同學(xué)參與到解答問題中來.促進他們積極思考、準確表達自我意見的習慣.

根據(jù)課內(nèi)所學(xué)知識，在課外讓學(xué)生組成討論組對某個疑難專題展開討論，同學(xué)們能通過小組討論甚至辯論來解決學(xué)習中的難點問題.因為提出不同意見的不是老師而是自己的同學(xué)，他們就不會輕易接受別人的意見而盡可能維護自己的觀點[7].這樣，思想認識就更深入、更全面，學(xué)習中的難點解決之后印象也就更深.這種小組討論的意義不僅在于解決了課程學(xué)習中的難點問題，同時以報告的形式上交討論結(jié)果，從而提高學(xué)生的學(xué)習能動性.更能增強學(xué)生之間的合作意識和交流能力.

3.4 提高教師自身業(yè)務(wù)水平，創(chuàng)造條件把專業(yè)的熱點和前沿的內(nèi)容帶進課堂

如果讓學(xué)生跟得上科學(xué)的發(fā)并且能夠站在學(xué)術(shù)的前沿，就不能在教學(xué)的過程中拘于課本的知識.我們可以通過采用前半部分課程過程進行基礎(chǔ)知識的課堂講解，在學(xué)生掌握到一定程度后，再通過系列講座的方式來使學(xué)生對世界學(xué)術(shù)的發(fā)展和自動化的學(xué)術(shù)動態(tài)有所了解.講座主要是通過兩種途徑來舉辦：一則是，加強與兄弟院校的交流和溝通邀請他們的知名學(xué)者來學(xué)校做學(xué)術(shù)報告.講座可以是自動化領(lǐng)域中的一個課題，但是這個課題是他們研究的目前領(lǐng)域內(nèi)最新最前沿的.通過這種形式可以讓學(xué)生對某一個領(lǐng)域的熱點和前沿問題有所了解，并且通過此種方式營造一定的學(xué)術(shù)氛圍，對他們是很有益的.二則是，學(xué)?？梢蕴峁I(yè)教研室的課程相關(guān)教師參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議的機會，在他們了解、學(xué)習了該領(lǐng)域的前沿動態(tài)后，回到學(xué)校進行相關(guān)的整理，然后在學(xué)校內(nèi)組織相應(yīng)的講座，讓學(xué)生們對專業(yè)領(lǐng)域的前沿動態(tài)和發(fā)展趨勢有所了解，當然同時也要讓學(xué)生知道再已經(jīng)取得研究成果之外還有待研究或者需要繼續(xù)深入研究的問題.例如，最近一年多本校的教師就參加了過程控制會議、2011ISKE人工智能和知識工程國際會議等多個國內(nèi)外學(xué)術(shù)活動.這些學(xué)術(shù)活動的參加是十分有益的：教師來說對其業(yè)務(wù)水平以及科研能力提高有所幫組，學(xué)生來說經(jīng)過前沿的學(xué)生問題講授，便于學(xué)生們了解本專業(yè)的發(fā)展方向和趨勢.

4 結(jié)束語

關(guān)于《自動化概論》的理論教學(xué)，就是要結(jié)合實際工作和生活來教，促使學(xué)生積極主動地學(xué)習，這樣可以取得事半功倍的效果.在教學(xué)中樹立以學(xué)生為中心的理念，進行案例拓展式授課，采取師生、生生之間互動交流的方式來解決課程學(xué)習中的問題.從而形成“理念先導(dǎo)---案例教學(xué)---互動交流”的課程教學(xué)模式.通過這種教學(xué)模式，大大提高了《自動化概論》的教學(xué)效果，也增強同學(xué)們的學(xué)習興趣.

〔1〕汪晉寬,于丁文,張健.自動化概論[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社,2006.

〔2〕程淑華.高等學(xué)校開展創(chuàng)新教育的探討[J].教育探索,2006 (6):15-16.

〔3〕張玉榮.論創(chuàng)新教育與創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)[J].教育探索, 2006(5):10-12.

〔4〕杜國明.我國高校新生教育研究綜述[J].中國教育創(chuàng)新導(dǎo)刊,2009(07).

〔5〕王勇.適應(yīng)與超越:大學(xué)新生角色轉(zhuǎn)換研究[D].南京航空航天大學(xué),2008.

〔6〕賀莉萍等.入學(xué)教育對大學(xué)新生專業(yè)思想的影響[J].湘南學(xué)院學(xué)報,2008(04).

〔7〕劉妍,馬玉華.高職學(xué)生競爭意識培養(yǎng)[J].山東省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院學(xué)報,2007（02）.

G641

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1673-260X（2013）11-0180-03

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