“控制工程中的程序設計”教學改革探討

文/馮肖亮

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“控制工程中的程序設計”教學改革探討

文/馮肖亮

摘要:本文對“控制工程中的程序設計”課程的教學方式進行改革探索，從教材選用、課堂教學、實踐教學、考核方式等方面進行改革探索。通過教學改革，取得了較好的教學效果。

關(guān)鍵詞:控制工程中的程序設計;教學改革;啟發(fā)式教學

引言

為了適應控制技術(shù)和控制理論的發(fā)展形式需求，提高自動化類本科教學質(zhì)量，突出工程系統(tǒng)設計應用，控制工程中的程序設計作為自動化相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)平臺課程，能夠加強學生對控制工程中相關(guān)知識的鞏固掌握;同時著重討論控制工程中Matlab程序設計，培養(yǎng)學生實踐與動手能力。結(jié)合講授“控制工程中的程序設計”課程的實際情況，筆者從以下幾方面進行教學改革探索。

一、教材的選擇

教材的選用應該以教學大綱為準繩，以便于學生理解、掌握知識為目的。因而，教材的選用應該能夠在規(guī)定課時內(nèi)完成教學大綱規(guī)定知識點的講授，服從該學科整體教學規(guī)劃的安排。教材的選用還應該以學生為本，選擇詳略合理、體系恰當、便于理解的教材作為教師施教、學生學習的助手。我們通過比較，在課程教學過程中選用了王燕平教授主編的《控制系統(tǒng)仿真與CAD》［1］，還參考了薛定宇教授和陳陽泉教授的《基于Matlab/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應用》［2］。

二、課堂教學改革

1．利用多媒體教學

多媒體課件具有豐富的表現(xiàn)形式，在減少大量板書時間的同時，還能夠提供形象、彩色、直觀的感性材料，使得一些抽象難懂的工程問題變成具體的畫面，使得學生直觀地理解、掌握所學習的知識點，以及不同知識點間的異同。例如:在講述循環(huán)結(jié)構(gòu)時，for語句和while語句都能讓循環(huán)體語句反復執(zhí)行，但二者的區(qū)別對于初學者來說是較難掌握的。通過流程圖的對比，學生就能直觀地發(fā)現(xiàn): for語句需要預先給定循環(huán)次數(shù)，而while語句不需要。

綜上所述，多媒體教學具有明顯的優(yōu)勢。但是，利用多媒體教學并不是利用網(wǎng)絡搜索精品課程的PPT，然后照本宣科就可以了;制作切合學生知識水平、符合大綱要求的多媒體課件，需要我們?nèi)ゾ臏蕚?，我們不僅需要通過精品課程借鑒教學名師的寶貴經(jīng)驗;還需要結(jié)合實際授課的課堂情況、學生學習的實際需要，控制類課程的自身特點。在課堂教學完備之后，還需要根據(jù)授課效果，及時總結(jié)、修改課件中存在的問題。

2．啟發(fā)式教學

長期以來，我們國家的高校教育在知識為本的教育觀指導下，多采用填鴨式的教學方法，重視知識的傳授而忽略了學生動手能力的培養(yǎng)?！翱刂乒こ讨械某绦蛟O計”是培養(yǎng)學生實踐動手能力的專業(yè)平臺課。Matlab包含的命令與工具箱數(shù)不勝數(shù)，工程中可能遇到的控制問題也枚不勝舉。如果教師使用填鴨式教學方法，照本宣科，就會壓抑學生的積極性和創(chuàng)造力;當遇到新的問題時，學生仍然不會分析問題、解決問題。因而，我們積極探索能夠培養(yǎng)學生積極性、創(chuàng)造力的啟發(fā)式教學方法。

國內(nèi)外很多著名大學都十分重視啟發(fā)式教學方法，強調(diào)教學中的師生互動［3］。啟發(fā)式教學方法是一種新的教學理念，能夠有效活躍課堂氣氛。例如，在講述if語句時，我們會講到if語句包括單分支if語句結(jié)構(gòu)、雙分支if語句結(jié)構(gòu)和多分支if語句結(jié)構(gòu)。我們在介紹每種if語句時不僅利用動畫展示其流程結(jié)構(gòu)來幫助大家理解三者之間的區(qū)別，還會讓同學們思考怎么樣用簡單的if語句結(jié)構(gòu)來表示復雜的if語句結(jié)構(gòu)，讓學生花幾分鐘時間去思考、揣摩，對有想法的同學給予一定的激勵，并鼓勵其講解給其他同學;然后引導學生總結(jié)不同if語句結(jié)構(gòu)之間的異同。

很多老師都對學生上課玩手機的問題頭疼不止，我們認為如果能夠加以引導利用，手機也可以為我們的課堂教學服務?！翱刂乒こ讨械某绦蛟O計”要教導學生如何利用matlab命令解決工程問題，那么讓學生通過網(wǎng)絡查找所遇到的問題可能利用哪些命令來完成處理就非常有意義。例如，在講解如何利用matlab命令生成一個正弦波信號時，我們讓學生自己上網(wǎng)查找利用什么命令來生成正弦信號。學生通過自己思考、上網(wǎng)查找、解決問題，不僅能夠達到授人以魚的目的:增強學生對新知識的記憶，使其掌握的更加牢固;而且還能達到授人以漁的效果，培養(yǎng)學生主動學習的興趣，掌握思考問題、解決問題的方法。

三、強化實踐教學

“控制工程中的程序設計”課程實踐性較強，各種命令、工具箱和編程技巧都需要通過實踐去理解、消化，這就要求我們在理論教學的同時加強實踐教學環(huán)節(jié)。我們安排了總課時的1/3進行實踐教學。同一實驗題目，不同學生有不同的設計思路。這就要求我們指導實驗時要因人而異，因材施教。此外，鼓勵學生進行分組討論，不同思路的碰撞更有利于提高學生的實踐動手能力。

四、考試改革

依據(jù)期末考試來考核的方式不容易客觀、真實地反映出學生利用matlab處理控制工程中程序設計問題的能力。我們采用平時作業(yè)、課堂表現(xiàn)、實驗情況、期末考試綜合考慮的方式進行考核。此外，我們擬對考試方式也進行一些新探索，如上機考試等。

五、結(jié)論

通過“控制工程中的程序設計”課程的教學改革和探索，學生的動手能力、學習主動性、思考問題能力都明顯提高，取得了較好的教學效果。在今后的教學過程中，我們還將繼續(xù)探索，爭取對本次教學改革的成果進一步完善。

(作者單位:河南工業(yè)大學)

參考文獻:

［1］王燕平，控制系統(tǒng)仿真與CAD，北京:機械工業(yè)出版社，2011

［2］薛定宇，陳陽泉，基于Matlab/Simulink的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應用，北京:清華大學出版社，2011

［3］周浩森，宣立明，趙吉祥，“數(shù)學物理方法”啟發(fā)式教學探索，中國電力教育，2010，30: 87－88

基金項目:河南省教育廳自然科學項目(No．15A413011)

作者簡介:馮肖亮(1984－)，男，河南工業(yè)大學電氣工程學院，講師/博士，研究方向:網(wǎng)絡化控制。

中圖分類號:G642

文獻標志碼:A

文章編號:2095－9214 (2015) 10－0065－01