淺談《智能控制系統(tǒng)》課程的教學(xué)創(chuàng)新

高瑋瑋　王明紅　杜向陽　周俊　雷菊陽　閆娟　董浩楠

摘要：近年來，隨著機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的學(xué)生對《智能控制系統(tǒng)》這門課程產(chǎn)生了濃厚的興趣。通過對現(xiàn)代裝備與控制工程專業(yè)《智能控制系統(tǒng)》課程的實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行探討（包括前期課程的合理設(shè)置、課程內(nèi)容的科學(xué)安排與實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)方式）實(shí)現(xiàn)對知識鏈的合理優(yōu)化及實(shí)踐環(huán)境的優(yōu)化配置，可有效提高學(xué)生利用已有知識解決實(shí)際問題的能力，使學(xué)生充分學(xué)好《智能控制系統(tǒng)》這門課程。

0、引言

智能控制系統(tǒng)是人工智能學(xué)科中的一門重要課程。隨著相關(guān)應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域中的出現(xiàn)，特別是最近幾年機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，越來越多的學(xué)生開始對這門課程產(chǎn)生了濃厚的興趣。因此，如何讓學(xué)生能夠在整個(gè)課程的學(xué)習(xí)過程中始終保持濃厚的興趣，并增強(qiáng)學(xué)生利用所學(xué)的知識理解并解決實(shí)際問題，成為授課教師應(yīng)該注意的首要問題。為此，在實(shí)際的教學(xué)工作中，以實(shí)際應(yīng)用引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，既滿足了學(xué)生了解智能控制系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的需求，又加深了學(xué)生對于算法的理解。

1、課程性質(zhì)分析

《智能控制系統(tǒng)》課程重在加強(qiáng)學(xué)生對智能控制算法（如遺傳算法）的理解與運(yùn)用。學(xué)生在學(xué)習(xí)此課程時(shí)，難免會(huì)遇到接受困難的問題。主要原因在于學(xué)生在控制科學(xué)方面理論基礎(chǔ)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足。為此，在教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)盡量避免單一地對智能控制算法進(jìn)行枯燥的講解，應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的簡單實(shí)例，啟發(fā)學(xué)生對簡單問題的思考，引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的思考方式。

2、具體實(shí)施過程

在實(shí)際的教學(xué)過程中并不是簡單的通過實(shí)例向?qū)W生講述抽象知識，應(yīng)當(dāng)在培養(yǎng)學(xué)生通過案例理解問題的基礎(chǔ)上，通過案例加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)知識的掌握與理解。其具體實(shí)施過程包括案例準(zhǔn)備、問題設(shè)定、實(shí)施討論及總結(jié)思考四個(gè)環(huán)節(jié)。

2.1案例準(zhǔn)備

針對課程中的知識難點(diǎn)，結(jié)合學(xué)生易于理解的案例構(gòu)建整個(gè)教學(xué)課程的案例庫。值得注意的是，案例的數(shù)量并非越多越好。最好使用同一案例解釋多個(gè)知識難點(diǎn)，如汽車自主駕駛系統(tǒng)可以同時(shí)解釋該課程中的中的模糊控制系統(tǒng)和專家控制系統(tǒng)，這樣更有助于加強(qiáng)學(xué)生從整體上把握課程知識，真正做到融匯貫通。

2.2問題設(shè)定

通過案例的描述引出問題，結(jié)合案例中存在的現(xiàn)象解釋問題，問題的設(shè)定不應(yīng)當(dāng)超越學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)識范圍。如在講授專家系統(tǒng)時(shí)，以和生活密切相關(guān)的遠(yuǎn)程中醫(yī)專家系統(tǒng)為例，易于學(xué)生的理解以及對相關(guān)問題的思考。

2.3實(shí)施討論

在問題確立后，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，在活躍課堂氣氛的同時(shí)，強(qiáng)化教學(xué)效果。對此，可采用分組討論或反轉(zhuǎn)課堂的方式，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)思考的積極性。同時(shí)，在實(shí)施過程中，主講教師應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮課堂主導(dǎo)作用，在摒棄傳統(tǒng)填鴨式教學(xué)的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生以正確的方向思考問題。

2.4總結(jié)思考

基于學(xué)生在主講教師引導(dǎo)下的思考結(jié)果，將所有討論結(jié)果匯總，并與課程難點(diǎn)知識進(jìn)行對照，使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程回歸課程主線。

3、能力提升

在完成部分章節(jié)學(xué)習(xí)后，為提升學(xué)生對知識的總體把握及應(yīng)用能力，必須要引入相關(guān)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)?；诖?，該課程共有3個(gè)課程實(shí)踐環(huán)節(jié)，分別為：粗糙度無損檢測實(shí)驗(yàn)BP及RBP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近、藥品銷售預(yù)測、基本遺傳算法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化學(xué)生對智能控制系統(tǒng)的理解與應(yīng)用。在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中，為充分發(fā)揮案例教學(xué)法的優(yōu)勢，主講教師對每一位同學(xué)的案例場景進(jìn)行調(diào)整，激發(fā)每一位學(xué)生主動(dòng)思考的能力。要求學(xué)生按照主講教師設(shè)計(jì)的場景，通過一定技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)案例。同時(shí)，在課程設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫過程中，要求學(xué)生用相關(guān)課程知識解釋案例演示中存在的現(xiàn)象。這樣，不僅擴(kuò)大了學(xué)生的認(rèn)識范圍，更能深化學(xué)生對課程核心知識的掌握。

4、結(jié)語

通過這幾年的教學(xué)摸索，發(fā)現(xiàn)在智能控制系統(tǒng)的教學(xué)過程中，結(jié)合案例進(jìn)行教學(xué)可以很好地提升學(xué)生對抽象知識的理解。自在我校《智能控制系統(tǒng)》課程講授過程中推廣以來，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性明顯提高，課堂氣氛也有了較為明顯的改善。更為重要的是，通過該教學(xué)法的實(shí)施，學(xué)生對該課程的掌握情況得到明顯提升，對知識的應(yīng)用能力也明顯加強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)：

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