現(xiàn)代控制理論課程素質(zhì)教育教學(xué)改革研究

冒澤慧 鄒望蠡 王俊彥

【摘要】現(xiàn)代控制理論作為自動(dòng)化控制理論的一個(gè)主要組成部分，它比經(jīng)典控制理論所能處理的控制問(wèn)題廣泛得多，是經(jīng)典控制理論的延伸與發(fā)展?，F(xiàn)代控制理論主要借助線代和微分等手段解決問(wèn)題。筆者主要從現(xiàn)代教育的基本方法、使用工具和考核手段這幾個(gè)角度，深入探究了素質(zhì)發(fā)展時(shí)代中現(xiàn)代控制理論存在的意義和影響。實(shí)驗(yàn)研究顯示，通過(guò)對(duì)教育教學(xué)的內(nèi)容和方式進(jìn)行創(chuàng)新改革，不斷豐富教學(xué)手段，既能使教學(xué)效果實(shí)現(xiàn)最大化，又能提高同學(xué)們對(duì)現(xiàn)代控制理論的學(xué)習(xí)積極性。

【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代控制理論 素質(zhì)教育 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】2017年南京航空航天大學(xué)研究生國(guó)際化精品課程建設(shè)項(xiàng)目。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G420 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2018）45-0242-01

1.重視緒論內(nèi)容教學(xué)

為了更好的調(diào)動(dòng)學(xué)生們的主觀能動(dòng)性和學(xué)習(xí)積極性，在現(xiàn)代控制理論課程的教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)該通過(guò)部分影音資料進(jìn)行具體教學(xué)，運(yùn)用具體的事物將抽象的概念具體化，例如通過(guò)嫦娥一號(hào)，天宮二號(hào)和月球探測(cè)器等在構(gòu)造系統(tǒng)方面運(yùn)用了現(xiàn)代控制理論，向高校學(xué)生講解有關(guān)現(xiàn)代控制理論的基本知識(shí)，另外筆者在文章的緒論中主要概述了現(xiàn)代控制理論的形成發(fā)展，以及是如何將現(xiàn)代控制理論應(yīng)用到航空航天等方面。

2.教學(xué)中給學(xué)生補(bǔ)充相關(guān)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

由于現(xiàn)代控制理論課程是傳統(tǒng)控制理論課程的擴(kuò)充，它依然是以線性代數(shù)常微分方程為基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)這一門(mén)課程對(duì)矩陣論和常微分有一定要求。而現(xiàn)在的線性代數(shù)中缺乏現(xiàn)代控制理論課程中所要運(yùn)用到的約當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)型知識(shí)，所以從事現(xiàn)代控制理論課程講授的教師應(yīng)該與線代老師進(jìn)行及時(shí)的溝通。線代的標(biāo)準(zhǔn)型內(nèi)容在現(xiàn)控中的運(yùn)用范圍較為廣泛，選擇合適的線代書(shū)也十分有必要，因?yàn)楝F(xiàn)控中的穩(wěn)定性理論和常微分方程有密切聯(lián)系，所以現(xiàn)控要以線代和常微分為理論基礎(chǔ)為主。

3.教學(xué)中注重直觀理解

如何使學(xué)生更加深入了解現(xiàn)代控制管理，不僅要通過(guò)具體的教學(xué)內(nèi)容來(lái)講授現(xiàn)控理論，更要通過(guò)實(shí)際例子將抽象的概念具體化，結(jié)合當(dāng)代科技發(fā)展的實(shí)際背景，對(duì)線控的理論定義做出嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)與衡量。教師最好能夠向?qū)W生們舉出實(shí)例證明定義，除部分較為復(fù)雜的定義，不要求絕對(duì)的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)仨毐ＷC在證明過(guò)程中思路明確，必要條件和充要條件都滿(mǎn)足。在課程教學(xué)過(guò)程中，教師可以通過(guò)運(yùn)用MATLAB軟件給學(xué)生們分發(fā)課后習(xí)題，提高教學(xué)效果。

4.加強(qiáng)習(xí)題課教學(xué)

學(xué)生要真正了解和掌握現(xiàn)代控制理論，提高現(xiàn)代控制理論的教學(xué)效果，不僅需要老師正確講解和輔導(dǎo)，更需要學(xué)生自己加強(qiáng)練習(xí)不斷優(yōu)化。教師需要針對(duì)學(xué)生的具體學(xué)習(xí)情況布置部分課后作業(yè)，同時(shí)在為同學(xué)們解決問(wèn)題的時(shí)候，應(yīng)該根據(jù)具體問(wèn)題歸納知識(shí)點(diǎn)，在講解能觀能控習(xí)題時(shí)，要重點(diǎn)講解能觀能控的判別條件、標(biāo)準(zhǔn)型和分解三者的不同和聯(lián)系。

5.開(kāi)展科研型教學(xué)

隨著新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，在理論教學(xué)過(guò)程中，可適度地與控制科學(xué)科技前沿發(fā)展內(nèi)容相結(jié)合，就比如將美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)組織召開(kāi)的控制與決策會(huì)議等。為了更好的讓學(xué)生深入了解現(xiàn)代控制理論，提高他們的動(dòng)手實(shí)踐操作能力，教師在處理科研項(xiàng)目相關(guān)問(wèn)題時(shí)，可以分類(lèi)別將問(wèn)題整理好分發(fā)給學(xué)生，讓學(xué)生運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)和資源解決問(wèn)題，而在學(xué)生進(jìn)行科研項(xiàng)目研究過(guò)程中，教師只發(fā)揮指導(dǎo)作用。

6.充分運(yùn)用現(xiàn)代教學(xué)手段

為提高學(xué)生們對(duì)現(xiàn)代控制理論的學(xué)習(xí)積極性，讓高校學(xué)生積極參與現(xiàn)代控制理論的科研項(xiàng)目學(xué)習(xí)，我們?cè)趧?chuàng)新現(xiàn)代控制理論教學(xué)內(nèi)容的同時(shí)，也要積極對(duì)教學(xué)手段更新?lián)Q代。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷普及和發(fā)展，在日常教學(xué)中應(yīng)該積極引用PPT多媒體等互聯(lián)網(wǎng)電子設(shè)備，結(jié)合文字與圖片，聲與人像的多重特征，把抽象的教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為生動(dòng)形象的具體表達(dá)，讓學(xué)生們能夠更加直觀的理解和感受教學(xué)內(nèi)容。

7.改革考核方式

隨著科技興國(guó)人才強(qiáng)國(guó)的戰(zhàn)略思想不斷普及，人們對(duì)文化素質(zhì)的要求不斷提高，教師不僅要鼓勵(lì)學(xué)生積極參加科研型項(xiàng)目學(xué)習(xí)，也應(yīng)該改革創(chuàng)新現(xiàn)代控制理論的最終考核手段，如在高校期末考核中現(xiàn)代控制理論的總分為100分，卷面成績(jī)只占總成績(jī)的百分之四十；學(xué)生課堂表現(xiàn)、完成作業(yè)情況、請(qǐng)假曠課遲到等出勤情況各占總成績(jī)的百分之十；為了加大科研型學(xué)習(xí)在期末考核總成績(jī)中的比重，可以從以下方面進(jìn)行著手：是否積極參加科研性課題學(xué)習(xí)，對(duì)科研項(xiàng)目是否提出創(chuàng)新性的想法，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完成情況都各占總成績(jī)的百分之十。

參考文獻(xiàn)：

[1]賀躍幫，王天雷.應(yīng)用型大學(xué)現(xiàn)代控制理論教學(xué)方式探討[J].科教導(dǎo)刊（下旬）.2017（02）

[2]樓旭陽(yáng).現(xiàn)代控制理論教學(xué)中的案例教學(xué)法[J].科教文匯（上旬刊）.2015（08）

作者簡(jiǎn)介：

冒澤慧（1981-），女，江蘇人，研究生，副教授，研究方向：網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。