信息化手段對提升熱工過程自動控制課程的教學(xué)研究

錫林郭勒職業(yè)學(xué)院 陳丹丹 史志慧

1 前言

該課程要求有一定的相關(guān)工程應(yīng)用背景，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和工程應(yīng)用能力，要介紹基本的相關(guān)控制理論以及其在控制中的應(yīng)用。特點(diǎn)是：教學(xué)內(nèi)容量大，實(shí)踐性比較強(qiáng)。如果按照原來的課堂教學(xué)加上實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，很容易導(dǎo)致課程教學(xué)與社會需求不適應(yīng)，也會導(dǎo)致學(xué)生普遍缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和動手的相關(guān)能力，這種狀況難以滿足企業(yè)的相關(guān)需求。自動控制課程是熱工過程最重要的專業(yè)基礎(chǔ)課和必修課，也是學(xué)習(xí)其他專業(yè)課程的一個(gè)好的平臺。

2 教學(xué)內(nèi)容的改革與研究

自我院開設(shè)自動控制原理課程以來，我們一直在進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)改革和教學(xué)研究。教學(xué)內(nèi)容的選擇是整個(gè)教學(xué)中最關(guān)鍵的部分。因此，我們要從教學(xué)的相關(guān)內(nèi)容入手，進(jìn)行全面的改革。由于自動控制原理課程所需理論知識，與實(shí)際的物理系統(tǒng)緊密聯(lián)系，因此要求學(xué)生必須具備良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)以及相關(guān)知識，并具有較強(qiáng)的系統(tǒng)分析能力和實(shí)踐動手的相關(guān)能力。鑒于大學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)一般比較薄弱，應(yīng)該合理的制定相關(guān)教學(xué)大綱，選擇比較合適的教材，一定要注意教學(xué)內(nèi)容的完整性。教師在安排教學(xué)內(nèi)容的時(shí)候，要注意科研成果的相關(guān)介紹以及最新的發(fā)展，注重理論和實(shí)踐的結(jié)合，開拓新的思路，分析和解決有關(guān)學(xué)生的實(shí)際問題[1]。

3 教學(xué)方法的改革與研究

教學(xué)方法是一種系統(tǒng)的，由教師和學(xué)生共同采用的方法組合而成的，目的在于完成教學(xué)過程當(dāng)中的相關(guān)教學(xué)任務(wù)。在教學(xué)過程中，對教學(xué)方法進(jìn)行合理的運(yùn)用，對提高效率很有效。因此，該課程將針對自動控制的相關(guān)原理特點(diǎn)對“自動控制原理”的課程進(jìn)行抽象以及大量的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，首先，我們可以將MATLAB 語言應(yīng)用于該課程的教學(xué)之上。這樣就可以簡化數(shù)學(xué)煩瑣的推導(dǎo)過程。通過模擬的方法，學(xué)生更有可能掌握基本概念。比如，使用根軌跡法來對系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行判斷，這種方法是比較煩瑣的，也是學(xué)生的難點(diǎn)，這時(shí)候就可以使用MATLAB 的繪圖功能，這種方法可以直接由計(jì)算機(jī)繪制出相關(guān)結(jié)果，還可以對圖像進(jìn)行比較[2]。在教學(xué)的過程中，要把學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情調(diào)動起來，從淺到深采用啟發(fā)式教學(xué)方法，通過安排思考題的相關(guān)形式，要求學(xué)生做好上課前的準(zhǔn)備，這樣可以提高學(xué)生的理解能力以及思考能力，還會加深對知識的相關(guān)理解及記憶。

4 改革實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)環(huán)節(jié)，制定關(guān)于實(shí)驗(yàn)的教學(xué)大綱，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施過程中，除使用實(shí)驗(yàn)箱、示波器等硬件的相關(guān)電路完成實(shí)驗(yàn)外，還應(yīng)該 制 作 一 些 基 于 MATLAB 和Sys-temView 的平臺模擬相關(guān)實(shí)驗(yàn)課件。兩種方法結(jié)合在一起的優(yōu)點(diǎn)在于：通過對實(shí)驗(yàn)以及示波器等硬件電路的應(yīng)用，學(xué)生可以很好地完成實(shí)驗(yàn)。這既充分鍛煉了學(xué)生的動手能力，也培養(yǎng)了他們的實(shí)驗(yàn)意識，完成的實(shí)驗(yàn)效果是比較真實(shí)的[3]。兩者的結(jié)合有更多的實(shí)驗(yàn)性話題，進(jìn)一步豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的內(nèi)容，取得的教學(xué)效果非常令人滿意。

5 教學(xué)改革的不足

目前，由于我們學(xué)校多媒體教室的使用是比較緊張的，教學(xué)時(shí)會采用大班授課的方式，但是這種方式存在很多的缺點(diǎn)，學(xué)生們的基礎(chǔ)是不均衡的，在教學(xué)的過程中很難做到教學(xué)基準(zhǔn)的平衡。對于一些基礎(chǔ)比較差的學(xué)生來講，這種授課方式不是最好的選擇?；谶@種情況，大多會采用多媒體課件來進(jìn)行教學(xué)，這種方法主要是以幻燈片作為載體的教學(xué)模式，它的缺點(diǎn)在于無法與學(xué)生進(jìn)行靈活互動[4]。未來，我們將進(jìn)一步完善基于Web 之上的交互式教學(xué)平臺，它將會對現(xiàn)有的各種電子教學(xué)方法進(jìn)行整合，并且可以提供練習(xí)、查找及回答問題的功能，會把之前的固定時(shí)間和位置的教學(xué)模式擴(kuò)展為隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。

6 結(jié)語

在電子課堂之上通過對“自動控制原理”課程的體驗(yàn)，取得的教學(xué)效果還比較不錯。首先，它可以在一定程度上激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，MATLAB 語言的教學(xué)使用會加深學(xué)生對課程的理解，提高了教學(xué)質(zhì)量。但是由于自動控制原理的理論比較廣泛，相關(guān)研究發(fā)展迅速。所以，如何具體的在教學(xué)課程中發(fā)揮學(xué)生的主動性，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的獨(dú)立能力，提高整體教學(xué)效果，還需要進(jìn)一步的研究和相關(guān)實(shí)踐。