基于自動(dòng)化控制技術(shù)課程群的探究型教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)研究

霍海波 匡興紅 周悅 楊琛 孫曉明 謝嘉

[摘 要] 本文闡述了自動(dòng)化控制技術(shù)課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)思路與目標(biāo)，從德育體系建設(shè)、課程體系梳理、教學(xué)方法和教學(xué)手段改革、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系建設(shè)和教學(xué)科研一體化等方面對(duì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)舉措進(jìn)行了探究，以建立一支綜合素質(zhì)高、教學(xué)手段先進(jìn)的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 教學(xué)團(tuán)隊(duì);課程群;自動(dòng)化控制;探究

[基金項(xiàng)目] 2019年度上海海洋大學(xué)“基于自動(dòng)化控制技術(shù)課程群的探究型教學(xué)團(tuán)隊(duì)”建設(shè)項(xiàng)目（A1-2005-00-300277）

[作者簡(jiǎn)介] 霍海波（1976—），女，山西忻州人，工學(xué)博士，上海海洋大學(xué)電氣工程系副教授，主要從事自動(dòng)控制研究;匡興紅（1972—），

男，四川射洪人，工學(xué)博士，上海海洋大學(xué)電氣工程系副教授（通信作者），主要從事智能控制研究。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）30-0044-02? ? [收稿日期] 2019-12-23

上海海洋大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)以社會(huì)需求為導(dǎo)向，遵循“厚基礎(chǔ)、重實(shí)踐、寬口徑、倡創(chuàng)新”的指導(dǎo)思想，把內(nèi)容聯(lián)系緊密、內(nèi)在邏輯性強(qiáng)、同屬一個(gè)培養(yǎng)能力范疇的同一類(lèi)課程作為一個(gè)課程群進(jìn)行建設(shè)。自動(dòng)化控制技術(shù)課程群是我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的主干學(xué)科之一，主要包括自動(dòng)控制原理、信號(hào)分析與處理、現(xiàn)代控制理論、智能控制、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、控制系統(tǒng)仿真等八門(mén)課和一門(mén)電氣工程及控制實(shí)訓(xùn)實(shí)踐課。該課程群對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生系統(tǒng)地掌握自動(dòng)控制理論與方法的專(zhuān)業(yè)知識(shí)及創(chuàng)新實(shí)踐能力的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用[1]。

高校師資隊(duì)伍的建設(shè)水平直接關(guān)系到學(xué)校的教育教學(xué)質(zhì)量，以課程群為核心組建教學(xué)團(tuán)隊(duì)是一種非常有效的教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)策略[2]。通過(guò)建立教學(xué)團(tuán)隊(duì)可以加強(qiáng)課程之間的交流與合作，以系列課程建設(shè)為平臺(tái)，改革教學(xué)內(nèi)容和方法，整合開(kāi)發(fā)教學(xué)資源，以課程群為組織設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，從而提高教師整體素質(zhì)和教學(xué)水平。

一、教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)的思路與目標(biāo)

建立以課程群負(fù)責(zé)人為中心，以骨干教師為主力軍，以青年教師為后備軍，造就學(xué)歷結(jié)構(gòu)、職稱(chēng)結(jié)構(gòu)、年齡結(jié)構(gòu)、學(xué)緣結(jié)構(gòu)合理、學(xué)術(shù)水平高的高質(zhì)量教學(xué)團(tuán)隊(duì)，在教學(xué)、科研、學(xué)科建設(shè)方面發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用，深化教學(xué)改革，提高教學(xué)質(zhì)量，以培養(yǎng)綜合能力高、實(shí)踐能力強(qiáng)的高級(jí)工程技術(shù)人才。

根據(jù)自動(dòng)化控制技術(shù)課程群建設(shè)的總體目標(biāo)（將相關(guān)的理論課程和技術(shù)課程同實(shí)際被控過(guò)程有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，用控制的理論知識(shí)完成對(duì)實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程系統(tǒng)的有效控制），教學(xué)團(tuán)隊(duì)整體考慮課程群內(nèi)課程銜接、理論教學(xué)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法改革、理論與實(shí)踐的合理配置以及課程群內(nèi)容的優(yōu)化，從而讓學(xué)生從大二年級(jí)到大四年級(jí)完成一個(gè)有機(jī)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程。通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，使我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)目的性更明確，培養(yǎng)方向性更突出，技能培養(yǎng)的過(guò)程連續(xù)性更強(qiáng)并不斷加深。

二、自動(dòng)化控制技術(shù)課程群教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)舉措

（一）落實(shí)課程德育教育，建立完善的課程德育體系

本課程群的核心是自動(dòng)控制技術(shù)，梳理、挖掘課程群內(nèi)每門(mén)課程與控制技術(shù)相關(guān)的德育元素，編寫(xiě)課程德育要點(diǎn)和案例，并整合、提煉形成課程群的德育體系。

（二）課程體系梳理

教學(xué)團(tuán)隊(duì)通過(guò)剖析不同課程之間的內(nèi)在聯(lián)系建立課程體系，明確課程邏輯關(guān)系及其在培養(yǎng)方案中的地位。規(guī)范專(zhuān)業(yè)核心課程與選修課程之間的教學(xué)內(nèi)容分配、銜接等，突出重點(diǎn)，避免內(nèi)容重復(fù)[3]。以核心課程為主導(dǎo)，將學(xué)科最新研究成果及時(shí)補(bǔ)入教學(xué)內(nèi)容，并定期修訂與完善各門(mén)課程教學(xué)大綱。

“自動(dòng)控制原理”和“現(xiàn)代控制理論”課程主要講授自動(dòng)控制系統(tǒng)分析和綜合的基本理論和方法，理論性較強(qiáng)，用于指導(dǎo)實(shí)踐。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、控制儀表及裝置等以電動(dòng)機(jī)為被控對(duì)象，以控制器為核心，以電力電子變換裝置為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。智能控制是自動(dòng)控制發(fā)展的高級(jí)階段。該教學(xué)團(tuán)隊(duì)課程主線清晰，既注意課程各自的特點(diǎn)，又強(qiáng)調(diào)它們的內(nèi)部聯(lián)系。

自動(dòng)控制原理主要講述系統(tǒng)的穩(wěn)定性、系統(tǒng)性能（穩(wěn)態(tài)性能和動(dòng)態(tài)性能）分析和系統(tǒng)綜合三方面內(nèi)容。現(xiàn)代控制理論等也主要圍繞這三方面內(nèi)容進(jìn)行講解。針對(duì)同一個(gè)問(wèn)題，如判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就自動(dòng)控制原理課程本身而言，我們可以分別通過(guò)時(shí)域法、根軌跡法和頻域法對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行判別。同時(shí)還可以縱向?qū)Ρ?，即將上述系統(tǒng)穩(wěn)定性判別方法與李雅普諾夫穩(wěn)定判據(jù)及離散系統(tǒng)穩(wěn)定性判別方法相對(duì)比，分析不同方法之間的內(nèi)部聯(lián)系及各自特點(diǎn)。

（三）教學(xué)方法和教學(xué)手段改革

本教學(xué)團(tuán)隊(duì)所涉及課程的主要特點(diǎn)是圖多、公式多，講授內(nèi)容偏重控制理論與系統(tǒng)分析，理論性強(qiáng)，為了使知識(shí)要點(diǎn)的講解能形象化地展示在教學(xué)中，嘗試將MATLAB仿真技術(shù)引入到課堂教學(xué)中，幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識(shí)難點(diǎn)，增強(qiáng)教學(xué)的實(shí)時(shí)性和互動(dòng)性。此外，結(jié)合本教學(xué)團(tuán)隊(duì)核心課程“自動(dòng)控制原理”已建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，進(jìn)一步借助我校EOL平臺(tái)推廣建設(shè)“現(xiàn)代控制理論”“智能控制”和“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課程知識(shí)要點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，搭建課程群網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，大力推廣混合教學(xué)模式和翻轉(zhuǎn)課堂，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

另外，在課程進(jìn)行到一定階段，可以設(shè)計(jì)一個(gè)完整的項(xiàng)目，將課堂所學(xué)理論與實(shí)踐教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。此外，針對(duì)同一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，團(tuán)隊(duì)成員可以指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己課程內(nèi)容設(shè)計(jì)出不同的解決方案，使知識(shí)融會(huì)貫通。

（四）實(shí)驗(yàn)實(shí)踐體系建設(shè)

我校按三層次即基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)由簡(jiǎn)單到綜合的順序開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中適當(dāng)減少驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，增加綜合、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例。在控制類(lèi)綜合實(shí)踐環(huán)節(jié)引入電機(jī)轉(zhuǎn)速、倒立擺等實(shí)物控制，將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合。此外，控制問(wèn)題貫穿于大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目的研究過(guò)程，將控制類(lèi)創(chuàng)新項(xiàng)目成果作為案例反饋于課堂，大大改善教學(xué)效果。

在實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，團(tuán)隊(duì)成員還以科研項(xiàng)目為背景，提煉出一些內(nèi)容、難度和工作量適中的技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)學(xué)生的層次和特點(diǎn)確定為畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，培養(yǎng)學(xué)生的研究和設(shè)計(jì)能力[5]。

（五）教學(xué)科研一體化，相互促進(jìn)

教學(xué)團(tuán)隊(duì)以提高教學(xué)質(zhì)量、促進(jìn)教學(xué)改革為主要任務(wù)，通過(guò)團(tuán)隊(duì)建設(shè)提高人才培養(yǎng)質(zhì)量?？蒲袌F(tuán)隊(duì)以項(xiàng)目為依托，探索新知識(shí)，為學(xué)科發(fā)展提供創(chuàng)新成果和支撐[3]。教學(xué)過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)教研結(jié)合，將科研中的新成果和前沿課題及時(shí)補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中。教師將研究課題的相關(guān)問(wèn)題以案例的形式融入課堂教學(xué)中，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)和體會(huì)各課程基礎(chǔ)理論知識(shí)與方法在綜合問(wèn)題求解時(shí)的重要作用[4]，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)在技術(shù)邏輯相關(guān)性方面的整體認(rèn)識(shí)和理解，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化控制技術(shù)課程群在我校電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中具有極其重要的作用。以課程群為載體建設(shè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)于課程資源共享，教師隊(duì)伍建設(shè)和提高教學(xué)質(zhì)量具有積極的推進(jìn)作用，對(duì)進(jìn)一步深化教學(xué)改革具有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

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Research on Inquiry-type Teaching Team Building Based on Course Group of Automation and Control Technology

HUO Hai-bo，KUANG Xing-hong，ZHOU Yue，YANG Chen，SUN Xiao-ming，XIE Jia

（Department of Electrical Engineering，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

Abstract：This paper expounds the building ideas and goals of teaching team on the course group of automation and control technology.It explores construction measures from the aspects of moral education system construction，curricula system combing，reform of teaching methods and means，experiment and practice system construction，and incorporating scientific-research into teaching practice.The aim is to build a teaching team with high comprehensive quality and advanced teaching methods for enhancing the quality of talent-training.

Key words：teaching team;course group;automation and control technology;inquiry