一、“自動控制理論”課程教學(xué)改革
1.重新設(shè)計教學(xué)模式
根據(jù)“自動控制理論”課程特點,運用CDIO工程教育理念,堅持以學(xué)生為本,建立知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)體系,將系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行貫穿整個教學(xué)過程,對“自動控制理論”的教學(xué)目標、課程體系、教學(xué)活動及組織形式等進行全方位思考與設(shè)計,形成基于CDIO的“自動控制理論”課程教學(xué)模式。
2.強化工程實踐能力培養(yǎng)
為了加強“自動控制理論”課程工程實踐能力的培養(yǎng),在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上,融合項目教學(xué)、虛擬仿真和案例分析等方法,讓學(xué)生在模擬工程實踐的環(huán)境中進行學(xué)習(xí)。
(1)項目教學(xué)
基于項目的教學(xué)是建立在具體問題的基礎(chǔ)上來尋找解決問題的辦法。為了踐行CDIO工程教育理念,依托項目以3~5名學(xué)生為一組,教師采用點撥方式或共同探究的方式進行指導(dǎo)。具體實施步驟如下:
1)構(gòu)思(C)。通過加深學(xué)生對自動控制系統(tǒng)的使命、需求、功能、技術(shù)和構(gòu)建等概念設(shè)計的理解,其主要形式是要求學(xué)生對控制系統(tǒng)進行分析、思考,形成對控制系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的基本感性認識,加深對控制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計方法的理解。
2)設(shè)計(D)。要求學(xué)生使用控制方法,完成自動控制系統(tǒng)的需求定位、模型開發(fā)、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)架構(gòu)等。通過實踐,使學(xué)生掌握自動控制系統(tǒng)工程的基本原理、方法、技術(shù)、工具,并能夠在實際中應(yīng)用。
3)實現(xiàn)(I)。將設(shè)計成果加以實現(xiàn),著力培養(yǎng)學(xué)生的務(wù)實精神、工程能力和團隊精神。
4)運行(O)。每個小組對所開發(fā)的控制系統(tǒng)進行實際應(yīng)用,并建立相應(yīng)的應(yīng)用、營銷和服務(wù)渠道。實在難以在實際應(yīng)用的要求建立模擬實際應(yīng)用環(huán)境,實施模擬應(yīng)用。運行主要目的是讓學(xué)生了解市場,培養(yǎng)學(xué)生的務(wù)實精神和實際工作能力。
(2)虛擬仿真
虛擬仿真技術(shù)的引入,將使控制系統(tǒng)設(shè)計的手段和思想發(fā)生質(zhì)的飛躍,更加符合現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。采用虛擬仿真能夠使學(xué)生在一個比實際情況更安全的環(huán)境中提高工程實踐能力,可以說在“自動控制理論”課程中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)是可行且必要的。
(3)案例學(xué)習(xí)
案例學(xué)習(xí)可以提供很多關(guān)于實際工程的具體經(jīng)驗,一個典型案例還可以提供詳細的背景內(nèi)容。通過討論案例,學(xué)生能夠親自體驗系統(tǒng)或產(chǎn)品的CDIO過程,并參與疑問的解答,提高了學(xué)生的思考和決策能力。
3.考核方式多元化
傳統(tǒng)“自動控制理論”課程考核方式筆試偏重理論知識考核,難以考察對實際自動控制系統(tǒng)的設(shè)計、分析和建造等工程實踐能力。針對本課程注重工程實踐性、創(chuàng)新性和應(yīng)用技能培養(yǎng)的要求,改革單一的考核方式,綜合學(xué)生在知識、創(chuàng)新、應(yīng)用等多方面能力,采用筆試、課堂互動、實驗操作、項目開發(fā)等多元化考核方式。多元化考核方法不僅促使學(xué)生重視課堂知識的掌握,還重視知識的工程應(yīng)用與創(chuàng)新,有效地提高了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。
二、總結(jié)
CDIO工程教育模式的核心是培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)、工程實踐能力。“自動控制理論”課程作為工程背景較強的課程,只有掌握堅實的理論基礎(chǔ),具備嚴謹?shù)墓こ掏评砗徒鉀Q問題的能力,才能在后續(xù)課程中熟練地運用自控理論知識解決工程實際問題,并為往后能在工作崗位上靈活運用所學(xué)知識打下扎實的基礎(chǔ)。
作者:趙磊 施云貴 郭一軍 單位:黃山學(xué)院機電與信息工程學(xué)院