時(shí)間：2022-03-06 22:42:23
序論：在您撰寫自動(dòng)控制原理論文時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
論文摘要：自動(dòng)控制原理課程不僅是控制類專業(yè)而且是電子信息類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課。主要介紹了自動(dòng)控制原理課程建設(shè)與改革的實(shí)踐和體會(huì)?？偨Y(jié)了教學(xué)、教改工作中所取得的成果，提出了一些具體做法和措施，著重對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)體系的整合和優(yōu)化以及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與實(shí)驗(yàn)組織方式進(jìn)行了討論，旨在突出教學(xué)重點(diǎn)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力，提高教學(xué)質(zhì)量。實(shí)踐證明，效果良好，并對(duì)該課程的進(jìn)一步改革提出了一些設(shè)想。
論文關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理教學(xué)改革教學(xué)質(zhì)量
引言
自動(dòng)控制理論發(fā)展的歷史并不長，從二十世紀(jì)三十年代開始，不過幾十年的發(fā)展，而真正進(jìn)入高等學(xué)校課程還是二十世紀(jì)五六十年代。它的出現(xiàn)給高等教育注入了新的活力，目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業(yè)的主要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，是一門知識(shí)覆蓋面廣、課程內(nèi)容多、更新發(fā)展快且應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，該課程對(duì)學(xué)生建立系統(tǒng)和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量
隨著控制理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，新的控制方法和控制手段也越來越多，為了適應(yīng)時(shí)代要求，根據(jù)本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)，我們對(duì)自動(dòng)控制課程的內(nèi)容進(jìn)行了重新整合，選用優(yōu)秀教材，制定了新的教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)大綱和考核大綱。適時(shí)地把一些新內(nèi)容、新的教學(xué)成果、應(yīng)用實(shí)例融合到教學(xué)內(nèi)容中，做到課程內(nèi)容的基礎(chǔ)性和先進(jìn)性相結(jié)合，把握經(jīng)典與現(xiàn)代、本課程與其他相關(guān)課程內(nèi)容的關(guān)系處理。大幅度減少了學(xué)時(shí)數(shù)，將經(jīng)典控制理論與現(xiàn)代控制理論結(jié)合起來講授，重點(diǎn)講解控制理論的基本知識(shí)及應(yīng)用，理清思路，了解方法，增強(qiáng)系統(tǒng)性。
自動(dòng)控制原理的教學(xué)內(nèi)容有一條主線：系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)。圍繞這條主線，把教學(xué)內(nèi)容劃分為六大塊：自動(dòng)控制的一般概念、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與數(shù)學(xué)模型、系統(tǒng)的分析、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、采樣控制系統(tǒng)的分析和非線性系統(tǒng)的分析。對(duì)于系統(tǒng)分析是重點(diǎn)講解部分，介紹了各種分析方法：時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域分析法，狀態(tài)空間法等，進(jìn)行有關(guān)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)分析，以及能控性和能觀性分析；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)這一重點(diǎn)部分的講解中，介紹了根軌跡設(shè)計(jì)法、頻域設(shè)計(jì)法和狀態(tài)控制設(shè)計(jì)法，與系統(tǒng)分析相呼應(yīng)，使學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過程中，圍繞“系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)”這條主線進(jìn)行，做到舉一反三，從而對(duì)自動(dòng)控制理論有一個(gè)完整清晰的理解。
在分析設(shè)計(jì)這個(gè)主線下，以穩(wěn)定性指標(biāo)為輔線。在各個(gè)有關(guān)章節(jié)的小結(jié)中對(duì)穩(wěn)定性都予以重點(diǎn)討論，通過對(duì)各種穩(wěn)定性判斷方法的分析，把前后的知識(shí)點(diǎn)加以銜接聯(lián)系，并綜合應(yīng)用。
在講清系統(tǒng)物理概念的基礎(chǔ)上，結(jié)合課程內(nèi)容，引入先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段。將Matlab軟件在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用引人課堂教學(xué)，在諸多課堂教學(xué)環(huán)節(jié)中實(shí)現(xiàn)了Matlab仿真演示，增強(qiáng)了學(xué)生對(duì)抽象理論的感性認(rèn)識(shí)，收到了良好的教學(xué)效果。
為體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性、科學(xué)性和前沿性，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的興趣，對(duì)目前控制理路研究的熱點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)作一些簡要介紹，如模糊控制、智能控制等。
2改革教學(xué)方法，提升教學(xué)手段
自動(dòng)控制原理對(duì)學(xué)生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運(yùn)用能力、數(shù)—形結(jié)合能力有一定的要求，并需具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，學(xué)生在學(xué)習(xí)中經(jīng)常會(huì)感到困難而產(chǎn)生畏難情緒，影響學(xué)習(xí)效果。因此，改革傳統(tǒng)教學(xué)方法和教學(xué)手段，進(jìn)而提高教學(xué)質(zhì)量，是課程改革的重中之重
2．1采用現(xiàn)代教育技術(shù)與手段提高教學(xué)效果
在以信息、知識(shí)爆炸為特征的今天，傳統(tǒng)的教學(xué)手段以不能適應(yīng)時(shí)代的需要，教學(xué)手段的改革勢(shì)在必行。在《自動(dòng)控制原理》課的多媒體教學(xué)實(shí)踐中，我們努力探索如何使多媒體這一先進(jìn)的教學(xué)手段更好地服務(wù)于課堂教學(xué)。開發(fā)了《自動(dòng)控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件，．采樣了多媒體與板書相結(jié)合的教學(xué)方法，既充分利用了多媒體教學(xué)的生動(dòng)、逼真、容量大的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用了板書教學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性、邏輯性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)踐證明，這一方法取得了良好的教學(xué)效果，受到了學(xué)生的認(rèn)可，對(duì)教學(xué)質(zhì)量的提高起了一定的積極作用。轉(zhuǎn)貼2．2加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力
注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際的原則，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解，僅僅通過課堂講解還很不夠，必須通過實(shí)踐教學(xué)這一環(huán)節(jié)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。
實(shí)踐教學(xué)是提高學(xué)生創(chuàng)新精神和能力的重要途徑，在教改過程中，我們加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，徹底改造了原有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，開發(fā)了綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)，目的在于通過實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用控制理論的方法解決實(shí)際問題、將實(shí)際問題抽象為理論問題的能力。實(shí)驗(yàn)只提目標(biāo)和要求，沒有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)電路圖。學(xué)生根據(jù)個(gè)人情況自主選擇難度等級(jí)不同的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)系統(tǒng)的性能要求，獨(dú)立完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)搭建和調(diào)試，記錄原始數(shù)據(jù)和圖形，寫出實(shí)驗(yàn)報(bào)告。所有這些都極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，鞏固了課程理論，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力，使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，在教學(xué)過程中還增加了課程設(shè)計(jì)這一教學(xué)環(huán)節(jié)，通過課程設(shè)計(jì)，使學(xué)生了解到了Matlab軟件在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，加深學(xué)生對(duì)(lf動(dòng)控制原理》這門課程的基本概念，基本的分析方法及設(shè)計(jì)方法的理解。
3以教學(xué)推動(dòng)科研，以科研促進(jìn)教學(xué)
對(duì)于普通高等教育來說，教學(xué)固然重要。科研也不可以忽視。教學(xué)和科研是相輔相成的兩個(gè)方面，兩者不可分割。從自動(dòng)控制理論來講，它近幾十年才建立起來，與工程實(shí)際聯(lián)系較廣，特別是在發(fā)展過程中，數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)起了很大的作用，成為控制理論的重要工具。因此可以說，控制理論是工程與數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)相互作用的前沿。在教學(xué)中講授理論知識(shí)的同時(shí)，可以增加一些與科研結(jié)合的內(nèi)容，如在同學(xué)中選一些成績較好，對(duì)科研又有一定興趣的同學(xué)，參加有關(guān)教師的科研項(xiàng)目，也可為學(xué)生科技活動(dòng)中心提供一些課題，指導(dǎo)學(xué)生參與科研。這樣，一方面調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，另方面，也可為科研活動(dòng)的開展打好基礎(chǔ)。學(xué)生通過參與科研，學(xué)習(xí)興趣更加濃厚了，求知的欲望更強(qiáng)了。
4下一步改革設(shè)想
該課程的教學(xué)改革已在我校實(shí)施。取得了良好的教學(xué)效果，學(xué)生的基本知識(shí)、專業(yè)能力、實(shí)踐技能乃至學(xué)習(xí)興趣等。都較以往有較大的提高。教學(xué)改革的路子還很長。尚需繼續(xù)探索和實(shí)踐，使之不斷完善，下一步改革的設(shè)想有四點(diǎn)：
(1)從課程的實(shí)際及教學(xué)規(guī)律出發(fā)，以培養(yǎng)和提高學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐技能為宗旨，真正探索出一種新的實(shí)踐教育模式。
1．1授課理論性較強(qiáng)授課理論性強(qiáng)不利于培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)觀點(diǎn)，不利于提升學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。為保證控制理論的完整性和透徹性，若教師在授課過程中把過多時(shí)間和精力集中于原理講解和公式推導(dǎo)上，就很難有充分的時(shí)間將理論知識(shí)與系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)例相結(jié)合，造成很多學(xué)生誤認(rèn)為該課程是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)課程，容易產(chǎn)生畏難心理。另外，定單班的學(xué)生面臨畢業(yè)即就業(yè)，沒有升學(xué)再深造的壓力，他們所關(guān)心的是所學(xué)知識(shí)是否會(huì)用到將來的工作崗位中。因此，課堂上講授過多或過深的理論知識(shí)不利于提升學(xué)生對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。
1．2缺少煤礦電氣背景的相關(guān)實(shí)例通過與工作后的畢業(yè)生交流，發(fā)現(xiàn)有一條信息非常突出:大部分畢業(yè)生很難將自動(dòng)控制原理中所學(xué)的分析與設(shè)計(jì)方法應(yīng)用到工程實(shí)踐中。這主要是因?yàn)樗鶎W(xué)課程大部分實(shí)例與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)性不強(qiáng)，多數(shù)學(xué)生對(duì)案例中涉及的專業(yè)背景不熟悉，導(dǎo)致學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)課程的必要性、重要性和實(shí)用性認(rèn)識(shí)模糊，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)“自動(dòng)控制原理”死搬硬套，應(yīng)付考試的現(xiàn)象嚴(yán)重，缺少靈活運(yùn)用和開拓創(chuàng)新的思路。上述這些問題直接弱化了“自動(dòng)控制原理”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的作用。
2“自動(dòng)控制原理”授課內(nèi)容調(diào)整
為順應(yīng)煤炭電氣化發(fā)展需求和人才培養(yǎng)定位，突出煤礦電氣特色教學(xué)目標(biāo)，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實(shí)例等方面進(jìn)行研究和探索，對(duì)課程的基礎(chǔ)理論與實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化。
2．1優(yōu)化授課的內(nèi)容體系、深度和廣度研究各章節(jié)基本內(nèi)容的聯(lián)系，調(diào)整課程授課體系，以系統(tǒng)建模、分析和綜合設(shè)計(jì)為主，突出煤炭行業(yè)背景，注重基礎(chǔ)知識(shí)的靈活運(yùn)用?！白詣?dòng)控制原理”在傳統(tǒng)教學(xué)上一直沿用自動(dòng)化專業(yè)的授課體系，造成“自動(dòng)化類”和“非自動(dòng)化類”的界限模糊。對(duì)于定單班該課程學(xué)時(shí)數(shù)少的情況，若按“自動(dòng)化類”體系授課，只能加大課時(shí)信息量，造成學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容難以及時(shí)有效消化，影響教學(xué)效果。研究如何在有限學(xué)時(shí)內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握控制原理的基本理論，并突出煤炭電氣工程實(shí)踐能力培養(yǎng)，成為構(gòu)建定單班授課體系的關(guān)鍵。參照培養(yǎng)定位，結(jié)合后續(xù)的相關(guān)控制理論的專業(yè)課程，從課程體系出發(fā)，以系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計(jì)為主線，調(diào)整授課知識(shí)點(diǎn)深度和廣度。如在講述建立數(shù)學(xué)模型基本內(nèi)容時(shí)，應(yīng)選取有一定煤礦工程背景的系統(tǒng)，給模型賦予形象的物理意義，使學(xué)生正確理解實(shí)際模型與抽象模型的區(qū)別與聯(lián)系，并從不同的角度對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模，加深對(duì)實(shí)際系統(tǒng)建模的理解。系統(tǒng)分析方法是控制系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，這部分內(nèi)容主要包括時(shí)域分析法、根軌跡法、頻域響應(yīng)法，這些是控制理論教學(xué)的重點(diǎn)，應(yīng)保留原有知識(shí)點(diǎn)的深度。抓住采用時(shí)域分析法、根軌跡法和頻域響應(yīng)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性的特點(diǎn)，加深學(xué)生對(duì)不同方法的理解，這是系統(tǒng)分析的關(guān)鍵。對(duì)于離散系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論，由于培養(yǎng)計(jì)劃中后續(xù)課程相關(guān)性較小，可以降低這部分知識(shí)的深度和廣度。
2．2增加煤炭電氣控制系統(tǒng)實(shí)例系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合能力及創(chuàng)新能力十分重要，也是教學(xué)的難點(diǎn)。在授課過程中，要注意研究與選取煤礦電氣工程中的典型范例，如礦井提升機(jī)控制系統(tǒng)、掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)、通風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)以及排水設(shè)備控制系統(tǒng)等，突出煤炭行業(yè)背景，從實(shí)例分析中去了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、工作原理和設(shè)計(jì)要求。生動(dòng)的工程實(shí)例可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生感受控制理論的魅力，深刻理解“學(xué)以致用”的意義，使學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)達(dá)到知識(shí)和能力的雙重提升。
3實(shí)施案例
礦井提升機(jī)調(diào)速系統(tǒng)要求平滑調(diào)速且調(diào)速精度較高。提升機(jī)電氣傳動(dòng)系統(tǒng)的加、減速過程要平穩(wěn)(無超調(diào))?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)保證在額定速度時(shí)有±1%的精度。
3.1準(zhǔn)確性分析假設(shè)提升系統(tǒng)采用恒速控制，選單位階躍函數(shù)作為典型的外作用。由一階系統(tǒng)分析方法可知，一階系統(tǒng)完全可以跟隨階躍信號(hào)，且穩(wěn)態(tài)誤差為零，所以提升系統(tǒng)±1%的控制精度是可以保證的。
4結(jié)語
基于自動(dòng)控制原理課程特點(diǎn)，一般意義上的Sem-inar教學(xué)并不適用?？稍谡n程教學(xué)過程中穿插Seminar教學(xué)模式，一個(gè)學(xué)期內(nèi)進(jìn)行2~3次即可。歸結(jié)起來，這種Seminar教學(xué)模式可分三部分：任務(wù)布置，課堂交流，成績?cè)u(píng)定。
1.任務(wù)布置。在課程進(jìn)行到某一階段，將任務(wù)分配給學(xué)生。任課教師向?qū)W生提供一份詳細(xì)的Seminar課程計(jì)劃，內(nèi)容包括Seminar教學(xué)目標(biāo)、Seminar選題范圍、成績考評(píng)標(biāo)準(zhǔn)以及關(guān)于各個(gè)選題的相關(guān)參考。根據(jù)班級(jí)人數(shù)具體情況和選題范圍，將學(xué)生分成若干小組，此環(huán)節(jié)教師要干預(yù)，保證每個(gè)小組既有成績好的學(xué)生也有成績較差的學(xué)生，這樣既避免了小組間的優(yōu)劣懸殊，又可以達(dá)到好學(xué)生帶動(dòng)差學(xué)生的目的。然后學(xué)生自由選題，每個(gè)小組領(lǐng)到一個(gè)題目，經(jīng)過1~2周的課下準(zhǔn)備，進(jìn)行具體的課堂交流。
2.課堂交流。不同于一般的Seminar教學(xué)，每次只進(jìn)行一個(gè)主題。在自動(dòng)控制原理課程的Seminar中，要進(jìn)行多個(gè)題目的討論，每個(gè)題目為時(shí)20~30分鐘，共計(jì)100分鐘。首先每個(gè)小組選擇代表宣講或演示所選題目的分析研究結(jié)果，然后其他組員給予補(bǔ)充，時(shí)間約為8~10分鐘。其后，教師和學(xué)生們?cè)诖嘶A(chǔ)上展開積極提問和熱烈討論，發(fā)表自己的不同意見，時(shí)間約為10~15分鐘。隨著討論的不斷深入，新的問題和觀點(diǎn)會(huì)不斷涌現(xiàn)，教師在Seminar上除了傾聽、參與和評(píng)價(jià)學(xué)生們的討論之外，還要注意控制討論節(jié)奏，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)言，保證課堂上每一個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)充分表達(dá)自己觀點(diǎn)。最后，再由教師對(duì)整堂課的內(nèi)容做出簡明的梳理、總結(jié)、擴(kuò)展和引申，時(shí)間約為3~5分鐘。Seminar的目的在于使學(xué)生處于一個(gè)相對(duì)輕松、平等的環(huán)境，對(duì)課堂上學(xué)習(xí)過的一些知識(shí)，勇于發(fā)表自己的見解，進(jìn)行觀點(diǎn)交流、碰撞、融合和分享，使存在于學(xué)生內(nèi)心深處的問題浮出表面。
3.成績?cè)u(píng)定。教師對(duì)學(xué)生在Seminar的成績?cè)u(píng)定，將作為期末成績的組成部分。學(xué)生Seminar成績的評(píng)定由課堂宣講、個(gè)人發(fā)言對(duì)集體討論的貢獻(xiàn)情況、書面報(bào)告、出勤率四部分組成。課堂宣講以小組為單位，或以多媒體輔助進(jìn)行，它是學(xué)生口頭展示分析結(jié)果，引發(fā)Seminar討論的基礎(chǔ)，教師根據(jù)學(xué)生準(zhǔn)備情況評(píng)分，口頭表達(dá)的學(xué)生代表酌情加分。Seminar上的集體討論有助于學(xué)生在現(xiàn)有的分析總結(jié)基礎(chǔ)上深化對(duì)于自己題目的認(rèn)識(shí)，開展進(jìn)一步的探索和分析，以形成完整的書面報(bào)告。書面報(bào)告所涉及分值將占Seminar成績?cè)u(píng)定的較大分值，教師對(duì)書面報(bào)告要嚴(yán)格把關(guān)，同一小組的學(xué)生的書面報(bào)告不能雷同，應(yīng)給予學(xué)生充裕的時(shí)間去完成。個(gè)人發(fā)言和出勤率，是用于衡量學(xué)生在參與Seminar討論時(shí)的表現(xiàn)。一般情況下，個(gè)人發(fā)言和參與討論情況所占分值比例較出勤率要高，因?yàn)橛懻摬糠质荢eminar最核心內(nèi)容，是用于激勵(lì)學(xué)生不再僅僅滿足于“身在課堂上”，從而脫離他人討論時(shí)的“旁觀者”的身份，改被動(dòng)為主動(dòng)，積極參與發(fā)言。教師根據(jù)發(fā)言情況和發(fā)言的質(zhì)量評(píng)定成績。
二、實(shí)施Seminar教學(xué)的關(guān)鍵問題
1.構(gòu)建具有自動(dòng)控制原理課程特色的Seminar模式。自動(dòng)控制原理課程是本科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，其內(nèi)容繁多，理論性和基礎(chǔ)性較強(qiáng)，課程的特點(diǎn)并不適合一般意義上的Seminar教學(xué)模式。需根據(jù)自動(dòng)控制原理課程的實(shí)際情況構(gòu)建適合它的Seminar模式。不適合整個(gè)學(xué)期采用Seminar教學(xué)，最好在學(xué)期中，課程進(jìn)行到某一階段，適當(dāng)?shù)亟M織Seminar教學(xué)。任課教師根據(jù)實(shí)際情況制定選題范圍，并給出成績?cè)u(píng)定，作為學(xué)期成績的重要組成部分。這樣，教師應(yīng)用兩種不同的教學(xué)模式———傳統(tǒng)的課堂講授的教學(xué)模式和Seminar教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究式的教學(xué)活動(dòng)。Seminar的引入，不是原有的課堂教學(xué)的對(duì)立或重復(fù)，而是對(duì)整個(gè)教學(xué)過程的一種有益補(bǔ)充、深化和應(yīng)用。在這期間，采用一種任務(wù)驅(qū)動(dòng)模式，引導(dǎo)學(xué)生探索主動(dòng)學(xué)習(xí)。因此，適時(shí)引入Seminar教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)改革，不失為自動(dòng)控制原理教學(xué)過程的一種有益的嘗試和探索。
2.制定合適的選題范圍。Seminar的主題內(nèi)容要兼顧課程的整體性、層次性，且具有一定的系統(tǒng)性、可討論性和拓展性。任課教師需擬定詳細(xì)的、條理清晰的整體籌劃綱要，形成一以貫之的學(xué)術(shù)脈絡(luò)，并將課程內(nèi)容分割形成具體的、可操作性的相關(guān)主題，能夠使討論有序進(jìn)行。
3.設(shè)立嚴(yán)格規(guī)范的課堂交流制度。Seminar教學(xué)活動(dòng)不能簡單化地等同一般的課堂討論，否則將失去Seminar教學(xué)的意義，因此必須制定嚴(yán)格規(guī)范的交流制度。在制度的運(yùn)作上，必須嚴(yán)格、公正、一視同仁，獎(jiǎng)懲分明，評(píng)分嚴(yán)格。若有的同學(xué)出現(xiàn)抄襲報(bào)告的情況，雷同報(bào)告一起作廢。表現(xiàn)優(yōu)秀的同學(xué)要適當(dāng)加分。交流過程中，及時(shí)控制討論節(jié)奏，避免使活動(dòng)流于一般的泛泛而談，甚至出現(xiàn)游離于主題之外的閑聊和不負(fù)責(zé)任的空發(fā)議論，從而走向歧途。
4.任課教師應(yīng)具備良好的素養(yǎng)和較強(qiáng)的控場(chǎng)能力。Seminar教學(xué)模式對(duì)任課教師的綜合素質(zhì)提出了更高的要求，要求任課教師具有較高的專業(yè)水平和奉獻(xiàn)精神。能夠即時(shí)把握學(xué)科發(fā)展動(dòng)向，收集相關(guān)素材，提煉升華課程內(nèi)容，以戰(zhàn)略性的眼光制定選題范圍，既能適合目前學(xué)生特點(diǎn)，又能體現(xiàn)專業(yè)課程內(nèi)容的特點(diǎn)。Seminar教學(xué)模式的引入，無形中增加了教師的工作量，備課難度增大，課外指導(dǎo)學(xué)生的時(shí)間增加，批閱書面報(bào)告的時(shí)間和精力增加。這都要求教師具有敬業(yè)奉獻(xiàn)精神，孜孜不倦，無怨無悔。在學(xué)生的討論交流過程中，教師要善于及時(shí)地捕捉有價(jià)值的信息，例如新觀點(diǎn)、建議和學(xué)生的困惑，以便有效進(jìn)行下一步的教學(xué)。
三、Seminar教學(xué)模式在本科生培養(yǎng)中的積極意義
1.全面調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，變被動(dòng)為主動(dòng)。Semi-nar模式最大的特點(diǎn)是改變傳統(tǒng)的學(xué)生只聽不講這一垂直的單向教學(xué)模式。要求學(xué)生根據(jù)指定任務(wù)主動(dòng)去探索，尋找答案，然后在相對(duì)開放的平等空間里，亮出自己的答案，也亮出自己。這種模式也為參與者提供了相互激勵(lì)的空間背景。
2.培養(yǎng)學(xué)生的查閱資料能力、表達(dá)能力。Seminar教學(xué)模式的引入，要求學(xué)生課前準(zhǔn)備階段必須廣泛查閱資料，自主分析總結(jié)，這樣他們將提前接觸各類數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)檢索，并熟練操作技能。在語言表達(dá)能力方面，Seminar的討論需要學(xué)生邏輯清晰地表達(dá)觀點(diǎn)，重點(diǎn)明確地回答疑問，有理有據(jù)地進(jìn)行辯論，積極理性地說服他人；在書面寫作能力方面，學(xué)生對(duì)于選題的最終研究成果都要以報(bào)告的形式出現(xiàn)。
3.培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。自動(dòng)控制原理是專業(yè)基礎(chǔ)課，面向?qū)W生90人左右，必須分成若干小組進(jìn)行Seminar教學(xué)，設(shè)一組長負(fù)責(zé)聯(lián)絡(luò)本組同學(xué)，同一小組的同學(xué)面向同一任務(wù)，這時(shí)候需要小組成員分工合作，共同查閱資料，分析整理研究，課堂交流進(jìn)程中，作為一個(gè)團(tuán)體，回答其他小組的發(fā)問質(zhì)疑，并提出問題。在整個(gè)準(zhǔn)備過程中，相互學(xué)習(xí)，相互促進(jìn)，相互激勵(lì)，增進(jìn)同學(xué)之間的學(xué)習(xí)情誼和集體榮譽(yù)感，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。
4.平等互動(dòng)的獨(dú)特模式，達(dá)到教學(xué)相長、共同提高的目的。Seminar教學(xué)模式的獨(dú)特性體現(xiàn)在師生之間的平等關(guān)系，大家可以任意提出問題，發(fā)出質(zhì)疑，雙方平等互動(dòng)。這個(gè)平等、公正、親和的結(jié)構(gòu)空間，“師不必賢于弟子，弟子不必不如師”，為“教學(xué)相長”的現(xiàn)實(shí)化提供了真正的可能。教師在整個(gè)討論過程中，根據(jù)學(xué)生的提問、回答，不斷地總結(jié)自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和處理問題的經(jīng)驗(yàn)。教與學(xué)有機(jī)地、動(dòng)態(tài)地融合在一起。
四、結(jié)論
傳統(tǒng)課堂授課通常一次講授2個(gè)學(xué)時(shí)，針對(duì)課程中的重點(diǎn)難點(diǎn)可以充分講解。為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)者的認(rèn)知習(xí)慣，MOOC課程將授課視頻分為了一些10分鐘至20分鐘長度的小模塊。怎樣在這些小模塊中傳授較為完整的知識(shí)點(diǎn)，需要授課教師轉(zhuǎn)變思路、精心設(shè)計(jì)[3]。在設(shè)計(jì)時(shí)要注意知識(shí)間的聯(lián)系，形成課程的邏輯結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展知識(shí)的深度廣度，使之形成一個(gè)有機(jī)的整體，從而有利于學(xué)生從整體結(jié)構(gòu)上掌握知識(shí)的共同本質(zhì)和內(nèi)在聯(lián)系。
（一）提煉課程內(nèi)容的總體邏輯關(guān)系
自動(dòng)控制原理課程系統(tǒng)地講述了自動(dòng)控制科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域的基本概念和基本規(guī)律，涵蓋了自動(dòng)控制技術(shù)從系統(tǒng)建模到系統(tǒng)設(shè)計(jì)的各種思想和方法，內(nèi)容十分豐富。作為授課教師，首先應(yīng)該瀝青這些內(nèi)容間的邏輯關(guān)系。經(jīng)典控制理論的基本理論包含反饋控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)方法兩方面的內(nèi)容，具體的包含關(guān)系如圖1所示。為了讓學(xué)生更好地理解各部分知識(shí)的有機(jī)聯(lián)系，對(duì)上述經(jīng)典控制理論體系建立“三縱”和“三橫”兩條知識(shí)主線?？刂葡到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是研究系統(tǒng)的特性，即穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)特性。又稱控制系統(tǒng)“三要素”。從性能指標(biāo)是看，就是俗稱的“穩(wěn)，快，準(zhǔn)”。把這三方面的性能指標(biāo)稱為“三橫”。所謂“三縱”是指在不同的域內(nèi)進(jìn)行系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，即時(shí)域、復(fù)域、頻域。掌握系統(tǒng)在不同域中的數(shù)學(xué)模型表達(dá)，即可進(jìn)行系統(tǒng)的特性分析與設(shè)計(jì)，因?yàn)樗袉栴}的分析和求解都是建立在數(shù)學(xué)模型基礎(chǔ)上進(jìn)行的。加強(qiáng)對(duì)這兩條線的理解，可以使學(xué)生統(tǒng)觀全局，把握研究方向。
（二）采用提綱挈領(lǐng)的碎片化原則
要將自動(dòng)控制原理的授課內(nèi)容碎片化為一些短的相對(duì)完整的知識(shí)單元，需要采用提綱挈領(lǐng)的組織方法。首先介紹每個(gè)知識(shí)模塊的內(nèi)容要點(diǎn)，然后交代每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，精煉舉例推導(dǎo)過程。貫徹“少而精”的原則。對(duì)于所講的內(nèi)容要分清主次，突出重點(diǎn)，精講內(nèi)容，同時(shí)要注意有較高的系統(tǒng)性、邏輯性，保證知識(shí)的質(zhì)量，難點(diǎn)精心組織，一定要講懂。精講內(nèi)容不是少講內(nèi)容，有些內(nèi)容反而要加強(qiáng)。例如，在講解經(jīng)典控制理論中的數(shù)學(xué)模型時(shí)就可以按照如下思路處理。首先將數(shù)學(xué)模型分為三個(gè)內(nèi)容要點(diǎn)：微分方程模型、傳遞函數(shù)模型和圖形方式的數(shù)學(xué)模型。其中微分方程是時(shí)間域的模型，傳遞函數(shù)是復(fù)數(shù)域的模型，圖形方式的模型是數(shù)學(xué)模型的圖形化語言描述。當(dāng)推導(dǎo)系統(tǒng)的微分方程描述時(shí)，精選兩個(gè)相似系統(tǒng)作為例子來說明系統(tǒng)的建模過程。這樣，由于有目的地選擇有啟發(fā)性、可延伸性與典型性的問題，使每一節(jié)、每一章的內(nèi)容都具有明確概念、傳授方法、啟發(fā)思維、培養(yǎng)能力的作用。這種提綱挈領(lǐng)的組織方法，層次清楚關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，容易將碎片化內(nèi)容聯(lián)系起來。
（三）結(jié)合學(xué)科發(fā)展，適時(shí)更新
基于MOOC模式的教學(xué)過程由于安排了較多的課程討論環(huán)節(jié)，教師單獨(dú)的講授環(huán)節(jié)要比傳統(tǒng)課堂壓縮。這樣在教學(xué)內(nèi)容就需要有所取舍。根據(jù)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)，新的發(fā)展方向和應(yīng)用工具應(yīng)該增加介紹；已經(jīng)被其他方法取代的方法可以忽略介紹。無論是理論家還是工程師，人們總是把最先進(jìn)最有效的理念和技術(shù)用于控制工程。如：控制與管理的結(jié)合、信息流與物質(zhì)能量流的互動(dòng)、復(fù)雜系統(tǒng)研究與應(yīng)用等均表現(xiàn)出很強(qiáng)的時(shí)代特征。在當(dāng)今這個(gè)信息時(shí)代誕生了網(wǎng)絡(luò)控制、基于數(shù)據(jù)的驅(qū)動(dòng)控制等新的控制概念。而傳統(tǒng)的手工繪圖方法已經(jīng)可以由計(jì)算機(jī)輔助軟件完成。經(jīng)典控制理論在上個(gè)世紀(jì)四、五十年代已經(jīng)形成了比較完整的理論體系，頻率特性法、根軌跡法等直到現(xiàn)在仍然是系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的主要方法。經(jīng)典控制理論的一個(gè)重要特色就是采用簡便直觀的圖解方法，因此也得到工程技術(shù)人員廣泛歡迎。在講授這些內(nèi)容的時(shí)候，幾乎有一半的學(xué)時(shí)是在學(xué)習(xí)這些圖形的畫法。例如，頻率特性圖就有伯德圖、乃奎斯特圖和尼柯爾斯圖等幾種，學(xué)生需要記住每種圖形的坐標(biāo)要求及計(jì)算方法。隨著計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)的發(fā)展，目前已有像MATLAB這樣的成熟的軟件可以幫助畫圖。所以在授課時(shí)就減少介紹手工做圖的內(nèi)容，而將分析和設(shè)計(jì)的方法作為重點(diǎn)內(nèi)容，從而訓(xùn)練學(xué)生作為控制工程師的高級(jí)思維能力。當(dāng)然，在這種碎片式的教學(xué)過程中也要注意邏輯的連續(xù)性。學(xué)生在分析思維之前，往往需要直觀思維，在演繹之前要有歸納，在聯(lián)想之前要有類比，在獲得正確的認(rèn)識(shí)之前要有辨析。在進(jìn)行單元章節(jié)復(fù)習(xí)時(shí)，一定要求學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，然后再重新組合材料，進(jìn)行知識(shí)歸類、延伸與擴(kuò)展。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)常反復(fù)復(fù)習(xí)，循環(huán)螺旋上升，從整體上掌握知識(shí)的脈絡(luò)，保證學(xué)習(xí)者長期的學(xué)習(xí)積極性。
二、課程教研組的建設(shè)
MOOC課程作為一種新的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，應(yīng)該在學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取、思維能力和創(chuàng)造力的開發(fā)等方面有自己的特色。尤其是面向?qū)I(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)時(shí)，需要研究與制定結(jié)合專業(yè)發(fā)展需求的教學(xué)大綱與教學(xué)設(shè)計(jì)，體現(xiàn)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育的開放性、交互性和便捷性。一門教學(xué)效果好的MOOC課程可以提供豐富的數(shù)字資源，可以采用在線或離線的方式與學(xué)生互動(dòng)，還可以方便地進(jìn)行一些教學(xué)信息統(tǒng)計(jì)工作。針對(duì)目前高校的現(xiàn)狀，建議以課程教研組的形式承擔(dān)MOOC課程的教學(xué)。因?yàn)檎n程教研組能夠具備單個(gè)教師無法做到的整體協(xié)調(diào)優(yōu)勢(shì)。專業(yè)教師隊(duì)伍水平的提高是MOOC課程更新發(fā)展的源動(dòng)力。首先，教研組是課程建設(shè)的組織保障。教研組由老中青三代教師組成，定期學(xué)習(xí)新的教學(xué)理念與方法，研討課程中的重點(diǎn)與難點(diǎn)，有計(jì)劃地安排教師進(jìn)修提高。我單位自控原理課程教研組由7人組成，包括1名教學(xué)帶頭人，2名副教授，3名講師和1名實(shí)驗(yàn)員。教研組定期學(xué)習(xí)控制理論的前沿發(fā)展方向，組織觀摩教學(xué)，有計(jì)劃地派出青年教師到國內(nèi)外進(jìn)修。這些活動(dòng)從制度上保證了教師的個(gè)人成長和課程內(nèi)容的不斷更新。教研組通過教育理論和專業(yè)知識(shí)的不斷學(xué)習(xí)和豐富，大家發(fā)現(xiàn)自己的差距，逐漸形成課程意識(shí)、學(xué)生意識(shí)、開放意識(shí)、問題意識(shí)等，發(fā)現(xiàn)存在哪些與新課程理念不相符甚至相違背的問題，然后尋求解決問題的新理論、新理念、新途徑，以提高教學(xué)效果。這種以教研組形式承擔(dān)MOOC課程的模式可以避免教師個(gè)體缺乏持續(xù)提高教學(xué)質(zhì)量的動(dòng)力的問題。其次，教研組是課程建設(shè)的知識(shí)園地。MOOC課程是一種網(wǎng)絡(luò)課程，由于不受年齡、文化和地域等限制，學(xué)習(xí)對(duì)象可以是在校學(xué)生，也可以是在職的繼續(xù)教育學(xué)生。學(xué)生的職業(yè)背景和基礎(chǔ)知識(shí)差別較大。在MOOC教學(xué)中為了保證網(wǎng)絡(luò)教學(xué)效果，設(shè)計(jì)了較受歡迎的短授課多討論的教學(xué)模式。這些都是MOOC課程開放性和交互性的體現(xiàn)。但這同時(shí)要求教師有多方面的知識(shí)儲(chǔ)備。每位教師都有自己的能力和興趣特長，很難獨(dú)立解決網(wǎng)絡(luò)交流中的所有問題。對(duì)于自動(dòng)控制原理課程來說，教師既需要有深厚的控制理論基礎(chǔ)又需要有一定的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。課程教研組由老中青三代教師組成，保證知識(shí)結(jié)構(gòu)全面。青年教師學(xué)歷高熟悉新的理論方向，老教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富。同時(shí)，也要充分利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的知識(shí)聚集作用，及時(shí)總結(jié)學(xué)生的反饋信息[4]。
Abstract: Based on the outstanding problems in the examination of automatic control theory and combined with our school automation features,a curriculum for students examination reform is proposed which emphasizing the application of ability to stimulate students interest in learning,semi-open-book examination methods,the theoretical knowledge and practical application of comprehensive testing,emphasizing the process of assessment. The expected results show that students' learning effects have been significantly improved on theoretical learning courses which are consistent with application-oriented and applying the knowledge of teaching philosophy.
關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制原理課程;考試改革;方案
Key words: automatic control theory;examination reform;program
中圖分類號(hào):G42文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-4311(2010)15-0177-01
1自動(dòng)控制原理課程考試改革的目的和意義
自動(dòng)控制原理作為自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是一門理論性很強(qiáng)的課程。同時(shí),該門課所研究的領(lǐng)域也是學(xué)生從未接觸過的知識(shí)。為了使得學(xué)生能夠在學(xué)好理論的同時(shí)將其運(yùn)用到實(shí)際中,激發(fā)興趣,強(qiáng)調(diào)過程考核,并且提高考試成績和及格率,突出教學(xué)重點(diǎn),對(duì)這門課實(shí)施考試改革以配合教學(xué)改革[1]。通過考試改革可以帶動(dòng)教學(xué)改革進(jìn)程,構(gòu)建融會(huì)貫通、緊密配合、有機(jī)聯(lián)系的課程體系。
2自動(dòng)控制原理課程考試改革的內(nèi)容
2.1 課程內(nèi)容的整合與優(yōu)化。為了培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和實(shí)踐能力,同時(shí)檢查教學(xué)效果,在一些章節(jié)后組織編排綜合型的題目,讓學(xué)生以小論文的形式提交,將其成績記錄到期末總成績的平時(shí)成績中。這門課的教學(xué)內(nèi)容可以分成兩大部分內(nèi)容的研究:前三章為控制系統(tǒng)的時(shí)域分析,偏重經(jīng)典理論的研究;后兩章為控制系統(tǒng)的頻域分析,偏重工程實(shí)際應(yīng)用。針對(duì)這樣的內(nèi)容特點(diǎn),安排兩次大作業(yè),讓學(xué)生對(duì)一個(gè)生產(chǎn)生活中的實(shí)例從時(shí)域分析和頻域分析方法入手分析系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)過程和暫態(tài)過程。針對(duì)這樣的能力考核,在平時(shí)教學(xué)中,從基本概念、基本分析方法入手,結(jié)合生產(chǎn)和生活中的實(shí)例,以時(shí)域分析方法為主線,時(shí)域分析和頻域分析并進(jìn),利用直觀的物理概念,使學(xué)生充分理解系統(tǒng)參數(shù)與系統(tǒng)指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系,由淺入深地引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握古典控制理論的精髓。把知識(shí)能力的考核放在首位。
2.2 由考試改革決定的教學(xué)方法和手段的改進(jìn)措施。實(shí)踐環(huán)節(jié)中改變以往由教師命題的一貫做法,在學(xué)期末,安排一次綜合性實(shí)驗(yàn),題目學(xué)生可自選,也可從教師提供的試題庫中抽題,所選題目需具有一定的綜合性,采取自愿參加考試的方式。該部分的成績由五個(gè)等級(jí)構(gòu)成,即不及格不加分,及格、中、良好、優(yōu)秀會(huì)分別在在期末總成績中加相應(yīng)的分?jǐn)?shù),建立一個(gè)具體的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。這樣的考核方式可以給一部分在及格線邊緣的學(xué)生一次到達(dá)及格線的機(jī)會(huì),給一部分要提高成績績點(diǎn)的學(xué)生一次提高總成績的機(jī)會(huì),給一部分爭取獎(jiǎng)學(xué)金的學(xué)生一次到達(dá)優(yōu)秀成績的機(jī)會(huì),給分布在每一個(gè)分?jǐn)?shù)段的學(xué)生一次積極改進(jìn)的機(jī)會(huì),激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,同時(shí)能夠有效的提高及格率。
2.3 知識(shí)點(diǎn)的考核。筆試考試由全閉卷改為半開卷:改變?cè)械募兇獾睦碚摽荚?把筆試試卷分成兩部分:試卷一,基本理論知識(shí)的考核,閉卷,占試卷成績的50%;試卷二,綜合能力運(yùn)用的考核,開卷,可以帶查閱過的相關(guān)資料占試卷成績的50%。基本理論知識(shí)的考核包括:①基本知識(shí)模塊;②數(shù)學(xué)模型的建立與求解模塊;③線性連續(xù)系統(tǒng)的時(shí)域分析模塊;④線性連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析與設(shè)計(jì)。
3 考試改革的進(jìn)程安排
3.1 進(jìn)行自動(dòng)控制原理課程考試改革的調(diào)研。
3.2 制定出自動(dòng)控制原理課程綜合應(yīng)用能力考核的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
3.3 編制自動(dòng)控制原理課程綜合性實(shí)驗(yàn)試題庫。
3.4 在2007級(jí)自動(dòng)控制原理期末考試中進(jìn)行考試改革方案的試驗(yàn)。
3.5 進(jìn)行課程考試改革方案實(shí)施的初步總結(jié),寫出課程考試改革方案實(shí)施的初步總結(jié)報(bào)告。
3.6 修改課程綜合應(yīng)用能力考核的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。
3.7 修改自動(dòng)控制原理課程綜合性實(shí)驗(yàn)試題庫。
3.8 撰寫自動(dòng)控制原理課程考試改革的探索的論文。
3.9 在2008級(jí)自動(dòng)控制原理教學(xué)中實(shí)施課程考試改革方案。
3.10 進(jìn)行自動(dòng)控制原理課程考試改革方案實(shí)施的總結(jié),寫出課程考試改革方案實(shí)施的總結(jié)報(bào)告。
3.11 寫出自動(dòng)控制原理課程考試改革方案的結(jié)題報(bào)告。
4自動(dòng)控制原理課程考試改革的預(yù)期成果
4.1 學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性得到增強(qiáng),通過設(shè)置選做實(shí)驗(yàn),學(xué)生學(xué)習(xí)會(huì)更加主動(dòng),鼓勵(lì)學(xué)生提高綜合知識(shí)運(yùn)用能力,不再像以前期末考試前幾天死記硬背,造成學(xué)的好不如背的好的怪現(xiàn)象。
4.2 學(xué)生的創(chuàng)造性思維能力得到了培養(yǎng),通過完成大作業(yè)網(wǎng)上查閱資料的能力明顯提高,大量查閱資料后會(huì)超出教師布置的題目范圍,大部分學(xué)生會(huì)對(duì)教師的題目給出多種分析結(jié)果,甚至?xí)鏊鶎W(xué)的范圍,突破了思維定勢(shì),即教師告訴什么就知道什么的現(xiàn)象。
4.3 學(xué)生撰寫科技論文的能力得到提高,為以后做畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫畢業(yè)論文打好基礎(chǔ)。
4.4 學(xué)生獨(dú)立分析問題的能力將得到提高。通過采取半開卷的模式,學(xué)生不但需要掌握基本理論,還要學(xué)會(huì)更好的利用基本理論解決實(shí)際問題,強(qiáng)調(diào)提高學(xué)生的分析,設(shè)計(jì)能力,及尋求一題多解的發(fā)散性思維,強(qiáng)調(diào)工程應(yīng)用背景,立意考查靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題和創(chuàng)新思維的能力,改善了以往學(xué)生認(rèn)為“學(xué)了也沒有用”的想法。
4.5 制定出課程考核能力與技能的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
4.6 撰寫課程考試改革實(shí)施效果的調(diào)研報(bào)告。
4.7 撰寫教改論文:自動(dòng)控制原理課程考試改革的探索。
4.8 提交自動(dòng)控制原理課程考試改革的結(jié)題報(bào)告。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制，天然氣管道，安全
0引言
天然氣作為一種新的清潔能源，對(duì)我國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、改善環(huán)境污染、方便人民生活、節(jié)約能源和減少環(huán)境污染等方面發(fā)揮了很好的作用。然而天然氣是易燃、易爆、易揮發(fā)的氣體【1】，一旦因各種原因造成管道泄漏、破壞，則可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故，造成生命、財(cái)產(chǎn)的巨大損失，同時(shí)給公共衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)帶來較長時(shí)間的負(fù)面影響。因此，加強(qiáng)天然氣管道的安全管理是天然氣行業(yè)的關(guān)鍵任務(wù)。將自動(dòng)化控制的理論應(yīng)用到天然氣管道中是提高安全管理水平的有效措施。
1自動(dòng)控制理論的發(fā)展
自動(dòng)控制是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設(shè)備或裝置使機(jī)器設(shè)備或生產(chǎn)過程的某個(gè)工作狀態(tài)或參數(shù)自動(dòng)地按照預(yù)定的規(guī)律運(yùn)行【2】。
自動(dòng)控制理論是研究自動(dòng)控制共同規(guī)律的技術(shù)科學(xué)。它的發(fā)展初期，是以反饋理論為基礎(chǔ)的自動(dòng)調(diào)節(jié)原理，主要用于工業(yè)控制，二戰(zhàn)期間為了設(shè)計(jì)和制造飛機(jī)及船用自動(dòng)駕駛儀，火炮定位系統(tǒng)，雷達(dá)跟蹤系統(tǒng)以及其他基于反饋原理的軍用設(shè)備，進(jìn)一步促進(jìn)并完善了自動(dòng)控制理論的發(fā)展。到戰(zhàn)后，已形成完整的自動(dòng)控制理論體系，這就是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)的經(jīng)典控制理論，它主要研究單輸入—單輸出，線形定常數(shù)系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)問題。
為適應(yīng)宇航技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)控制理論跨入了一個(gè)新階段—現(xiàn)代控制理論，主要研究具有高性能，高精度的多變量變參數(shù)的最優(yōu)控制問題，主要采用的方法是以狀態(tài)為基礎(chǔ)的狀態(tài)空間法。目前，自動(dòng)控制理論還在繼續(xù)發(fā)展，正向以控制論、信息論及仿生學(xué)為基礎(chǔ)的智能控制理論深入。
為了實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜的控制任務(wù)，首先要將被控制對(duì)象和控制裝置按照一定的方式連接起來，組成一個(gè)有機(jī)的總體，這就是自動(dòng)控制系統(tǒng)。在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，被控對(duì)象的輸出量即被控量是要求嚴(yán)格加以控制的物理量，它可以要求保持為某一恒定值；而控制裝置則是對(duì)被控對(duì)象施加控制作用的機(jī)構(gòu)的總體，它可以采用不同的原理和方式對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，但最基本的一種是基于反饋控制原理的反饋控制系統(tǒng)。
在反饋控制系統(tǒng)中，控制裝置對(duì)被控裝置施加的控制作用，是取自被控量的反饋信息，用來不斷修正被控量和控制量之間的偏差從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控量進(jìn)行控制的任務(wù)，這就是反饋控制的原理。
2自動(dòng)控制理論在天然氣管道中的應(yīng)用
自動(dòng)控制在天然氣管道方面也有很廣泛的應(yīng)用。隨著我國天然氣長輸管道的蓬勃發(fā)展，尤其在西氣東輸管道投產(chǎn)運(yùn)行后，我國數(shù)字化天然氣管道建設(shè)進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，而數(shù)字化天然氣管道建設(shè)的核心是天然氣長輸管道SCADA系統(tǒng)的建設(shè)。SCADA（SupervisoryControl And Data Ac-quisition）系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)作為信息時(shí)代的產(chǎn)物，已廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)、鐵路運(yùn)輸、環(huán)境保護(hù)、城市公用事業(yè)及輸油輸氣管道領(lǐng)域【3】。輸氣管道的SCADA系統(tǒng)常采用管理集中、控制功能分散的分布式控制方式，一旦通信系統(tǒng)或調(diào)度控制中心設(shè)備故障，各站仍能獨(dú)立地運(yùn)行。一個(gè)完整的輸氣管道SCADA系統(tǒng)一般可分為三級(jí)控制：調(diào)度控制中心級(jí)、站場(chǎng)控制級(jí)和現(xiàn)場(chǎng)控制級(jí)。免費(fèi)論文。
目前SCADA系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于西氣東輸管道工程，實(shí)現(xiàn)了天然氣輸氣管道的全線遠(yuǎn)程監(jiān)控，提供了運(yùn)行參數(shù)在線采集、數(shù)據(jù)趨勢(shì)和設(shè)備狀態(tài)的顯示；提供了多種管道運(yùn)行報(bào)警手段，并啟動(dòng)了管道運(yùn)行的各類保護(hù)系統(tǒng)，如管道壓降速率保護(hù)、高低壓保護(hù)、ESD緊急停戰(zhàn)保護(hù)等，全面提高了管道運(yùn)行的安全程度。免費(fèi)論文。天然氣管道系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行不僅使控制工藝得到了改進(jìn)，提高了企業(yè)管理水平，而且在確保安全生產(chǎn)基礎(chǔ)上，獲得了更大的經(jīng)濟(jì)效益。免費(fèi)論文。
3 結(jié)論
在天然氣管道中應(yīng)用SCADA系統(tǒng)既可以減少作業(yè)人員的數(shù)量，又可以將計(jì)算機(jī)應(yīng)用到天然氣管道中，實(shí)現(xiàn)天然氣管道的信息化和自動(dòng)化，更主要的是可以提高管道系統(tǒng)的安全性，極大地減少事故的發(fā)生。
參考文獻(xiàn)：
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[3]王牧陽，喻良[J].西南給排水，2007，2（29）：43
關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理 過程考核 一紙開卷
中圖分類號(hào)：TP13.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（c）-0066-01
“自動(dòng)控制原理”作為自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，在自動(dòng)化專業(yè)中，起到承上啟下的核心作用。同時(shí)，在化工、機(jī)械等專業(yè)中也處于非常重要的地位。[1]目前，這門課程存在著教師難教、學(xué)生難學(xué)的雙重困惑，特別是其考核方式和考核內(nèi)容在某種程度上直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和積極性。進(jìn)行考核制度改革，是調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量的一種重要方法。傳統(tǒng)的考核方式大多采用閉卷或者開卷考試，存在不少弊端。
1 傳統(tǒng)考核方式及弊端
（1）不能有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的積累，而且難以客觀評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。目前，獨(dú)立學(xué)院考試沿襲了傳統(tǒng)的課程考核模式，在這種考核模式中，期末考試是課程考核的主要方式，其所占比重較高，因此，期末考試的成績?cè)谝欢ǔ潭壬献鳛楹饬空n程教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)水平的主要依據(jù)。這樣會(huì)造成學(xué)生考試易存在作弊心理，考試臨時(shí)抱佛腳現(xiàn)象。
（2）使教與學(xué)不能較好結(jié)合。在獨(dú)立學(xué)院中，大多數(shù)學(xué)生學(xué)習(xí)只是為了考試及格，平時(shí)在課堂上和課后都不用心，不操心，得過且過，敷衍了事，很少主動(dòng)總結(jié)教師課堂內(nèi)容和找教師答疑。在傳統(tǒng)考核模式中，閉卷考試容易照成學(xué)生死記硬背，是典型的記憶力考核。而且，閉卷考試客觀題較多，一定程度上也限制了學(xué)生創(chuàng)新和個(gè)性的成長。開卷考試容易形成學(xué)生不勞而獲的意識(shí)，往往把考試寄托在課本和作業(yè)上，不會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)。這就達(dá)不到教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合，不能取得較好的教學(xué)效果。
2 自動(dòng)控制原理考核改革的思路及方法
（1）改革考核內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力。自動(dòng)控制原理在實(shí)際生活中應(yīng)用非常廣泛，因此，在制定課程考核內(nèi)容時(shí)，要與實(shí)際生活、先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)思想相鏈接，考核學(xué)生創(chuàng)新和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力?？己酥幸⒅貙W(xué)生個(gè)性的培養(yǎng)和發(fā)揮，使具有特殊學(xué)習(xí)興趣和有想法學(xué)生的才能得到發(fā)揮。比如，自動(dòng)控制原理也是一門自動(dòng)化專業(yè)和相關(guān)專業(yè)的考研課程，一部分學(xué)生需利用本課程學(xué)習(xí)考研，因此在制定課程考核時(shí)，可通過適當(dāng)增加與考研內(nèi)容相關(guān)的考核試題，同時(shí)，加大考研課堂討論力度。這樣，即能滿足一部分學(xué)生考研需要，也能滿足大部分學(xué)生的學(xué)習(xí)需要。考試不能完全限制答案，除了原理性、原則性的問題，對(duì)于學(xué)生似是而非、較牽強(qiáng)的答案，特別是比較新穎的答案，要給以肯定，不能全盤否定，以利于加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、創(chuàng)新能力、主動(dòng)思考和發(fā)散性思維的培養(yǎng)。
（2）加強(qiáng)過程考核。傳統(tǒng)考核模式可能會(huì)導(dǎo)致教與學(xué)相脫節(jié)。實(shí)施過程考核的考核理念，能較好的克服陳述性知識(shí)和過程性知識(shí)的分割、理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)的分割、知識(shí)排序方式與知識(shí)學(xué)習(xí)方式分割的缺陷。[2]過程考核是課程教學(xué)體制中不可或缺的一部分，即體現(xiàn)了考核成績的科學(xué)性，也體現(xiàn)了公平性，一定程度上也杜絕作弊和臨時(shí)抱佛腳的心理，有利于培養(yǎng)學(xué)生重結(jié)果更重過程的人生觀和世界觀，為以后進(jìn)入社會(huì)，進(jìn)入職場(chǎng)有更好地發(fā)展。
例如，在自動(dòng)控制原理課程教學(xué)中，為了增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性，加大平時(shí)成績的比重，把平時(shí)成績提高到總成績的50%，同時(shí)，將考勤、課堂考核、課堂討論、課堂提問、答疑、課后作業(yè)、學(xué)生互動(dòng)和課程論文等納入平時(shí)成績。在平時(shí)成績中，還要加大課堂討論和課堂提問在平時(shí)成績中的比重。這樣，既體現(xiàn)了公平性，又增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)，開擴(kuò)了學(xué)生的思維，培養(yǎng)了學(xué)生思考問題、分析問題和解決問題等多方面培養(yǎng)的能力，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)性。
（3）引入“一紙開卷”?！耙患堥_卷”是指在考試開始前兩周由系部統(tǒng)一發(fā)給學(xué)生印有“自動(dòng)控制原理考試專用紙”字樣的試卷紙，學(xué)生可在試卷紙上書寫與考試內(nèi)容有關(guān)的公式、內(nèi)容等，考試時(shí)允許帶進(jìn)考場(chǎng)。[3] 考試結(jié)束后與試卷一起上交，否則視為作弊處理。
采用“一紙開卷”考核的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下2個(gè)方面：（1）可有效避免學(xué)生死記硬背公式和知識(shí)點(diǎn)，減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)。自動(dòng)控制原理課程具有理論性強(qiáng)、含有大量公式和圖形曲線等特點(diǎn)。采用“一紙開卷”的考試形式，學(xué)生可以不用死記硬背公式，可以把大量時(shí)間和精力放在知識(shí)點(diǎn)的理解和歸納總結(jié)上，有利于提高學(xué)生分析和主動(dòng)思考的能力。（2）有利于減小作弊的幾率，端正考風(fēng)?？荚嚽?，學(xué)生通過自動(dòng)控制原理考試專用紙把需要記憶的公式、基本概念和歸納總結(jié)的知識(shí)點(diǎn)寫下來，這樣，考試時(shí)，部分基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)成績較差的學(xué)生基本上不需要攜帶一些采用閉卷考試時(shí)常用的作弊小抄，而且也有利于調(diào)節(jié)學(xué)生的考場(chǎng)氣氛，緩解考試時(shí)的緊張。
（4）加強(qiáng)考核反饋機(jī)制?？己说哪康?，是為了檢查學(xué)生是否掌握所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。考核結(jié)束后，要形成反饋機(jī)制，及時(shí)的把考核結(jié)果反饋給學(xué)生，完善學(xué)生知識(shí)點(diǎn)的理解。特別在過程考核時(shí)，比如，在學(xué)生完成課后作業(yè)、課堂測(cè)試和課程論文后，教師要及時(shí)的根據(jù)完成情況，對(duì)學(xué)生解題或理解錯(cuò)誤問題進(jìn)行案例講解，對(duì)重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)特別強(qiáng)調(diào)，要求學(xué)生及時(shí)修改錯(cuò)誤，加強(qiáng)和完善知識(shí)點(diǎn)的理解。
3 結(jié)語
在獨(dú)立學(xué)院學(xué)生教學(xué)過程中，自動(dòng)控制原理考核改革還任重而道遠(yuǎn)，但教師應(yīng)圍繞以培養(yǎng)一線應(yīng)用型人才為理念的原則，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向現(xiàn)代社會(huì)的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)所需的復(fù)合應(yīng)用型人才。實(shí)行“一紙開卷”和加強(qiáng)課程過程考核相結(jié)合的考核思路，推動(dòng)了教學(xué)改革，促進(jìn)了學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)能力，加強(qiáng)了學(xué)生的創(chuàng)新和綜合應(yīng)用能力，避免了過去傳統(tǒng)考試模式作弊、臨時(shí)抱佛腳、單純應(yīng)付考試和只要60分及格等心里和行為，提高教學(xué)質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
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