“機械工程控制基礎(chǔ)”課程是河南理工大學(xué)機械與動力工程學(xué)院（以下簡稱“我院”）機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程、測控技術(shù)與儀器、熱能與動力工程、車輛工程共五個專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程。該課程在這些專業(yè)的知識體系中起到承前啟后的作用，它緊密聯(lián)系和應(yīng)用先修課程，如高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、電工電子等，并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下控制理論基礎(chǔ)。該課程主要圍繞“系統(tǒng)”、“反饋”等經(jīng)典控制理論的概念進行講解，所研究的問題具有普遍的工程實踐價值，有利于機械專業(yè)的學(xué)生樹立“系統(tǒng)”和“反饋控制”思想，為學(xué)生運用控制理論分析和解決工程實際問題奠定基礎(chǔ)。
　　“機械工程控制基礎(chǔ)”以反饋控制理論為核心，突出基本概念和方法，介紹控制系統(tǒng)建模方法，線性系統(tǒng)的時域、頻域和根軌跡的分析和設(shè)計方法。因此，該課程理論性強，涉及數(shù)學(xué)、物理、電工等多方面的知識，比較抽象，是一門具有一定深度和難度的課程。[1]在高校學(xué)生數(shù)量不斷增加、學(xué)生質(zhì)量參差不齊、教學(xué)學(xué)時不斷壓縮的情況下，如何提高教學(xué)質(zhì)量，加強反饋控制理論基本概念和方法的理解，增強學(xué)生系統(tǒng)分析問題和解決問題的能力，是擺在全體教師面前一項艱巨的任務(wù)。
　　在這幾年的教學(xué)摸索中，我們不斷克服教學(xué)中遇到的問題，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，改善教學(xué)質(zhì)量。主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)和考核制度四個方面完善教學(xué)環(huán)節(jié)，教學(xué)質(zhì)量得到穩(wěn)步提升，學(xué)生的滿意度也越來越好。
　　一、完善教學(xué)內(nèi)容
　　完善教學(xué)內(nèi)容以學(xué)生能夠輕松快樂地學(xué)習(xí)和領(lǐng)會所教授的知識為主要原則。為了保證教學(xué)效果，在教材選擇、教學(xué)內(nèi)容編排等方面進行了改善。
　　1.教材選擇
　　教材是學(xué)生進行課程學(xué)習(xí)的主要工具，是學(xué)生課本文由論文聯(lián)盟收集整理前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的重要參考資料。因此教材的優(yōu)劣一定程度上影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。[2]根據(jù)各專業(yè)的不同特點，編寫了適合機械類各專業(yè)的通用性教材。根據(jù)學(xué)生的不同基礎(chǔ)，注重學(xué)生接受能力和上課質(zhì)量，編寫不同的教案，有針對性講解課程核心內(nèi)容。
　　在給獨立學(xué)院上課時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱，復(fù)變函數(shù)和積分變換學(xué)得也不是太扎實，因此在講解系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型之前，首先給這部分學(xué)生單獨補習(xí)一階微分方程的求解，然后再將“機械工程控制基礎(chǔ)”中用到的傅里葉變換和拉普拉斯變換，從概念到例題詳細講述一遍，以便于這部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生能輕松順利接受控制理論中的基本概念和知識。
　　2.教學(xué)內(nèi)容編排
　　隨著本科教學(xué)的不斷改革，我院“機械工程控制基礎(chǔ)”的上課學(xué)時逐漸被壓縮，由最初的48學(xué)時削減到32學(xué)時（含4學(xué)時實驗課程）。教學(xué)中出現(xiàn)了上課學(xué)時和授課任務(wù)量的嚴重矛盾沖突。這對教師的專業(yè)知識水平和授課水平提出了更高的要求。
　　為解決上課學(xué)時少的突出矛盾，從學(xué)生和教師兩方面逐步著手解決。積極拓展學(xué)生的課外學(xué)習(xí)和實踐，布置一定量難度適中的課外習(xí)題作業(yè)和上機實踐作業(yè)，督促學(xué)生深刻理解上課時講授的概念和方法，通過課外作業(yè)進一步領(lǐng)會、強化學(xué)習(xí)。同時，教師在深刻分析教材知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，把握教學(xué)重點、難點問題，有效實施重點教學(xué)。重點、難點問題要從概念到例題，一點點分析推導(dǎo)，詳細闡述每個細節(jié)和要求。講授內(nèi)容遵循從簡單到復(fù)雜的基本規(guī)律，讓學(xué)生的認識水平循序漸進，逐步提高。對于較為簡單的教學(xué)內(nèi)容，則通過例題和提問的方式展開與學(xué)生的討論，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主動者，增強學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。
　　在教學(xué)內(nèi)容的組織上，循序漸進，逐步深化，強調(diào)基本概念的理解和應(yīng)用，減少一些定理和公式的太細推導(dǎo)。在教學(xué)過程中，網(wǎng)站源碼下載，重點講授經(jīng)典控制理論的主要內(nèi)容，注重知識體系的完整和工程問題的應(yīng)用分析，理論聯(lián)系實際，例如將電路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等模型的分析引入課堂中來，提高學(xué)生們靈活運用知識解決問題的能力。課程進行中，穿插講授MATLAB語言在本課程中的運用。讓學(xué)生們能夠動起手來，用計算機實現(xiàn)公式的推導(dǎo)、計算和仿真，提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)樂趣和成就感。
　　二、改善教學(xué)方法
　　改善教學(xué)方法以提升學(xué)生的課堂授課效果為主要原則。改善教學(xué)方法主要包括改善教學(xué)手段和采用新穎的教學(xué)方法，如啟發(fā)式、討論式和激勵式教學(xué)方法。
　　1.改善教學(xué)手段
　　目前主要的課堂教學(xué)手段有板書和電子講義兩種方式。
　　減少板書的時間，提高課堂效率，采用多媒體教室授課，引入MATLAB等計算機輔助教學(xué)工具。多年來，根據(jù)我們編寫的教材和教案，不斷完善電子講義，授課內(nèi)容涵蓋經(jīng)典控制理論的全部內(nèi)容，豐富了課堂的信息量。充分發(fā)揮Powerpoint的演示功能，針對課堂中的重點和難點，采用了不同顏色和字號的字體和線條，便于學(xué)生及時抓住重點和難點，跟上課堂進度。對于課程中的系統(tǒng)方框圖的簡化、Nyquist圖、Bode圖的繪制等，采用Powerpoint的動畫功能和MATLAB軟件輔助完成，讓整個電子講義“活”起來，課堂內(nèi)容充實起來，而不僅僅是知識的灌輸。
　　每頁幻燈片的排版要清晰、整齊、規(guī)范，文字精煉扼要，多用圖片和動畫。讓學(xué)生直接觀測到復(fù)雜的時域響應(yīng)曲線、頻率響應(yīng)曲線以及奈奎斯特曲線，加深對概念的理解和掌握。在講解某些公式推導(dǎo)和習(xí)題時，當Powerpoint不方便闡述時，則采用板書手寫推導(dǎo)和計算，提高講解效率，也便于學(xué)生跟著教師的思路，深刻領(lǐng)會這些難懂的知識點。例如在講解頻率特征量中系統(tǒng)的截止頻率的概念時，結(jié)合圖形和計算公式，指出幅頻特性的數(shù)值由零頻幅值下降3dB得到的頻率，也就是0.707倍的零頻幅值對應(yīng)的系統(tǒng)頻率值，這樣學(xué)生就能夠深刻理解零頻幅值下降3dB和0.707倍的零頻幅值之間的關(guān)系。[3]

本文編號：1058