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对工科自动控制系列课程教学体系的思考

日期:2023-01-24 阅读量:0 所属栏目:智能科技


摘 要:本文首先阐述了自动化学科专业培养目标和课程体系定位,主要介绍了各类不同大学的自动化专业的学科定位。其次即是本文的主要论述重点,即自动控制系列课程教学改革的总体思路。

关键词:自动化控制;课程;教学体系;思考
  一、自动化学科专业培养目标与课程体系定位
  培养目标定位很重要,涉及自动化学科的发展和人才适应市场的需求问题。钱学森认为,MIT是培养优秀工程师的学校,而CIT是培养总工程师的学校。即使像清华与北航同属研究型一类大学,由于行业背景不一,自动化学科专业培养目标和特色亦不相同。因此,对于不同地区、不同层次、不同基础的高等学校,应该有不同的专业培养目标定位、不同的质量要求和标准。
  根据联合国教科文组织对人才培养分类的方法,考虑到所设专业高等教育人才培养的多样性,结合当前我国自动化学科专业高等教育现状,可分为“研究型”、“教学研究型”、 “教学主导型”、“职业技术型(专科自动化类专业)”四种类型。为此,建议自动化学科专业按下述四种类型分别定位。
  1.研究型大学——以培养自动化学术型、学术复合型人才为主,并在工程培养学术与应用复合型、高层次人才;本科是通识为主的专业教育。
  2.教学研究型大——学以培养自动化学术与应用及其复合型人才为主,本科是通识为主或通识与专业并重的教育。
  3.教学主导型大学(一般普通高校)——以培养自动化应用型、复合型人才为主,本科是通识与专业并重的教育。
  4.高等职业学院——以培养自动化类职业应用型、职业应用型复合型人才为主,专科是完全职业专业教育。
  根据不同类型高等学校的定位,制定相应培养目标的培养计划,自动化学科专业课程体系可根据不同类型学校的不同定位进行设置。
  1.以理科为主的综合性大学,以研究控制科学为主,应以自动控制理论、方法、系统建模与设计、先进控制技术为主设计课程体系。
  2.以工科为主的研究型与教学研究型大学,突出信息的控制。以信息的获取、处理、控制、系统设计、先进控制技术为主设计课程体系。
  3.以工科为主的教学主导型大学,应以鲜明的行业为背景,应用控制理论、方法和系统设计为主设计课程体系。
  4.高等职业学校以地方经济或行业服务为宗旨,围绕基本和先进的自动化类职业应用技术理论、方法与实践为核心,构建课程体系。
  二、自动控制系列课程教学改革的总体思路
  (一)摆脱传统观念束缚,重新制定合理的教学计划和教学大纲
  旧的课程体系下,教师单打独斗,互相之间没有真正建立联系和合作,新的专业教学理念提倡团队精神和协同作战。我们在自动控制系列课程教学改革中注重课程体系整体优化,明确课程之间内容的衔接关系,避免不必要的重复和遗漏。组织大家进行调研、讨论,将自动控制系列课程融为一体,相互衔接、相互连贯,重新制定合理的教学计划和教学大纲、实验计划和大纲、综合课程设计的计划和大纲等,然后聘请校内外专家进行评审,最后形成合理的教学计划和大纲。将该系列教学计划和大纲在自动化专业学生中试用并逐渐完善。
  (二)大力整合课程内容,系列课程体系改革应突出“系统理念”
  自动化的核心是控制与系统。为了让学生掌握自动化专业的核心知识,我们按“控制与系统”这一主线安排课程体系。大学阶段的控制理论基础内容,是线性定常单输人单输出(简称单变量)系统理论,它既包括以传递函数为基础的“经典控制理论”,又包括以状态空间模型为基础的“现代控制理论”。不论是“经典”还是“现代”,它们阐述的实质是自动控制的方法论,因此要以控制系统为主线,将“经典”与“现代”有机地结合在一起,既注意它们的各自的特点,又强调它们之间的内在联系,以增强控制理论基础的系统性、完整性和科学性。
  1.以知识单元为主线索进行自动控制系列课程整合,强化课程之间的知识联系,增加、压缩和取消课程或课程内容,以确保相关课程的衔接和知识点的完整性,使课程体系更趋合理。
  2.在课程设置上应该保证做到“控制理论、实践环节、MATLAB语言和外语学习”四个不断线。控制理论不断线:分为自动控制原理、现代控制理论和智能控制等三部分。实践环节不断线:实践环节包括实验、实习、课程设计和毕业设计等。MATLAB语言不断线:在自动控制原理、现代控制理论和智能控制等课程理论教学和实验教学中融人MATLAB语言训练,采用MATLAB软件进行控制系统的分析与校正,增强学生的感性认识,帮助加深理解,以改变教学内容单一的状况。外语学习不断线:由于目前大学英语教学只集中在一、二年级,学生在后两年很多是在应付四、六级英语考试,已经通过考试的学生多数是把外语放在一边。因此在三、四年级的双语教学可以保证外语教学的连续性。我们将逐步在现代控制理论、控制系统仿真等专业课采用双语,使学生一直在外语的环境下学习,有利于提高学生外语的各方面水平和能力。
  3.创建“自动控制原理”精品课程。“自动控制原理”是自动化学科重要的专业基础课,为后续专业课程的学习打下基础,其课程建设十分必要和重要。我校“自动控制原理”由教授主讲,在教学改革中应作为精品课程进行重点建设,不断积累经验,突出特色,使其在系列课程体系中起到示范作用。
  4.教材上应编写或重新选择合理的配套教材。统一选定系列教材或联合编写校内讲义、多媒体教案和辅导资料、实验指导书等。
  5.改革考试模式,将传统的单一考试模式改为多种模式相结合的考试形式。新考试模式将卷面考试、口试和撰写有关课程内容的科学报告相结合,可以更好地检验学生的综合能力和创新能力。
参考文献:
[1]申功璋.自动化学科专业人才培养分类及其定位研究[J].中国大学教学,2005,(3).
[2]姚舜才,樊旭梅.高校自动化专业课程双语教学的探讨与实践[J].中北大学学报(社科版),2005.(l).

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