試析創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下的《自控原理》教學(xué)改革論文
教學(xué)改革包括一個(gè)國(guó)家教育制度等方面的改革，狹義上指學(xué)校的教學(xué)改革，包括教學(xué)方法、教學(xué)手段、教學(xué)模式等方面的改革。以下是小編收集的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下的《自控原理》教學(xué)改革論文相關(guān)內(nèi)容，歡迎查看！
試析創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式下的《自控原理》教學(xué)改革
論文摘要：創(chuàng)新能力是人們產(chǎn)生新認(rèn)識(shí)、新思想和創(chuàng)造新事物的能力。時(shí)代呼喚創(chuàng)新人才,培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力已成為高等教育的一個(gè)重要課題。《自動(dòng)控制原理》是自動(dòng)化專業(yè)的核心課程，為了全面提高教學(xué)質(zhì)量，本文就“自動(dòng)控制原理”的課堂教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)等進(jìn)行了研究和探討。有意識(shí)的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法，努力為學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐提供平臺(tái)，引導(dǎo)學(xué)生全面提高創(chuàng)新能力。
論文關(guān)鍵詞：創(chuàng)新意識(shí)；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新技能；自動(dòng)控制原理
面對(duì)當(dāng)今世界日新月異的科技發(fā)展形勢(shì)和復(fù)興強(qiáng)國(guó)的歷史使命，黨中央繼2005年提出“建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家”的發(fā)展戰(zhàn)略后，又于的中國(guó)共產(chǎn)黨第十七次代表大會(huì)中進(jìn)一步明確提出：“提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家。這是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的核心，是提高綜合國(guó)立的關(guān)鍵。”由此可見，開拓創(chuàng)新意識(shí)、培養(yǎng)創(chuàng)新能力是多么重要和緊迫的任務(wù)。
一、創(chuàng)新人才培養(yǎng)的必要性
近些年來(lái)用人單位進(jìn)行人才招聘過(guò)程中，不僅僅著眼于學(xué)生的“成績(jī)單”，而是全面考察畢業(yè)生的綜合能力，包括觀察能力、實(shí)踐能力、思維創(chuàng)新能力、整合能力和交流能力來(lái)進(jìn)行人才的選擇，逐步成為共識(shí)。其中，創(chuàng)新能力是個(gè)體運(yùn)用一切已知信息，包括已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)等，產(chǎn)生某種獨(dú)特、新穎、有社會(huì)或個(gè)人價(jià)值的產(chǎn)品的能力。
隨著科技的迅猛發(fā)展，自動(dòng)控制技術(shù)在我國(guó)各領(lǐng)域及人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。對(duì)于大多數(shù)院校的電子信息類和機(jī)電類等專業(yè)，“自動(dòng)控制原理”課程都是本科階段一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程，華北電力大學(xué)科技學(xué)院動(dòng)力工程系的平臺(tái)課程面向自動(dòng)化、測(cè)量及控制工程、電氣工程及其自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)電氣化、建筑環(huán)境與設(shè)備工程五個(gè)專業(yè)所有本科生開設(shè)。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)對(duì)該課程的教學(xué)反饋，大多數(shù)學(xué)生感到，該課程理論性的闡述和抽象的概念過(guò)多，教學(xué)過(guò)程中涉及的公式推導(dǎo)較為繁瑣，即使理解了推導(dǎo)過(guò)程及結(jié)論，但是對(duì)于其工程實(shí)踐中如何應(yīng)用也沒有掌握。因此學(xué)生對(duì)于知識(shí)的掌握如果僅局限于背結(jié)論、套公式、做題，如果僅局限于應(yīng)試性的學(xué)習(xí)方法，沒有掌握如何分析問(wèn)題，如何利用掌握的知識(shí)在以后的工作和學(xué)習(xí)及生活中靈活的應(yīng)用的層面上，對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)思想和方法進(jìn)行改革，就顯得非常迫切和重要。
多年來(lái)，由于我國(guó)的教育體制和教育特點(diǎn)所決定的，從小學(xué)到中學(xué)再到高中階段，基本上以應(yīng)試教育為主，即便多年來(lái)教育界一直試圖改變這種現(xiàn)狀，在部分學(xué)校進(jìn)行改革，進(jìn)行素質(zhì)教育的`試點(diǎn)，但是，在當(dāng)今的學(xué)生仍然在高考這個(gè)基本上以分?jǐn)?shù)論成敗的“指揮棒”下無(wú)法真正的解放出來(lái)，釋放天性，而且在多年的應(yīng)試教育的大環(huán)境下，大多數(shù)學(xué)生的創(chuàng)新思維逐步被扼殺，創(chuàng)新能力逐步下降，“高分低能”現(xiàn)象仍然突出，因此媒體經(jīng)常報(bào)道諸如本科生就業(yè)率不如高職、技校生，甚至薪酬還不及有些“藍(lán)領(lǐng)”工人，背后的原因，一是我國(guó)本科生的培養(yǎng)規(guī)模在現(xiàn)階段和社會(huì)的需求產(chǎn)生了矛盾，另外更重要的恐怕就是本科生的動(dòng)手、創(chuàng)新能力與高職教育等注重實(shí)踐教學(xué)所培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生之間是有差距的。
在我國(guó)高等教育現(xiàn)階段，仍然存在這樣一些突出問(wèn)題，例如，重知識(shí)的傳授，輕能力的培養(yǎng)。能力體現(xiàn)在學(xué)習(xí)具體的知識(shí)以后在具體的實(shí)踐或工作中靈活地運(yùn)用，知識(shí)的遷移，以及新知識(shí)、新方法的創(chuàng)造，而創(chuàng)新能力包括創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能等三部分。自動(dòng)控制原理是很多專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，對(duì)后續(xù)專業(yè)課的的良好掌握和理解有非常重要的影響，因此在教學(xué)過(guò)程中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能就顯得尤為突出和緊迫。"
二、在教學(xué)過(guò)程中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力
（一）啟發(fā)式教學(xué)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)
由于自動(dòng)控制原理這門課程本身涉及到眾多的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)等內(nèi)容，在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中，基本上是按照教材的順序進(jìn)行講解，無(wú)論采用板書或者多媒體的方式，學(xué)生接受起來(lái)都感覺枯燥，因此必須改變傳統(tǒng)的這種教學(xué)模式。課題組在教學(xué)過(guò)程中改變了多年的講課模式，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，在每節(jié)課之前都布置相應(yīng)的思考題，讓學(xué)生在課下進(jìn)行預(yù)習(xí)并完成思考題，讓學(xué)生在預(yù)習(xí)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題，帶著問(wèn)題來(lái)聽課，根據(jù)學(xué)生的教學(xué)反饋，課堂授課效果大大提高。當(dāng)然在教學(xué)過(guò)程中，要注意監(jiān)督學(xué)生預(yù)習(xí)和思考題作業(yè)的完成情況和效果，將其計(jì)入平時(shí)成績(jī)的考察項(xiàng)目當(dāng)中，并逐步加大平時(shí)成績(jī)?cè)诰C合成績(jī)當(dāng)中的比例，避免部分學(xué)生平時(shí)不用功，考試前針對(duì)考試重點(diǎn)，“突擊”高分的情況。
(二）改革課堂內(nèi)容，培養(yǎng)創(chuàng)新思維
創(chuàng)新思維是提高創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。一個(gè)人要想創(chuàng)新，首先要有創(chuàng)新意識(shí)，要敢于創(chuàng)新，這就需要努力突破自己的思維定時(shí)和思維障礙，只有突破了以往老的框架，不拘泥于某種結(jié)論和形式，從實(shí)際出發(fā)，才能發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點(diǎn)，提出創(chuàng)新方案，才能有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明、有所創(chuàng)造、有所創(chuàng)新。自動(dòng)控制原理涉及控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的建立、系統(tǒng)性能分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容。
建立合理的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是對(duì)其展開性能分析和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所以在這部分應(yīng)該首先避免介紹過(guò)多的對(duì)象和例題，避免學(xué)生抓不住重點(diǎn)，一定要選取典型對(duì)象，如二階無(wú)源RC電網(wǎng)絡(luò)和雙容水箱，分別求取其數(shù)學(xué)模型：微分方程、傳遞函數(shù)，并進(jìn)行對(duì)比，得出雖然對(duì)象特性完全不同，但是其數(shù)學(xué)模型的形式卻可以相似甚至相同。在進(jìn)行動(dòng)態(tài)方框圖和信號(hào)流圖的介紹時(shí)也能利用上述對(duì)象展開，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容非常有針對(duì)性并且容易理解。
在針對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性進(jìn)行系統(tǒng)性能分析的時(shí)候，無(wú)論采用時(shí)域分析法、跟軌跡分析法和頻域分析法，都可以引入Matlab這個(gè)工具。時(shí)域分析法中在進(jìn)行間接穩(wěn)定性判據(jù)的介紹即代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)的時(shí)候，可以采用直接在Matlab下利用roots()命令求取系統(tǒng)特征方程的根，解決手工求取高階代數(shù)方程的不便，并驗(yàn)證了勞斯穩(wěn)定判據(jù)的結(jié)論。典型環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)性能分析，引入step()命令，更加直觀的能求取其各種性能指標(biāo)，比起推導(dǎo)公式進(jìn)行計(jì)算要容易和直觀。根軌跡分析法中，在介紹完繪制一般跟軌跡的繪制依據(jù)和法則以后，也可以引入Matlab下的rlocus()命令畫精確的跟軌跡圖，和手工繪制粗略的圖進(jìn)行對(duì)比，更容易讓學(xué)生直觀地接受和理解。在頻域分析法中，由于其更加抽象，不容易被接受和理解，所以在繪制開環(huán)系統(tǒng)的頻率特性曲線，如奈奎斯特曲線（即奈氏圖）和對(duì)數(shù)開環(huán)頻率特性曲線（即伯德圖）的時(shí)候，適時(shí)引入nyquist()和bode()命令與手工繪制的圖對(duì)比，同樣可以使學(xué)生既掌握了Matlab這個(gè)工具，又能開拓創(chuàng)新思維。
在引入Matlab仿真工具方面，我們要注意，一定要在學(xué)生已經(jīng)對(duì)系統(tǒng)的分析方法基本掌握的基礎(chǔ)上再適當(dāng)?shù)囊隡atlab的各種命令來(lái)穿插介紹，讓學(xué)生明白Matlab是幫助我們分析問(wèn)題的工具而已，并不能代替我們的主觀能動(dòng)性。同時(shí)，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好并對(duì)這門課非常感興趣的同學(xué)中間，開展綜合性的自動(dòng)控制原理的仿真實(shí)驗(yàn)，努力提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并拓展學(xué)生的創(chuàng)新能力。
（三）改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，培養(yǎng)創(chuàng)新技能
創(chuàng)新不僅是一種復(fù)雜的思維活動(dòng)，而且是一種需要?jiǎng)?chuàng)新技能的實(shí)踐活動(dòng)。創(chuàng)新能力主要由提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題這三種能力構(gòu)成，并通過(guò)創(chuàng)新實(shí)踐的過(guò)程和創(chuàng)新實(shí)踐的活動(dòng)等體現(xiàn)出來(lái)，因此能提高動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)就顯得非常重要。
我校以前主要開展兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，典型環(huán)節(jié)的電模擬及其階躍響應(yīng)分析和典型環(huán)節(jié)的開環(huán)控制、閉環(huán)控制及其穩(wěn)定性分析。根據(jù)學(xué)生的反映，希望能盡量多的開展能提高動(dòng)手能力的實(shí)驗(yàn)，這和我們希望對(duì)這門理論性課程加強(qiáng)其實(shí)踐性的初衷是一致的，所以以自動(dòng)控制原理教學(xué)改革為契機(jī)，在上學(xué)期部分專業(yè)增加兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是隨動(dòng)系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)及其系統(tǒng)矯正和控制系統(tǒng)的頻率特性分析，教學(xué)反饋良好，說(shuō)明我們的改革方向是正確的。
三、結(jié)論
21世紀(jì)是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷完善和只是經(jīng)濟(jì)快速崛起的時(shí)代，這一時(shí)代最顯著的特征和靈魂就是創(chuàng)新，正如江澤民同志所說(shuō)：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是國(guó)家的興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。”
教學(xué)實(shí)踐表明，通過(guò)這些改革，有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。提高了學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，增強(qiáng)了分析問(wèn)題與解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新能力與思維能力，進(jìn)一步加深了學(xué)生對(duì)自動(dòng)控制原理課程基本理論與基本概念的理解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
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