高校机械专业控制工程基础教学探讨

摘要：本文针对控制工程课程的特点并结合笔者实际教学经验，探讨了控制工程教学的一些方法，主要对如何选用教材、教学内容、教学方法、考核模式等方面进行了相关的阐述，并提出了相关见解。将上述方法应用在实际教学中，取得了较好的教学效果。

关键词：控制工程 基础教学 方法 教学质量

“机械工程控制基础”是机械类本科学生必修的一门专业课程，课程研究的主要内容是运用控制论的理论知识，分析机械工程技术中广义系统的动力学问题。该课程将数、理、机、电、力、液等多种学科内容融合在一起，经过学习使学生能够系统地运用控制论相关原理解决机械领域存在的诸多实际问题，其所包含的理论知识是制造业实现信息化、自动化、智能化最根本的一步。本文结合笔者这些年来实际讲授控制工程基础的经验，针对课程教材的选用、教学内容、教学方法和考核模式等相关方面做一些研究探讨。

1教材的选用

教材是学生进行课前学习和课后复习的主要参考资料，是学生学习课程的重要工具。所以，教材选取的优劣会直接影响到学生的学习效果。教材的内容既要符合专业培养目标，同时也能阐明课程的基本知识、理论。在选用教材过程中，我们应该结合不同学科专业的培养方案、培养目标做综合分析。笔者考虑到本专业（机械工程类）学生的实际情况，选用了华中科技大学杨叔子等编著的《机械工程控制基础》作为授课的主要参考教材，该书是普通高等教育“十一五”部级规划和面向21世纪的课程教材，综合了机械工程类人才培养模式和课程体系等多方面研究成果。

2教学内容

现使用教材系统性强、内容详实，但笔者所在机械类专业以应用型专业为主，学院该课程课时相对较少，所以必须结合专业特点，对教学内容进行优化，重点讲述如下五个方面的内容：①机械工程控制基础概述；②控制系统的数学模型；③控制系统的时间响应分析；④控制系统的频率特性分析；⑤控制系统的稳定性。在每一章节授课过程中，我们都有意识的引进机械工程中最新的相关实际控制问题案例，并利用MATLAB软件进行分析演示，增强学生的学习兴趣。

3教学方法

针对传统教学过程中出现的各种问题，我们立足于应用型人才培养的目标，尝试在教学过程中引入一些创新的教学方法。

3.1采用引导式教学方式

当前大多数高校是采用传统的灌输式教学，该方法会导致学生学习主动性较差，主动思考的习惯难以养成。引导式教学是一种具有互动性质的教学方法，它把学生作为学习的主体，引导其主动参与到教学过程中来。引导式教学能较好地启发学生积极思考，通过组织学生在课堂中进行讨论，能形成师生互动的良好课堂氛围，进而提高学生的学习主动性。教师在进行启发式教学过程中，需提前精心准备好问题，这些问题要保证环环相扣。提问时，老师要注意掌控课堂气氛，对回答问题正确的学生给与言语鼓励；对于回答错误的学生，要及时纠正。

3.2合理利用多媒体技术

将图形、声音、视频等多媒体技术应用于教学，多角度调动学生的情绪、注意力和兴趣，能有效突破教学难点。在教学中增加具体实例控制系统（如离心调速机构、液压伺服机构等）的视频、动画等，可使课堂教学生动有趣。对于课程中某些抽象教学内容，比如系统方框图的简化、Bode图以及Nyquist图的绘制等，要采用ppt和MATLAB软件辅助完成，这些能让抽象内容具体化，同时也能使整个讲义活起来。在讲解某些公式推导时，则采用手写板书推导和计算，以便让学生容易跟上老师的思路，掌握这些比较难懂的知识点。

3.3加强实践教学

控制工程基础课程理论性强，在学习过程中，学生普遍感觉“空、虚”，因此在教学中，要注重实际，利用实践教学环节将理论知识应用到实际中去。本课程中安排了时域和频域验证实验，通过利用自动控制工具箱，让学生利用模拟电路搭建各种典型环节和典型系统。在系统中输入不同典型信号，然后通过示波器观测响应曲线。同时，将实验曲线与MATLAB软件仿真曲线进行对比分析。在课程教学同时，还要加强学生综合实践能力的培养，利用开放式实验室，充分发挥学生主观能动性。

4考核模式

该门课程是一门重要的专业基础课，如果单纯采用闭卷方式进行考核不利于反映学生的综合素质和能力。因此，需不断完善考核制度，注重平时和实验考核，实行考核形式多样化。一般学生成绩分配结构是：课堂表现及课后作业成绩20%，实践成绩30%，期考成绩50%。通过这种考核设置，促使学生平时注重课程的学习过程，认真学好每一章节，并及时完成课后作业。同时注意加大实验任务量，加强学生动手能力的培养，以减少学生在实践环节过程中的应付心理倾向。

5结束语

总之，目前国内高校控制工程基础教学还需要在长期的教学实践过程中不断总结经验、改进和完善教学方法。为提高教学质量，应以各相关专业的人才培养目标为中心，从教学内容、教学方法和手段等方面进行改革，以培养具有创新能力的高素质人才。

参考文献：

[1]杨叔子,等.机械工程控制基础(第六版)[M].华中科技大学出版社,2011.

[2]王伟,申爱明.《控制工程基础》课程教学改革研究与探索[J].安徽师范大学(自然科学版),2007,30(2):139-141.

[3]汪雪琴,张贝克,吴重光.开展控制技能仿真实训培养学生创新能力[J].中国大学教学,2008,(7):37-38.

作者：周洪波 郭洪澈 周勇