《控制工程基础》教学改革

[摘要]《控制工程基础》是机械类及相关专业的技术基础课，涉及的知识面广、学习难度大、理论性强。引入工程教育论证理念，通过优化课程教学内容、与其他课程融合、改革课程考核方法等措施，对本课程的教学进行初步探索和教学改革。

[关键词]控制工程；工程教育论证；课程融合；教学改革

1《控制工程基础》课程教学改革的必要性

《控制工程基础》是机械类专业必修的一门专业基础课程。它把控制论融入到机械工程领域，培养学生运用控制理论的基本原理来解决机械工程中实际问题的一门学科。该课程在整个专业课程中起到了一个承前启后的作用，是为日后学生成为工程测试人员必备的骨干课程。《控制工程基础》在介绍控制理论的基本原理和基本概念的同时，以机械系统、电网络系统为背景，阐明了控制理论在工程中的应用。《控制工程基础》作为一门机械类专业的技术基础课程在各理工科高校中广泛开设，为进一步提高工程教育质量，开展工程教育专业认证工作，把培养目标和毕业出口要求作为导向，专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并建立专业持续改进机制以保证专业教育质量和专业教育活力。

2教学改革的举措

2.1根据工程教育论证的评价体系修订课程的教学目标

本课程是学生毕业后从事机械工程控制必备的基础知识，对照工程教育论证的评价体系学生毕业时应该具备的知识、能力、素质，修订和完善本课程的教学目标如下：掌握控制理论的基本概念及有关基本术语和定义，理解机械控制工程研究的对象和研究方法，具备将控制工程基础理论知识应用于机械工程领域复杂工程问题的描述和解释的能力；掌握经典控制论的基本原理、基本方法，训练分析研究机械工程中有关信息的传递、反馈及控制的能力；培养一般控制系统的分析和设计能力，并具备通过文献查阅、分析或实验、实践等手段对不同系统方案的合理性与局限性作出客观比较与评价的能力；掌握常用的机电一体化的新技术和新方法，具备确定设计目标和任务的分析能力

2.2明确教学主线

教学过程中一定要抓住“建立控制系统的动态数学模型，分析其稳定性、准确性、快速性”这条教学主线，明确课程内容主要讲授的6个章节及其相互间的关联性，让学生把抽象复杂的联系起来形成以下共识：绪论是让学生对控制系统有一个整体认识；控制系统的数学模型建立，运用动力学、电学及专业知识，建立机械系统、电网络的微分方程、传递函数与系统方框图；时域分析是研究控制系统性能的一种方法，运用传递函数求解系统在某一信号作用下的输出响应，计算和分析其性能指标；频域分析是研究控制系统性能的另一种方法，令传递函数中的s=jω，则系统可在频率域内分析，绘制奈奎斯特图和Bode图，分析系统性能；稳定性分析是研究控制系统的首要条件，利用传递函数的系数、奈奎斯特图和Bode图都可判断系统稳定性；误差分析是研究控制系统的准确性，理清误差与偏差的关系，系统在各种信号作用下的稳态误差的分析与计算。

2.3优化教学内容

课程教学内容的优化紧密围绕本课程的教学目标和教学要求，要正确处理好学时少、内容多、基本要求不能降低的矛盾。在课程内容组织上循序渐进，逐步深化，突出讲解控制理论基本概念、系统数学建模、时域响应分析、频率特性分析、系统稳定性分析及系统误差分析等重点部分。教学中紧密联系工程生产实际，侧重讲解基本规律的理解、应用及其相互联系，减少一些定理和公式的详细推演，或把复杂抽象的公式及推理，换成简单易懂的案例表述，便于学生理解和接收，比如讲解劳斯判据是基于特征方程式的根和系数关系建立时，以方程x2+3x+2=0为例更易让学生理解。将MATLAB、Simulink应用于《控制工程基础》课程教学中，在教学穿插演示二阶系统的响应分析、系统的稳定性分析、奈奎斯特图、Bode图、SIMULINK仿真。

2.4与其他课程教学融合

在课程教学中，积极与机械专业其他任课老师沟通，寻求其他课程中与控制相关能扩展的内容，采用课程间的互相融合教学，实现课程之间的相关衔接。让学生拓宽思维，积极思考，把专业的各课程相互联系起来，形成实际工程的完整体系，提高综合应用能力。

2.5改革课程考核体系

考核方式采用平时成绩和课程考试相结合的形式对学生课程成绩进行综合评定。平时成绩占30%包括课程作业和小论文情况，课程作业考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度。小论文分析行业前沿发展，查阅文献资料、整理、分析比较，主题部分引用和评述代表性强、具有科学性和创造性的文献。考试占70%，题型主要以客观题、分析题、计算题、作图题、综合题为主。

3结语

通过将工程教育理念引入《控制工程基础》课程的教学中，围绕教学主线，紧密联系工程生产实际优化教学内容，注重与其他课程的融合，改革课程考核体系，实现培养目标，提高课程的教学质量。

【参考文献】

[1]李大勇，林海鹏，张鸿艳，等.“控制工程基础”课程教学模式的研究与探索[J].中国电力教育，2013（29）：51-52.

[2]王伟，王宪磊.基于工程教育理念的《控制工程基础》课程教学改革探索[J].农业网络信息，2016（7）：141-143.

[3]邵强，葛平淑，张江燕，等.《控制工程基础》课程的教学改革与探索[J].高教学刊，2017（3）：116-117.

作者：许晓琴 凌福林 单位：盐城工学院 机械工程学院