应用型独立院校中《控制工程基础》课程教学体会谈

王博+张阳+梁建农

摘 要：《控制工程基础》课程是机械类及相关专业的主干课程，具有涉及的知识面广、学习难度大、理论性强等特点。本文针对独立院校应用型人才的培养模式，结合自身教学经验，探讨了与传统教学模式比教学思想、方法和内容的变化。

关键词：控制工程；应用型；课程教学

独立学院是按照新的办学机制和培养模式举办的本科层次的高等院校，其中采用培养模式最多的是应用型。应用型是高等教育发展到一定阶段的必然取向，尤其是大众化和普及化的到来，整个高等教育从学术型和研究型转向应用型已是大势所趋。应用型人才的核心是“用”，本质是学以致用，“用”的基础是掌握知识与能力，“用”的对象是社会实践，“用”的目的是满足社会需求，推动社会进步。

《控制工程基础》是机械类及相关专业的主干课程，课程的主要内容是根据控制论的理论基础，以机械工程系统为研究对象的广义系统动力学和科学方法论。该课程在传统教学模式下被认为是理论性极强、难度极高、综合知识程度很高的一门课程；甚至有些老师和同学认为：控制工程基础课程是门纯粹理论的课程，完全没有必要在应用型本科院校里开设这么高难度的理论课程。针对应用型独立学院，笔者结合自身经验谈一下该课程的教学体会。

一、 课程开设基本情况分析

在笔者学校，该课程开设学时为32，课堂学时较少，实验项目涉及内容不多，讲授全部内容难度比较大，而且要求学生在有限时间内消化所学内容并应用，尤其对一些难点、重点内容，掌握起来难度很大。传统的教学模式下，该课程多注重理论知识的讲授，学生很难将所学的知识理解到应用的层次上，更谈不上应用型人才的培养。因此，应用型独立学院中讲授该课程必然要进行一些变化，注重知识和实际应用的结合。

二、 应用型独立学院中教学基本思想

（一） 前期知识的准备

由于课程特点，对先行课程相关知识联系紧密，有必要在绪论中增加一部分前期课程知识的复习，使学生理解和学习起来更加流畅。比如所涉及的工程力学、电工学、大学物理，尤其是高等数学等课程，可以提前说明课程要运用到哪些知识，督促学生在课余时间有针对性的复习。

（二） 教材的选择

传统教学和培养模式中，该课程注重理论学习，所使用的教材深度和难度都极大，比如：华中科技大学出版社，杨叔子主编的《机械工程控制基础》；而且对于独立学院的学生来说，学习起来难度很大。因此，适用应用型人才培养模式的教材，必须要将理论知识简化，并附有一定应用实例。笔者学校就参与主编针对应用型人才培养模式的教材，知识点全而简单，而且配合实例讲授，学生更加容易理解。

（三） 教学主线的明确

教学过程中一定要抓住“稳定性、准确性、快速性”这条控制系统要求的主线。一般来说，课程内容主要讲授6个章节，每个章节内容其实都是相互关联的，体现如下：

（1）绪论是让学生对系统尤其是控制系统进行整体认识；（2）传递函数是研究控制系统的数学模型；如何通过前期课程知识分析的微分方程，得到一个控制系统的传递函数？（3）时域分析是研究控制系统性能的一种方法；怎么利用传递函数进行时域分析？怎样利用时域分析评价系统性能？（4）频域分析是研究控制系统性能的另外一种方法；怎么由實数域的传递函数转变成复数域的频率特性？怎么利用频率特性绘制奈奎斯特图和Bode图；奈奎斯特图能体现系统哪些性能？Bode图能体现系统哪些性能？（5）稳定性是研究控制系统的一个目的。利用传递函数怎么判断系统稳定性？利用奈奎斯特图怎样判断系统稳定性？利用Bode图，怎样判断系统稳定性？

（四） 教学方法及内容的变化

有一位置随动系统，方框图为图a，Mp≤5%当系统输入单位阶跃函数时，1）校核该系统的各参数是否满足要求？2）在原系统中增加一微分负反馈，如图b所示，求微分反馈的时间常数τ。

传统的教学方法，注重理论讲授，对于实践及应用的认识和重视度不够，导致学生失去学习兴趣。其实笔者调查了一部分学生，发现学生不是不想学习课程，而是觉得课程内容太抽象，不知道在实际中有怎样的应用。因此，在课程教学的过程中，一定要强调理论应用的实际意义，尽量结合现实中的例子。

如图1例题是关于二阶振荡系统时间响应性能指标的常规题目。讲授过程中可以将其引入到汽车悬挂系统设计的问题上。悬挂系统需要在汽车行驶过程中保持有效的抗震性能，也就是遇到颠簸时最大超调量不宜过大，否则乘客会感觉很不舒适。设计师先设计了a方案，通过计算检验是否满足要求；如果不满足要求，增加怎样的微分负反馈环节，可以使设计的悬挂系统满足要求。通过这种具体事例表述的方式，学生接受起来就容易的多。

三、 总结

对于应用型独立院校，怎样培养高素质应用型人才已经成为迫在眉睫的问题。解决培养问题，就要抓住教学的各个环节，尽可能将课程内容和教学思路转向应用。笔者根据《控制工程基础》教学经验，探讨了如何改变教学思想，将知识与事例结合，来激发学生的学习兴趣，以达到培养应用型人才的目的。

参考文献：

[1]王建华.高等教育的应用性[J].《教育研究》，2013年第4期.

[2]吴中江，黄成亮.应用型人才内涵及应用型本科人才培养[J].《高等工程教育研究》，2014年第2期.

[3]杜艳红，刘源，于亚萍.浅谈“控制工程基础”课程教学[J].《科技创新导报》，2009年第10期.

[4]王伟，申爱明.控制工程基础课程教学改革研究与探索[J].《安徽师范大学学报》[J].2007年3月.endprint