提高“機(jī)械工程控制基
“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”課程是河南理工大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院(以下簡(jiǎn)稱“我院”)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、機(jī)械電子工程、測(cè)控技術(shù)與儀器、熱能與動(dòng)力工程、車輛工程共五個(gè)專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程。該課程在這些專業(yè)的知識(shí)體系中起到承前啟后的作用,它緊密聯(lián)系和應(yīng)用先修課程,如高等數(shù)學(xué)、復(fù)變函數(shù)與積分變換、電工電子等,并為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下控制理論基礎(chǔ)。該課程主要圍繞“系統(tǒng)”、“反饋”等經(jīng)典控制理論的概念進(jìn)行講解,所研究的問(wèn)題具有普遍的工程實(shí)踐價(jià)值,有利于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生樹(shù)立“系統(tǒng)”和“反饋控制”思想,為學(xué)生運(yùn)用控制理論分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題奠定基礎(chǔ)。
“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”以反饋控制理論為核心,突出基本概念和方法,介紹控制系統(tǒng)建模方法,線性系統(tǒng)的時(shí)域、頻域和根軌跡的分析和設(shè)計(jì)方法。因此,該課程理論性強(qiáng),涉及數(shù)學(xué)、物理、電工等多方面的知識(shí),比較抽象,是一門具有一定深度和難度的課程。[1]在高校學(xué)生數(shù)量不斷增加、學(xué)生質(zhì)量參差不齊、教學(xué)學(xué)時(shí)不斷壓縮的情況下,如何提高教學(xué)質(zhì)量,加強(qiáng)反饋控制理論基本概念和方法的理解,增強(qiáng)學(xué)生系統(tǒng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力,是擺在全體教師面前一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
在這幾年的教學(xué)摸索中,我們不斷克服教學(xué)中遇到的問(wèn)題,總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),改善教學(xué)質(zhì)量。主要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)踐環(huán)節(jié)和考核制度四個(gè)方面完善教學(xué)環(huán)節(jié),教學(xué)質(zhì)量得到穩(wěn)步提升,學(xué)生的滿意度也越來(lái)越好。
一、完善教學(xué)內(nèi)容
完善教學(xué)內(nèi)容以學(xué)生能夠輕松快樂(lè)地學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)所教授的知識(shí)為主要原則。為了保證教學(xué)效果,在教材選擇、教學(xué)內(nèi)容編排等方面進(jìn)行了改善。
1.教材選擇
教材是學(xué)生進(jìn)行課程學(xué)習(xí)的主要工具,是學(xué)生課本文由論文聯(lián)盟收集整理前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)的重要參考資料。因此教材的優(yōu)劣一定程度上影響著學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。[2]根據(jù)各專業(yè)的不同特點(diǎn),編寫(xiě)了適合機(jī)械類各專業(yè)的通用性教材。根據(jù)學(xué)生的不同基礎(chǔ),注重學(xué)生接受能力和上課質(zhì)量,編寫(xiě)不同的教案,有針對(duì)性講解課程核心內(nèi)容。
在給獨(dú)立學(xué)院上課時(shí),發(fā)現(xiàn)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)薄弱,復(fù)變函數(shù)和積分變換學(xué)得也不是太扎實(shí),因此在講解系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型之前,首先給這部分學(xué)生單獨(dú)補(bǔ)習(xí)一階微分方程的求解,然后再將“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”中用到的傅里葉變換和拉普拉斯變換,從概念到例題詳細(xì)講述一遍,以便于這部分基礎(chǔ)較差的學(xué)生能輕松順利接受控制理論中的基本概念和知識(shí)。
2.教學(xué)內(nèi)容編排
隨著本科教學(xué)的不斷改革,我院“機(jī)械工程控制基礎(chǔ)”的上課學(xué)時(shí)逐漸被壓縮,由最初的48學(xué)時(shí)削減到32學(xué)時(shí)(含4學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)課程)。教學(xué)中出現(xiàn)了上課學(xué)時(shí)和授課任務(wù)量的嚴(yán)重矛盾沖突。這對(duì)教師的專業(yè)知識(shí)水平和授課水平提出了更高的要求。
為解決上課學(xué)時(shí)少的突出矛盾,從學(xué)生和教師兩方面逐步著手解決。積極拓展學(xué)生的課外學(xué)習(xí)和實(shí)踐,布置一定量難度適中的課外習(xí)題作業(yè)和上機(jī)實(shí)踐作業(yè),督促學(xué)生深刻理解上課時(shí)講授的概念和方法,通過(guò)課外作業(yè)進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)、強(qiáng)化學(xué)習(xí)。同時(shí),教師在深刻分析教材知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,把握教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題,有效實(shí)施重點(diǎn)教學(xué)。重點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題要從概念到例題,一點(diǎn)點(diǎn)分析推導(dǎo),詳細(xì)闡述每個(gè)細(xì)節(jié)和要求。講授內(nèi)容遵循從簡(jiǎn)單到復(fù)雜的基本規(guī)律,讓學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平循序漸進(jìn),逐步提高。對(duì)于較為簡(jiǎn)單的教學(xué)內(nèi)容,則通過(guò)例題和提問(wèn)的方式展開(kāi)與學(xué)生的討論,讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主動(dòng)者,增強(qiáng)學(xué)習(xí)質(zhì)量和效果。
在教學(xué)內(nèi)容的組織上,循序漸進(jìn),逐步深化,強(qiáng)調(diào)基本概念的理解和應(yīng)用,減少一些定理和公式的太細(xì)推導(dǎo)。在教學(xué)過(guò)程中,網(wǎng)站源碼下載,重點(diǎn)講授經(jīng)典控制理論的主要內(nèi)容,注重知識(shí)體系的完整和工程問(wèn)題的應(yīng)用分析,理論聯(lián)系實(shí)際,例如將電路系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等模型的分析引入課堂中來(lái),提高學(xué)生們靈活運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力。課程進(jìn)行中,穿插講授MATLAB語(yǔ)言在本課程中的運(yùn)用。讓學(xué)生們能夠動(dòng)起手來(lái),用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)公式的推導(dǎo)、計(jì)算和仿真,提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)樂(lè)趣和成就感。
二、改善教學(xué)方法
改善教學(xué)方法以提升學(xué)生的課堂授課效果為主要原則。改善教學(xué)方法主要包括改善教學(xué)手段和采用新穎的教學(xué)方法,如啟發(fā)式、討論式和激勵(lì)式教學(xué)方法。
1.改善教學(xué)手段
目前主要的課堂教學(xué)手段有板書(shū)和電子講義兩種方式。
減少板書(shū)的時(shí)間,提高課堂效率,采用多媒體教室授課,引入MATLAB等計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)工具。多年來(lái),根據(jù)我們編寫(xiě)的教材和教案,不斷完善電子講義,授課內(nèi)容涵蓋經(jīng)典控制理論的全部?jī)?nèi)容,豐富了課堂的信息量。充分發(fā)揮Powerpoint的演示功能,針對(duì)課堂中的重點(diǎn)和難點(diǎn),采用了不同顏色和字號(hào)的字體和線條,便于學(xué)生及時(shí)抓住重點(diǎn)和難點(diǎn),跟上課堂進(jìn)度。對(duì)于課程中的系統(tǒng)方框圖的簡(jiǎn)化、Nyquist圖、Bode圖的繪制等,采用Powerpoint的動(dòng)畫(huà)功能和MATLAB軟件輔助完成,讓整個(gè)電子講義“活”起來(lái),課堂內(nèi)容充實(shí)起來(lái),而不僅僅是知識(shí)的灌輸。
每頁(yè)幻燈片的排版要清晰、整齊、規(guī)范,文字精煉扼要,多用圖片和動(dòng)畫(huà)。讓學(xué)生直接觀測(cè)到復(fù)雜的時(shí)域響應(yīng)曲線、頻率響應(yīng)曲線以及奈奎斯特曲線,加深對(duì)概念的理解和掌握。在講解某些公式推導(dǎo)和習(xí)題時(shí),當(dāng)Powerpoint不方便闡述時(shí),則采用板書(shū)手寫(xiě)推導(dǎo)和計(jì)算,提高講解效率,也便于學(xué)生跟著教師的思路,深刻領(lǐng)會(huì)這些難懂的知識(shí)點(diǎn)。例如在講解頻率特征量中系統(tǒng)的截止頻率的概念時(shí),結(jié)合圖形和計(jì)算公式,指出幅頻特性的數(shù)值由零頻幅值下降3dB得到的頻率,也就是0.707倍的零頻幅值對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)頻率值,這樣學(xué)生就能夠深刻理解零頻幅值下降3dB和0.707倍的零頻幅值之間的關(guān)系。[3]
本文編號(hào):1058
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