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)改革包括一個國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、新思想和創(chuàng)造新事物的能力。時代呼喚創(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重要課題�！蹲詣涌刂圃怼肥亲詣踊瘜I(yè)的核心課程，為了全面提高教學(xué)質(zhì)量，本文就“自動控制原理”的課堂教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容和實驗等進(jìn)行了研究和探討。有意識的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法，努力為學(xué)生的創(chuàng)新實踐提供平臺，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；創(chuàng)新思維；創(chuàng)新技能；自動控制原理
面對當(dāng)今世界日新月異的科技發(fā)展形勢和復(fù)興強(qiáng)國的歷史使命，黨中央繼2005年提出“建設(shè)創(chuàng)新型國家”的發(fā)展戰(zhàn)略后，又于的中國共產(chǎn)黨第十七次代表大會中進(jìn)一步明確提出：“提高自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家。這是國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心，是提高綜合國立的關(guān)鍵。”由此可見，開拓創(chuàng)新意識、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
近些年來用人單位進(jìn)行人才招聘過程中，不僅僅著眼于學(xué)生的“成績單”，而是全面考察畢業(yè)生的綜合能力，包括觀察能力、實踐能力、思維創(chuàng)新能力、整合能力和交流能力來進(jìn)行人才的選擇，逐步成為共識。其中，創(chuàng)新能力是個體運用一切已知信息，包括已有的知識和經(jīng)驗等，產(chǎn)生某種獨特、新穎、有社會或個人價值的產(chǎn)品的能力。
隨著科技的迅猛發(fā)展，自動控制技術(shù)在我國各領(lǐng)域及人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用。對于大多數(shù)院校的電子信息類和機(jī)電類等專業(yè)，“自動控制原理”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)院動力工程系的平臺課程面向自動化、測量及控制工程、電氣工程及其自動化、農(nóng)業(yè)電氣化、建筑環(huán)境與設(shè)備工程五個專業(yè)所有本科生開設(shè)。根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)對該課程的教學(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多，教學(xué)過程中涉及的公式推導(dǎo)較為繁瑣，即使理解了推導(dǎo)過程及結(jié)論，但是對于其工程實踐中如何應(yīng)用也沒有掌握。因此學(xué)生對于知識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題，如何利用掌握的知識在以后的工作和學(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，由于我國的教育體制和教育特點所決定的，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，但是，在當(dāng)今的學(xué)生仍然在高考這個基本上以分?jǐn)?shù)論成敗的“指揮棒”下無法真正的解放出來，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，一是我國本科生的培養(yǎng)規(guī)模在現(xiàn)階段和社會的需求產(chǎn)生了矛盾，另外更重要的恐怕就是本科生的動手、創(chuàng)新能力與高職教育等注重實踐教學(xué)所培養(yǎng)出來的學(xué)生之間是有差距的。
在我國高等教育現(xiàn)階段，仍然存在這樣一些突出問題，例如，重知識的傳授，輕能力的培養(yǎng)。能力體現(xiàn)在學(xué)習(xí)具體的知識以后在具體的實踐或工作中靈活地運用，知識的遷移，以及新知識、新方法的創(chuàng)造，而創(chuàng)新能力包括創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新技能等三部分。自動控制原理是很多專業(yè)的重要基礎(chǔ)課，對后續(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)過程中如何培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、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
由于自動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，無論采用板書或者多媒體的方式，學(xué)生接受起來都感覺枯燥，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)過程中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，帶著問題來聽課，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，將其計入平時成績的考察項目當(dāng)中，并逐步加大平時成績在綜合成績當(dāng)中的比例，避免部分學(xué)生平時不用功，考試前針對考試重點，“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。一個人要想創(chuàng)新，首先要有創(chuàng)新意識，要敢于創(chuàng)新，這就需要努力突破自己的思維定時和思維障礙，只有突破了以往老的框架，不拘泥于某種結(jié)論和形式，從實際出發(fā)，才能發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新點，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)計等內(nèi)容。
建立合理的控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型是對其展開性能分析和設(shè)計的基礎(chǔ)，所以在這部分應(yīng)該首先避免介紹過多的對象和例題，避免學(xué)生抓不住重點，一定要選取典型對象，如二階無源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)行對比，得出雖然對象特性完全不同，但是其數(shù)學(xué)模型的形式卻可以相似甚至相同。在進(jìn)行動態(tài)方框圖和信號流圖的介紹時也能利用上述對象展開，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容非常有針對性并且容易理解。
在針對系統(tǒng)穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性進(jìn)行系統(tǒng)性能分析的時候，無論采用時域分析法、跟軌跡分析法和頻域分析法，都可以引入Matlab這個工具。時域分析法中在進(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，并驗證了勞斯穩(wěn)定判據(jù)的結(jié)論。典型環(huán)節(jié)的動態(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）和對數(shù)開環(huán)頻率特性曲線（即伯德圖）的時候，適時引入nyquist()和bode()命令與手工繪制的圖對比，同樣可以使學(xué)生既掌握了Matlab這個工具，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的各種命令來穿插介紹，讓學(xué)生明白Matlab是幫助我們分析問題的工具而已，并不能代替我們的主觀能動性。同時，在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好并對這門課非常感興趣的同學(xué)中間，開展綜合性的自動控制原理的仿真實驗，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。
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創(chuàng)新不僅是一種復(fù)雜的思維活動，而且是一種需要創(chuàng)新技能的實踐活動。創(chuàng)新能力主要由提出問題、分析問題和解決問題這三種能力構(gòu)成，并通過創(chuàng)新實踐的過程和創(chuàng)新實踐的活動等體現(xiàn)出來，因此能提高動手能力的實驗就顯得非常重要。
我校以前主要開展兩個實驗，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手能力的實驗，這和我們希望對這門理論性課程加強(qiáng)其實踐性的初衷是一致的，所以以自動控制原理教學(xué)改革為契機(jī)，在上學(xué)期部分專業(yè)增加兩個實驗，分別是隨動系統(tǒng)的靜、動態(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，說明我們的改革方向是正確的。
三、結(jié)論
21世紀(jì)是市場經(jīng)濟(jì)不斷完善和只是經(jīng)濟(jì)快速崛起的時代，這一時代最顯著的特征和靈魂就是創(chuàng)新，正如江澤民同志所說：“創(chuàng)新是一個民族進(jìn)步的靈魂，是國家的興旺發(fā)達(dá)的不竭動力�！�
教學(xué)實踐表明，通過這些改革，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、主動性，增強(qiáng)了分析問題與解決問題的能力，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)生對自動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)奠定了堅實基礎(chǔ)。
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