導(dǎo)語：如何才能寫好一篇電氣工程及其自動化理論知識，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國對于人才的需求在不斷增加，中等職業(yè)學(xué)校作為我國人才培養(yǎng)的重要機構(gòu)，在電氣工程及自動化人才的培養(yǎng)中發(fā)揮著十分重要的作用，電氣工程及自動化是我國未來工業(yè)的發(fā)展方向，但是中職院校在發(fā)展過程中對于電氣工程及自動化教學(xué)的理論建設(shè)和實踐建設(shè)并不重視，這導(dǎo)致了學(xué)生的理論和實踐相脫節(jié)，學(xué)生在畢業(yè)只夠并沒有真正掌握到專業(yè)理論技能和實踐技能，因此，本文旨在對中職院校電氣工程及其自動化進行研究，為整體教學(xué)質(zhì)量的提升提供借鑒和指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：

中職院校；電氣工程及自動化；教學(xué)改革

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，我國工業(yè)已經(jīng)進入到自動化和數(shù)字化時代，這對于電氣工程及自動化相關(guān)人才的需求在大量增加，但是中等職業(yè)學(xué)校在開展教學(xué)的過程中的整體教學(xué)效果卻不能夠滿足社會對于電氣及自動化人才的需要，學(xué)生在找工作時由于自身技能不足降低了整體的就業(yè)率，不利于學(xué)校和學(xué)生的發(fā)展。因此，學(xué)校應(yīng)當(dāng)對自身的教學(xué)方式進行改革，對理論教學(xué)和實踐教學(xué)進行同步地改革，以求達到提升學(xué)生理論技能格實踐技能的目的，促進學(xué)校和學(xué)生的發(fā)展。

1中職院校電氣工程及自動化教學(xué)實踐現(xiàn)狀

1.1經(jīng)驗不足教學(xué)機構(gòu)不完善。

我國中等職業(yè)學(xué)校開展電氣工程及其自動化專業(yè)教學(xué)的起步較晚，這個專業(yè)是一個年輕的專業(yè)，因此有著現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢，是目前發(fā)展的重要熱點，我國對于該專業(yè)的建設(shè)十分重視。但是由于該專業(yè)是從國外傳入中國的，因此在我國的還缺少經(jīng)驗，相關(guān)的教學(xué)機構(gòu)也并不完善。我國中等職業(yè)院校在開展教學(xué)的過程中將教學(xué)的重點放在理論教學(xué)上，忽視了實踐教學(xué)，這種教學(xué)模式不能夠滿足社會對于該專業(yè)學(xué)生的需要，因此中等職業(yè)院校的電氣工程及其自動化人才培養(yǎng)存在著諸多問題，需要對教學(xué)模式和教學(xué)機構(gòu)進行改革。

1.2理論和實踐教學(xué)存在脫節(jié)的情況。

我國中等職業(yè)院校在開展電氣工程及其自動化教學(xué)的過程中存在的最大問題是理論教學(xué)和實踐教學(xué)相脫節(jié)。在開展教學(xué)活動的過程中一味強調(diào)理論知識和理論教學(xué)的重要性，對于學(xué)生的動手能力和實踐能力并不重視，這導(dǎo)致學(xué)生在求職的過程中和實際工作的過程中遭遇困難。中等職業(yè)院校在課程安排、教學(xué)模式和教學(xué)目標(biāo)上對于實踐教學(xué)都不夠重視，中等職業(yè)院校也沒有足夠的資金購買相關(guān)實驗設(shè)備和器材，在教學(xué)過程中一味的理論知識輸入會降低學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此對電氣工程及其自動化教學(xué)進行改革勢在必行。

1.3實踐教學(xué)方式老化。

中等職業(yè)學(xué)校在針對電氣工程及其自動化學(xué)生開展時間教學(xué)的過程中，所采用的方式和方法都較為老化。開展實踐教學(xué)所使用的教學(xué)設(shè)備較為陳舊，多為國外淘汰下來的產(chǎn)品，同時在實踐教學(xué)的教學(xué)方法上，老師采用的是示范的方法，學(xué)生和真正設(shè)備接觸的時間很短，并沒有辦法進行很好的操作和實踐練習(xí)，這兩方面的因素導(dǎo)致學(xué)生在進行實踐教學(xué)的過程中學(xué)習(xí)積極性不高，這不利于學(xué)生動手能力和實踐能力的提升，達不到企業(yè)和社會對于他們實踐技能的需求。

2中等職業(yè)學(xué)校電氣工程及其自動化理論教學(xué)改革

2.1修改中等職業(yè)學(xué)校電氣工程及其自動化的人才培養(yǎng)方案。

人才培養(yǎng)方案是對學(xué)生的實際培養(yǎng)方式和培養(yǎng)目標(biāo)，這在中等職業(yè)學(xué)校電氣工程及其自動化教學(xué)過程中具有指導(dǎo)性意義的方案。在進行修改的過程中應(yīng)當(dāng)優(yōu)化課程的設(shè)置，摒棄傳統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu)和課程體系，引進國外先進的教育方法和教育經(jīng)驗，同時在修改人才培養(yǎng)方案的過程中應(yīng)當(dāng)根據(jù)地區(qū)和學(xué)校實際情況不同進行修改和設(shè)計，對專業(yè)必修課、專業(yè)選修課進行充分整改，要能夠滿足學(xué)生對于知識學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)形式的需要，從而提升學(xué)生的整體素質(zhì)和綜合能力。

2.2加強對于教學(xué)內(nèi)容和教材的建設(shè)。

在進行教學(xué)的過程中主要依據(jù)的是教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)所使用的教材進行的，中等職業(yè)應(yīng)當(dāng)對使用的機械工程及其自動化教材和教學(xué)內(nèi)容進行修改，要摒棄老教材，要對當(dāng)前國內(nèi)國際的新知識和新成果引入到課程內(nèi)容當(dāng)中，同時應(yīng)當(dāng)選用近幾年出版的新教材。在課堂的實際教學(xué)過程中，應(yīng)當(dāng)對于行業(yè)和專業(yè)發(fā)揮在那的整體特點和總的發(fā)展趨勢進行介紹，不斷培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教材的選擇方面可以選擇國家制定的國家級教材，同時也可以根據(jù)老師課程的需要自己選擇教材進行教學(xué)活動，要積極推薦學(xué)生去看參考書目，從而提升學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)和綜合素質(zhì)。

2.3改革電氣工程及其自動化教學(xué)方式。

我國電氣工程及其自動化的教學(xué)方式較為陳舊，目前已經(jīng)不能夠適應(yīng)時代的發(fā)展，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中會感到空洞無味，因此應(yīng)當(dāng)對傳統(tǒng)的教學(xué)方式進行改革，改革的主要方式是，教師在進行教學(xué)的過程中可以將自己的科研項目運用于教學(xué)中去，讓學(xué)生對于科研項目有一定的了解，同時也能夠提升學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。同時要鼓勵學(xué)生在課余時間參與到科研項目中倆，要鼓勵學(xué)生進行自我學(xué)習(xí)和自我教育，總之就是要在課堂中、課堂間歇以及課堂下調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3中等職業(yè)學(xué)校電氣工程及其自動化實踐教學(xué)改革

3.1豐富和完善實踐教學(xué)內(nèi)容。

豐富和完善實踐教學(xué)內(nèi)容對于提升整體的實踐教學(xué)效果有著十分重要意義和價值，我國在開展電氣工程及其自動化教育的過程中，偏重于理論知識的傳統(tǒng)，忽略了動手能力和實踐能力的培養(yǎng)。因此，豐富和完善實踐教學(xué)內(nèi)容就是要培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、獨立學(xué)習(xí)、獨立解決問題的能力。要在課程設(shè)計方面開展實驗課程、生產(chǎn)實習(xí)課程、畢業(yè)設(shè)計課程等。在整體的實踐教學(xué)過程中應(yīng)當(dāng)針對于不同年級的學(xué)生開展不同層次的實踐教學(xué)。

3.2加強對于實驗設(shè)備的資金投入。

要想提升電氣工程及其自動化實踐教學(xué)的整體層次，需要加強對于實驗教學(xué)設(shè)備的投入力度，也就是說要加強對于實驗設(shè)備的資金投入。專業(yè)性的教學(xué)儀器和實驗設(shè)備較為昂貴，但是能夠達到很好的教學(xué)效果，目前使用的傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)實驗設(shè)備已經(jīng)不能夠適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)展的需要，因此在進行實驗教學(xué)的過程中應(yīng)當(dāng)采用新設(shè)備，這就需要加大對于實驗設(shè)備的資金投入，讓學(xué)生能夠用上先進的實驗儀器進行課程，只有這樣才能夠達到更好的實驗教學(xué)效果，促進學(xué)生整體的發(fā)展。

3.3構(gòu)建實驗教學(xué)平臺和體系。

要想提升整體的實踐教學(xué)水平就要為學(xué)生搭建實驗教學(xué)平臺和相關(guān)體系，要針對于學(xué)校的不同側(cè)重點和不同類型進行教學(xué)平臺和體系的搭建，形成學(xué)校自設(shè)的特色。在進行實驗教學(xué)設(shè)計的過程中應(yīng)當(dāng)考慮到學(xué)生的接受性問題，要能夠設(shè)計出符合學(xué)生實際情況的實驗教學(xué)方法和內(nèi)容，同時還要結(jié)合理論教學(xué)課程進行實驗，讓學(xué)生將理論課程中學(xué)習(xí)到的知識運用到實踐當(dāng)中來，建立推動本科生參與實踐活動的長效機制，調(diào)動學(xué)生自主參與實踐活動、教師指導(dǎo)學(xué)生參與實踐活動的雙向積極性，鼓勵老師和學(xué)生積極參與“大學(xué)生電子設(shè)計競賽”“、智能建筑實踐技能大賽”等活動．加深學(xué)生對于所學(xué)知識的理解，同時也提升學(xué)生的動手能力和實踐能力。

結(jié)束語

綜上所述，我國中等職業(yè)學(xué)校在針對電氣工程及其自動化的教學(xué)過程中存在著諸多問題，嚴重影響到了教育和教學(xué)質(zhì)量，我國中等職業(yè)學(xué)校對自身理論教學(xué)和實踐教學(xué)進行了改革，改革主要體現(xiàn)在搭建實踐動手能力創(chuàng)新平臺，根據(jù)學(xué)校和學(xué)科的實際開展情況創(chuàng)建自身特有的發(fā)展模式和教學(xué)模式，但是整體教學(xué)的改革并不是一朝一夕的，我國中等職業(yè)學(xué)校應(yīng)當(dāng)對自身教學(xué)手法進行研究的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)國外先進經(jīng)驗，不斷滿足社會對于電氣工程及其自動化專業(yè)人才的需求，促進學(xué)生和學(xué)校的發(fā)展。

作者：李佳瑋 單位：哈爾濱勞動技師學(xué)院

參考文獻

篇2

摘要：在現(xiàn)代大工程背景下，對《電力工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)手段和方法、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、考核評價方式、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)等幾個方面進行了改革，提出將同化理論與CDIO工程教育模式應(yīng)用到《電力工程基礎(chǔ)》的理論和實踐教學(xué)，相輔相成，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、工程應(yīng)用能力和團隊協(xié)作能力。

關(guān)鍵詞：同化理論；CDIO；電力工程基礎(chǔ)；課程改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0078-02

《電力工程基礎(chǔ)》是電氣工程及其自動化專業(yè)的核心課程，在其課程體系中占有舉足輕重的地位。為了滿足中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會制定的《工程教育認證標(biāo)準（2015版）》中關(guān)于電氣工程專業(yè)的補充標(biāo)準，本課程組將“電力工程基礎(chǔ)”更名為“電力系統(tǒng)分析”，同時為了適應(yīng)大工程背景下應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)，課程組將從教學(xué)手段和方法、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)、考核評價方式、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)等幾個方面對該課程進行改革，使學(xué)生能夠很好地掌握電能的生產(chǎn)、輸送、變配等相關(guān)的工程基礎(chǔ)理論和計算方法，能夠應(yīng)對電氣工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題，具備較強的工程計算能力和應(yīng)用分析能力。

一、教學(xué)手段和方法的改革

以往的教學(xué)方法都是以教師為中心，以課堂講授為主、驗證型實驗為輔的傳統(tǒng)模式。教學(xué)手段過于單一，從書本到書本，采用教師講、學(xué)生記的“填鴨式”教學(xué)模式，偏重于對概念、理論及計算方法的講解而脫離實際應(yīng)用。為了適應(yīng)大工程背景下對應(yīng)用型人才需求的現(xiàn)狀，我們要不斷地探索新的、有效的教學(xué)方法和手段，把傳授學(xué)生知識改為傳授學(xué)生學(xué)習(xí)知識的方法，讓學(xué)生由“被動”變“主動”學(xué)習(xí)，才能為以后更長遠的學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。

1.同化理論的應(yīng)用。1963年美國紐約大學(xué)研究院教育心理學(xué)教授奧蘇泊爾提出“同化理論”概念，其核心思想是：學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)新知識過程中對已有的認知結(jié)構(gòu)進行重新改組，使自己原有的觀念發(fā)生變化，這樣才能有利于新知識的掌握和消化[1]。

引導(dǎo)W生在自己的頭腦中建立已有的理論知識和框架，鼓勵學(xué)生主動地去學(xué)習(xí)相關(guān)的新理論知識，并將新知識與自己頭腦中原有的理論知識之間建立起實質(zhì)性的聯(lián)系，即新舊知識融合。比如，在講完輻射狀配電系統(tǒng)潮流計算方法后，若引入分布式電源到配電網(wǎng)，會使原有的潮流計算方法有何變化？如何解決含有分布式發(fā)電的配電網(wǎng)潮流計算？學(xué)生利用課余時間查閱課外資料，增長見識，使枯燥的理論在自己的頭腦中變得生動起來，從而使課程學(xué)習(xí)變得有趣起來。變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，學(xué)生的積極性比傳統(tǒng)的教學(xué)將顯著提高，積極參加問題的討論。

2.CDIO工程教育模式的應(yīng)用。CDIO工程教育模式是以美國麻省理工學(xué)院為主導(dǎo)，采用構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作的模式，是“項目教學(xué)”的集中概括和表達。該模式可以讓學(xué)生以積極主動的態(tài)度成為學(xué)習(xí)的主體，并在項目實踐中獲取工程能力[2]。CDIO工程教育模式與“同化理論”的教育理念相同，也是讓學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)，區(qū)別是它改變以往教學(xué)中重理論輕實踐的弊端，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力。

在CDIO工程教育模式下，可以采用分組法、任務(wù)法及項目法等多種方法，不僅提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與性、學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生解決問題能力及團隊合作能力。以分組法為例，由于該課程是大班上課，授課人數(shù)為70多人，每個學(xué)生的水平差異較大，所以在第一次課上，以本課程應(yīng)用到的先修課程像《高數(shù)》、《電路》、《工程電磁場》等部分知識點為考查目標(biāo)，進行一次摸底考試，摸清學(xué)生基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)水平，并將他們按照高低相結(jié)合的方式進行分組，挑選分數(shù)最高的同學(xué)擔(dān)任小組長，在整個學(xué)期中由他（她）帶領(lǐng)全組同學(xué)，互幫互助，培養(yǎng)同學(xué)之間的團隊協(xié)作能力。

二、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)一般都處于從屬地位，學(xué)時安排較少，實驗教學(xué)的內(nèi)容較為固定，一般都是針對一些原理和現(xiàn)象的驗證。本課程的實驗學(xué)時為8學(xué)時，占課程總學(xué)時的15.4%，實驗內(nèi)容主要是利用電力系統(tǒng)仿真軟件EDSA進行潮流計算和短路計算。教學(xué)形式較為單一，學(xué)生都是按照教師的示范或指導(dǎo)書的步驟去操作，限制了學(xué)生創(chuàng)新思維能力的提高。

1.同化理論應(yīng)用到實踐環(huán)節(jié)。課程組考慮將奧蘇泊爾的同化理論也應(yīng)用到實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生有意義地進行發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，從而避免被動式接受學(xué)習(xí)。一方面，調(diào)整課內(nèi)實驗內(nèi)容及學(xué)時，依托電氣實訓(xùn)平臺將理論部分與實踐環(huán)節(jié)有效地結(jié)合起來；另一方面，利用開放性實驗、大學(xué)生創(chuàng)新項目等課外實踐環(huán)節(jié)，擴展該課程的實踐教學(xué)形式，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。比如，講完第一章電力系統(tǒng)的基本概念后，組織一次學(xué)生的認識實驗，通過實驗平臺的使用了解整個電力系統(tǒng)的構(gòu)成，擺脫以往只見理論，沒有實物環(huán)節(jié)的缺陷，調(diào)動學(xué)生對理論學(xué)習(xí)的興趣；同時，為了發(fā)揮實驗環(huán)節(jié)的效果，提供實驗思考題，讓學(xué)生課后獨立完成，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和自學(xué)能力。

2.CDIO工程教育模式應(yīng)用到實踐環(huán)節(jié)。CDIO工程教育模式下的項目法可以很好地應(yīng)用到實踐環(huán)節(jié)，發(fā)揮項目組成員的動手能力、思考能力、團隊協(xié)作能力等，完成從項目開題、項目實施到項目結(jié)題的全過程訓(xùn)練，將電氣類專業(yè)知識與工程實際有效地結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生成為具有良好職業(yè)素質(zhì)、堅實理論基礎(chǔ)、較強實踐能力的應(yīng)用型技術(shù)人才。例如，安排一個開放實驗項目為“含分布式發(fā)電的配電網(wǎng)潮流計算設(shè)計”，要求學(xué)生利用Matlab軟件編寫潮流計算程序，并與EDSA仿真軟件結(jié)果進行對比，驗證其正確性。這個項目就要求項目組成員必須弄清楚分布式發(fā)電節(jié)點的處理方法、潮流計算流程、Matlab軟件的使用方法等，訓(xùn)練學(xué)生采用科學(xué)方法對電氣工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問題進行研究，包括設(shè)計實驗、分析與解釋數(shù)據(jù)、并通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論等。

三、課程考核評價方式的改革

現(xiàn)有的考核制度都較為死板，大多數(shù)高校學(xué)生關(guān)注的學(xué)習(xí)重點是老師要考什么內(nèi)容，而不是什么對自身發(fā)展有用；考試前采用“刷夜”的復(fù)習(xí)手段，為了考試而考試，而不是平時去理解吸收；此外，平時成績中的作業(yè)練習(xí)往往存在抄襲現(xiàn)象，導(dǎo)致總評成績水分較大。因此，課程考核評價方式改革刻不容緩。

一方面，適當(dāng)減少期末考試分數(shù)的比重，增加討論小組的考評結(jié)果以及課程實踐綜合評分的比重，這樣既能達到考核的目的，又能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。另一方面，健全學(xué)生獎勵辦法，將實踐項目成績折算成相應(yīng)的綜合素質(zhì)學(xué)分，在助學(xué)金、獎學(xué)金以及評優(yōu)中優(yōu)先考慮，這樣學(xué)生就會以極大的熱情和積極性去完成相關(guān)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)[3]。最終形成了既重視基礎(chǔ)理論知識又鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)的多元化、綜合性的新型考核機制，改變以往主要依靠卷面分數(shù)來衡量學(xué)生知識掌握能力的現(xiàn)狀。

四、網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)的開設(shè)

充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)平臺，建立“電力系統(tǒng)分析”課程教學(xué)資源網(wǎng)站，開展翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)，拓展學(xué)習(xí)資源，進行混合式教學(xué)，其內(nèi)容主要包括：學(xué)習(xí)資源、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上討論等。學(xué)習(xí)資源以多媒體形式為主，如教學(xué)課件、電子教案、演示動畫、常用軟件、以及教材中沒有涉及到的新知識、新技術(shù)和學(xué)科前沿問題等，既使學(xué)生復(fù)習(xí)課上所學(xué)內(nèi)容，還可以擴展自己的知識面，完善自己的知識結(jié)構(gòu)。網(wǎng)上答疑彌補了課后答疑不方便的缺陷，可以使學(xué)生對平時學(xué)習(xí)中遇到的問題和困難及時與教師溝通，擴寬了師生互動的時間和空間。網(wǎng)上討論可以及時了解學(xué)生對某一知識點的大致掌握情況，從而在授課過程中更能做到有的放矢。學(xué)生們利用這個輔助平臺，變被動式學(xué)習(xí)為主動式學(xué)習(xí)，增強了學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的興趣。

參考文獻：

[1]李振興，張濤，楊力森.同化理論在電力系統(tǒng)自動化課程教學(xué)中的應(yīng)用分析[J].2014，（301）.

篇3

關(guān)鍵詞 工程教育認證；現(xiàn)代控制理論；復(fù)雜工程問題；教學(xué)改革

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）18-0106-03

Abstract Engineering education certification is the professional cer-tification for the higher education institutions to set up specialized education， and it requires the undergraduate education to be aimed at the analysis and solution of complex engineering problems. In this

paper， the characteristics and purse of modern control theory course are pointed out， the problems existing in teaching this course for under-

graduates are stated， and some detailed methods of teaching reform on modern control theory are proposed. Using a multi-disciplinary method stimulates the students’ interest in learning， improves the tea-ching effect， and enhances the students’ analysis and solving ability for the complex automation engineering problem.

Key words engineering education certification； modern control theory；complex engineering problems； teaching reform

1 引言

近年來，由于我國設(shè)立工科專業(yè)的本科高校、開設(shè)的工科本科專業(yè)、工程教育本科在校生等規(guī)模比較大，工程教育認證得到越來越多工科院校的廣泛關(guān)注與積極申請[1]。2015年3月，中國工程教育認證協(xié)會修訂了《工程教育認證標(biāo)準》，包括通用標(biāo)準和各專業(yè)補充標(biāo)準，并在“畢業(yè)要求”上做了重大改變，增加為12條要求，而且重點突出本科教育要落實在“復(fù)雜工程問題”的分析與解決[2]。雖然沒有明確定義“復(fù)雜工程問題”，但認證標(biāo)準對“復(fù)雜工程問題”特征屬性進行了詳細說明[2]。

作為控制理論的基礎(chǔ)知識，現(xiàn)代控制理論是眾多高校自動化相關(guān)專業(yè)的高年級本科生的必修課程，其課程教學(xué)也引起越來越多的重視[4-7]。江南大學(xué)自動化專業(yè)和電氣工程及其自動化專業(yè)每年有近250名學(xué)生必修現(xiàn)代控制理論課程，所以探討工程教育認證背景下現(xiàn)代控制理論課程的教學(xué)改革迫在眉睫。筆者根據(jù)多年從事現(xiàn)代控制理論課程教學(xué)的實踐經(jīng)驗，深入分析該課程的特點、目的以及教學(xué)中存在的難點，針對如何提高學(xué)生對復(fù)雜工程問題的分析與解決能力，介紹一些具體的解決辦法與途徑。

2 課程特點及教學(xué)目的

現(xiàn)代控制理論是工科自動化相關(guān)專業(yè)的必選專業(yè)課程，其目的是使學(xué)生在學(xué)習(xí)自動控制原理基礎(chǔ)上，對控制理論的有更深入、更廣泛的學(xué)習(xí)與掌握。作為專業(yè)必修課程，現(xiàn)代控制理論的課程特點是：理論性偏強，過于抽象；內(nèi)容豐富，綜合性強。對于大學(xué)本科生而言，通過本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)該能夠掌握狀態(tài)空間分析方法的基本概念，在時域中建立控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式數(shù)學(xué)模型的方法，求解控制系統(tǒng)的狀態(tài)空間表達式的解，線性控制系統(tǒng)的能控性和能控性分析，線性控制系統(tǒng)的李雅普諾夫穩(wěn)定性分析方法，線性定常系統(tǒng)的綜合法，線性離散系統(tǒng)的分析和綜合方法，并為畢業(yè)后從事自動化及其相關(guān)專業(yè)的學(xué)習(xí)和研究奠定堅實的理論基礎(chǔ)。目前，工程教育認證要求現(xiàn)代控制理論課程要切實解決自動化復(fù)雜工程問題，提高學(xué)生對自動化復(fù)雜工程問題的分析與解決能力。

3 現(xiàn)代控制理論教學(xué)的特點與存在的問題

作為自動化、電氣工程等專業(yè)的必修課程，現(xiàn)代控制理論是在完成自動控制原理、線性代數(shù)等基礎(chǔ)課程之后開設(shè)的，使學(xué)生更深入了解本專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識、應(yīng)用前景與發(fā)展方向。因此，教學(xué)過程中要注重教學(xué)內(nèi)容的復(fù)雜工程應(yīng)用性、實踐性、針對性和專業(yè)性。參照工程教育認證標(biāo)準，本科現(xiàn)代控制理論課程教學(xué)普遍存在如下問題，亟待改革。

理論性強，課堂教學(xué)沉悶 由于現(xiàn)代控制理論具有理論性強和內(nèi)容抽象的特點，講課重點通常落實在理論知識、概念和公式推導(dǎo)上，忽視對學(xué)生工程實踐能力的引導(dǎo)與培養(yǎng)，從而學(xué)生很難將現(xiàn)代控制理論應(yīng)用于實際工程系統(tǒng)的設(shè)計中，很難提高復(fù)雜工程問題的分析與解決能力。此外，很多教師采用多媒體課件進行教學(xué)，課堂上一味地播放演示文稿，缺乏與學(xué)生的交流和互動，致使課堂氣氛沉悶，教學(xué)效果差。

教材內(nèi)容單一，脫離工程實踐 現(xiàn)有教材的特點主要有：內(nèi)容重點關(guān)于理論概念和公式演算，通過簡單示例來演示，包括RLC電路、電機系統(tǒng)、牛頓運動定律等[3]，其他專業(yè)相關(guān)的復(fù)雜工程示例偏少；概念抽象，公式復(fù)雜，從而缺失了工程形象感官，脫離了工程實踐，教學(xué)效果往往達不到預(yù)期；與經(jīng)典控制相比，現(xiàn)代控制理論對解決多變量復(fù)雜控制系統(tǒng)具有優(yōu)越性，而這一特點在教學(xué)過程中往往被忽視，同時這一點也是解決復(fù)雜自動化工程問題的有力手段；此外，與經(jīng)典控制理論之間的聯(lián)系不夠緊密。

課程時間安排滯后 以江南大學(xué)為例，在教學(xué)中，學(xué)生對該課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果還取決于基礎(chǔ)數(shù)學(xué)線性代數(shù)的掌握情況，但是現(xiàn)代控制理論課程安排滯后于線性代數(shù)至少4個學(xué)期，大部分學(xué)生對線性代數(shù)的內(nèi)容已經(jīng)陌生，所以教學(xué)效果沒有達到最好。

學(xué)生對仿真設(shè)計軟件陌生 隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，虛擬仿真技術(shù)在自動化類專業(yè)課程教學(xué)中起到越來越重要的作用，且自動化相關(guān)專業(yè)所涉及的仿真軟件非常多，如MATLAB[8]、LabVIEW[9]、Multisim[10]等?，F(xiàn)代控制理論課程中的數(shù)學(xué)模型所針對的實際對象可以通過仿真軟件來模擬，如電路、水箱等，尤其針對復(fù)雜自動化工程問題，仿真實驗可以加強學(xué)生對控制理論的掌握，加深對控制理論的理解，同時增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如四旋翼無人直升機、倒立擺控制系統(tǒng)、球桿控制系統(tǒng)等[7]。然而，大多數(shù)本科生對這些仿真軟件比較陌生，很難對控制理論問題進行仿真研究，尤其無法對復(fù)雜工程問題進行仿真研究。

4 教學(xué)改革措施與途徑

由于現(xiàn)代控制理論課程存在對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高，理論性偏強，課程安排滯后數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課程，缺乏工程實踐驗證等問題，教與學(xué)的過程中都存在問題，尤其在學(xué)生學(xué)習(xí)過程中存在數(shù)學(xué)推導(dǎo)枯燥無味、缺乏工程背景、所學(xué)知識難以理解等問題。由于是自動化相關(guān)專業(yè)的本科培養(yǎng)計劃的必修課程，現(xiàn)代控制理論的教學(xué)改革研究引起眾多高校教師的關(guān)注[4-7]。結(jié)合多年從事現(xiàn)代控制理論教學(xué)工作的經(jīng)驗，筆者從自身實踐出發(fā)，參考工程教育認證中的畢業(yè)要求，提出相應(yīng)的課程教學(xué)改革研究的思路與想法。

注重理論思維，簡化理論推導(dǎo)，選取典型示例 教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要參考，現(xiàn)代控制理論課程的教材和教學(xué)內(nèi)容的適當(dāng)選擇對教學(xué)效果有至關(guān)重要的影響。在教學(xué)內(nèi)容的選取方面應(yīng)該做到：強調(diào)控制思想的邏輯貫通，弱化數(shù)學(xué)公式的推演，演示豐富有趣的實際示例，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。針對數(shù)學(xué)模型，選擇示例演示也要根據(jù)具體內(nèi)容進行安排、難易適中，實際教學(xué)中可以采用學(xué)生易接觸和易掌握的示例，如RLC電路、質(zhì)點運動等。

呼應(yīng)經(jīng)典控制，切合工程實踐，解決復(fù)雜工程問題 現(xiàn)代控制理論是基于線性代數(shù)與矩陣論的專業(yè)基礎(chǔ)課程，旨在增強學(xué)生的控制理論基礎(chǔ)，加強和提升學(xué)生的控制思想和控制方法。教師在教學(xué)過程中應(yīng)該將現(xiàn)代控制理論聯(lián)系經(jīng)典控制理論，不時將兩者進行對比、對照（如數(shù)學(xué)模型、運動軌跡、穩(wěn)定性、控制器設(shè)計等），從而使學(xué)生對現(xiàn)代控制理論基本概念的理解得以加強。此外，任課教師須從工程應(yīng)用角度來提出現(xiàn)代控制的重要概念，如能控性、能觀性、穩(wěn)定性等，增強學(xué)生對理論概念的理解和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。針對現(xiàn)代控制理論教學(xué)內(nèi)容，再結(jié)合教師自身的科研與學(xué)術(shù)經(jīng)驗，應(yīng)安排一定的課時來著重闡述如何利用現(xiàn)代控制理論來解決復(fù)雜工程問題，如四旋翼飛機的控制器設(shè)計問題、復(fù)雜過程控制系統(tǒng)的分析與控制器設(shè)計等。

課內(nèi)課外綜合教學(xué) 借助于多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，教學(xué)方法和手段也得到不斷改進，但如何采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法與手段來活躍課堂氣氛，進而達到比較好的教學(xué)效果，仍然需要進一步探討。獲得良好教學(xué)效果的首要前提：授課者必須明確教學(xué)大綱，深刻理解與掌握教學(xué)內(nèi)容，備課充分。同時，課堂教學(xué)中除了演示文稿或抄寫板書，必須注重教學(xué)方法的改進，結(jié)合多種教學(xué)方法來活躍課堂氣氛，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣：針對教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計構(gòu)造性問題來激發(fā)學(xué)生思考、討論和回答，通過互動交流來活躍課堂氣氛；隨著計算機與通信等技術(shù)的發(fā)展，多媒體教學(xué)多姿多彩，不再是單一的播放幻燈片，動畫、音響和錄像等其他多媒體形式也得到廣泛應(yīng)用，尤其在復(fù)雜工程問題的引入與講解過程中更具有生動性和真實性，多樣的教學(xué)內(nèi)容來吸引學(xué)生的關(guān)注和學(xué)習(xí)興趣；為加強現(xiàn)代控制理論課程的掌握，教師需要學(xué)生在課后進行習(xí)題演練，利用現(xiàn)有的一些課后作業(yè)輔導(dǎo)APP，及時與學(xué)生進行輔導(dǎo)交流，學(xué)生能夠?qū)崟r與教師交流，增強學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

虛擬實驗教學(xué)改進 現(xiàn)代控制理論的教學(xué)目標(biāo)除了要求學(xué)生學(xué)習(xí)與掌握理論知識，還要求學(xué)生能夠應(yīng)用控制系統(tǒng)的設(shè)計方法解決實際問題，為本科畢業(yè)設(shè)計（論文）和研究生階段學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)，因此，現(xiàn)代控制理論教學(xué)需配備相應(yīng)的實驗（或虛擬實驗）教學(xué)。現(xiàn)代控制理論主要考察多變量系統(tǒng)，為了增強學(xué)習(xí)效果，可以通過仿真軟件對多變量系統(tǒng)進行仿真實驗，應(yīng)用相對比較廣泛的軟件有MATLAB、LabVIEW、Multisim等仿真軟件。運用MATLAB和LabVIEW軟件所包含的控制工具箱和庫函數(shù)，可以簡單快捷地設(shè)計控制器，并應(yīng)用到系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型或?qū)嶋H模型的控制中，更能直接體會與感受控制器的性能特點與控制效果。使用LabVIEW軟件可以設(shè)計前面板，模擬實際對象，更具有可觀賞性；使用Multisim軟件可以設(shè)計復(fù)雜電路，模擬真實電路，觀察電流、電壓變化情況，對系統(tǒng)的分析與綜合更具有直觀性，加強學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解。同時，MATLAB軟件的M語言和LabVIEW軟件的G語言的程序編寫控制算法程序可以加深學(xué)生對工程實踐中控制算法的實質(zhì)與具體實現(xiàn)的理解。由于課時的局限性，大部分院校都沒有開設(shè)實驗課程，但可以通過教師展示實驗流程和提供實驗方案，安排學(xué)生課后完成相應(yīng)實驗內(nèi)容。

5 結(jié)語

針對《工程教育認證標(biāo)準》中畢業(yè)要求強調(diào)的復(fù)雜工程問題的分析與解決，筆者結(jié)合現(xiàn)代控制理論課程的教學(xué)特點和目標(biāo)，根據(jù)自身教學(xué)經(jīng)驗分析教學(xué)過程中的關(guān)鍵問題，給出相應(yīng)的教學(xué)改革策略。根據(jù)本文的教學(xué)改革方案，對現(xiàn)代控制理論課程進行教學(xué)實踐，并從教學(xué)過程中不斷總結(jié)與分析，使得學(xué)生掌握現(xiàn)代控制理論的理論知識與設(shè)計應(yīng)用，增強復(fù)雜工程問題的解決能力。

參考文獻

[1]林健.工程教育認證與工程教育改革和發(fā)展[J].高等工程教育研究，2015（2）：15-19.

[2]工程教育認證工作指南[S].中國工程教育專業(yè)認證協(xié)會秘書處，2015.

[3]劉豹，唐萬生.現(xiàn)代控制理論[M].3版.北京：機械工業(yè)出版社，2006.

[4]鄭志強，翁智.“現(xiàn)代控制理論”課程教學(xué)改革探索[J].實驗室研究與探索，2013，32（11）：381-383.

[5]徐辰華.CDIO模式下《現(xiàn)代控制理論》課程輻射教學(xué)方法探索[J].教育教學(xué)論壇，2016（3）：109-110.

[6]陳峰.CDIO模式下《現(xiàn)代控制理論》課程教學(xué)改革的探討[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（3）：69-70.

[7]樓旭陽.基于球桿系統(tǒng)的現(xiàn)代控制理論課堂教學(xué)實例設(shè)計[J].高教學(xué)刊，2016（8）：78-80.

[8]李暉，林志陽.Matlab/Simulink應(yīng)用基礎(chǔ)與提高[M].北京：科學(xué)出版社，2016.