自动控制原理课程教学方式改革的研究
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摘要通过《自动控制原理》的教学,对现今教学方式的总结以及对教学方式改变的探讨。文章根据教师在课堂上实际教学过程的总结,并深入学生进行探讨,有针对性的分析教学过程中存在的问题,提出在人性化教育的今天应该针对问题加以教学改革,更好的实施各种教学方法,例如项目带动、“杜郎口”模式等,使得学生能够学以至用,做到真正的理论联系实际,以实现教学多元化的目的,从而适应社会相关方面人才的需求。
中图分类号:G423文献标识码:A
随着科学技术的迅猛发展,自动控制技术的应用领域日益广阔,不仅大量的应用于空间科技、机电工程以及交通管理、环境保护等领域,而且正不断向生物、人类社会等其他领域渗透。自动控制技术的广泛应用,不但同时使得生产过程实现自动化,大大提高了劳动生存率,改善了劳动条件;同时在人类改善居住、生活条件等方面也发挥了重要的作用。由此可见,该课程将会给学生带来更加广泛的就业机会,所以在很多高校都开设了《自动控制理论》这一课程,是自动化专业及计算机科学与技术专业的必修课程之一,但由于控制技术是一门理论性较强的科学技术,研究对象是自动控制系统,涉及的知识面广,所以该课程的抽象性较强、理论知识较系统,由于这些特点使得学生对该课程比较难以理解,从而导致后续课程的教学也受到影响。因此,我们需要从教学中发现该课程存在的问题,从而去解决问题,才能够更好的实现该课程的教学。
带着这样的目的我们在教学的同时开展了和学生的交流互动,探讨他们对该课程的理解程度以及在学习该课程的过程中出现了哪些问题导致课程学习的动力不大等特点,现总结归纳如下:
1 该课程教学中存在的问题
问题一:课程中数学模型太抽象。
虽然说理工科的同学逻辑思维能力比较强,但是由于高数等相关课程开设在大一、大二学期,除非是准备考研的同学会继续关注这些课程,大部分同学是课程一结束就迅速的忘记课程内容,所以对于在该课程中出现的诸如拉氏变换、Z变换等知识内容就不太能接受,而这些内容恰恰是分析系统的基础。另外,还有部分学生的电路基础也比较薄弱,导致在该课程中建立数学模型时无从下手,因此后续内容没办法掌握。
问题二:课程中的概念太多,计算公式太复杂。
该课程涉及很多新的概念,名称也比较有特点,不同于学生前期学习的课程,可以直观的看到相应的东西,该课程是以数学模型的方式通过计算及仿真等方法分析系统的性能,所以学生不容易理解和记忆;另外,课程中由于要对控制系统进行分析,所以需要大量的计算公式,并且计算的结果也没有一定的规律,让学生觉得比较枯燥,没有耐心继续下去。
问题三:实验的仪器不能看到明确的结果。
由于条件有限,所以该课程的实验大多是验证型实验,只能帮助了解过程而不能看到非常明确的结果,不能把所学的知识用于实际应用中,看不到课程的真实意义所在,所以导致学生学习的积极性不高。
问题四:课程考试体系也不完善。
该课程是比较抽象的课程,如果仅仅通过笔试这样的方法并不能体现学生对课程的理解程度,反而会使得学生投机取巧,用考前强记的方法来通过考试。所以考试体系的改善是刻不容缓。
问题五:普通的教学模式不能激起学生学习的兴趣。
课程枯燥难学导致学生对课程学习的兴趣不高,所以普通的课堂教学模式已不能适应激起学生学习该课程兴趣的目的,因此探寻一些新的教学方法是至关重要的。
由于上述问题的存在导致大部分学生对该课程的学习过程经历了从“期待”到“慢慢失去信心”,最终到“放弃”的阶段,能坚持系统学习完课程的学生所剩无几。面对这样的教学效果,不得不让我们反思,究竟该用什么方式方法来激起学生学习的勇气和希望?怎样才能将该课程的知识传达给学生,并引起学生的共鸣?怎样才能把课程的理论与实践相结合以达到更好的效果?这是教授该课程老师共同探讨的话题,是值得我们深思的问题之一。当然,我们了解了学生对该课程学习中存在的问题后,才可以对症下药,找到合适的方法解决,并推广到类似课程的教学中去。
2 传统教学方式的不足
传统的教学方式一般以组织教学、讲授知识、巩固知识、运用知识和检查知识来展开,其基本做法是:以纪律教育来维持组织教学,以师讲生听来传授新知识,以多看书来巩固已学知识,以多做练习来运用新知识,以考试测验来检查学习效果。这样的教学方式,在《自动控制原理》这样难以理解的课程教学中,它的缺陷越越来显现出来。在该课程的教学过程中,基本是以教师讲为主,整堂课灌输相关知识,课后通过布置习题帮助学生巩固,最终以卷面考试来检查学生学习效果,但往往学生在整个教学过程中会出现恶性循环,由开始的不想听到不愿意听,直至放弃,而一门课程的放弃导致对另外一些相关的课程的恐惧心理,由此循环下去,使得整个教学陷入了一种尴尬的局面。按照上述五步进行教学,虽然强调了教学过程的阶段性,但却是以学生被动的接受知识为前提的,没有突出学生的实践能力和创新精神的培养,没有突出学生学习的主体性、主动性和独立性。
综上所述,用传统的教学方式已经不能满足该课程的教学过程,探索课程的教学方式的改革势在必行。
3 教学方式的转变
目前比较提倡的是任务型教学,即“倡导任务型教学模式,让学生在教师的指导下,通过感知、体验、实践、参与和合作等方式,实现任务的目标,感受成功。”在任务型教学中,教师围绕特定的教学环节目的,设计出可操作性强、任务化的教学活动,教学活动中让学生完成各项真实的任务,从而培养学生独立的能力,并在学习过程中感受成功,获得情感体验和调整学习策略,形成积极的学习态度。任务型教学模式是培养学生运用语言进行交际的有效途径之一,它充分体现了以学生为中心和以人的发展为本的教育理念,因此可以运用到该课程的教学中去,具体体现在以下几个方面:
(1)在《自动控制原理》课程的教学过程中,教师可以用相应的项目带动教学,利用项目的实际操作,倡导学生通过项目来感知、体验并实践,理论直接运用于实践,通过实际效果从而帮助学生克服课程枯燥的想法,解决计算中的繁琐事项,帮助理解难度大、抽象的课程。同时也可以解决验证性实验效果不明显的问题,增加学生对课程的兴趣。
(2)我们现在面对更多的是90后的学生,他们是具有鲜明特点的学生,思想独立,个性鲜明,对于自己所学习的知识有很多独特的见解,当然他们也是非常感性化的一代,因此,传统的课堂加死板的教学已经远远不能跟上他们的脚步,针对他们这样的特点,很多学校开始了新的教学方式的改革,例如“杜郎口中学”的教学方式遵循的是“课堂是舞台,学生是演员,教师是导演”的原则,把黑板留给学生,把讲台留给学生,让学生主动学习,并在学习中发现问题。这实际就是遵循了让学生真正的参与和合作到教学中去。而在大学中象《自动控制原理》这样的难度大的课程,也可以采用这一方式,尽量克服教师不停的讲课,可以适量的给学生一些时间,让他们参与到一些课程的讲述中去,把枯燥的课堂变成师生共同探讨的课堂,让学生能够真正充分调动主观能动性,让他们学习课程变被动为主动,深刻的体会课程的真正含义。
(3)改变旧的考试制度:该课程是比较抽象的课程,为了避免学生用考前强记的方法来通过考试,始终以卷面考试作为衡量学生对课程掌握程度的尺度则应该改变,可以加上一些平时对学生的考查,贯穿整个学习过程,把学生从纯理论知识中解放出来,让学生重视起课程的整体把握。
4 结束语
好的教学方法可以事半功倍,可以给教师和学生对课程一些新的认识,当然,教学方法是一个很久的话题,大家一直努力的在找寻一种捷径使得教师教的顺心,学生学的舒心,但是由于科目众多,并没有一种固定的教学程序可以让大家照搬,所以只有根据每门课程的特点实行相应的教学方法,并在教学生涯中不断的改进,以跟上课程的变化和学生的变化,要有耐心和爱心的对待学生,引导他们找寻学习的快乐,让他们善于发现学习中的每一个细节,以更好的投入到更多的学习中去。
参考文献
[1]王建辉.自动控制原理.清华大学出版社,2007.
[2]张旺,王世鎏.自动控制原理.北京理工大学出版社,2007.
[3]黄坚.自动控制原理及其应用.高等教育出版社,2007.
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