基于自动化控制技术课程群的探究型教学团队建设研究
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作者:霍海波 匡兴红 周悦 杨琛 孙晓明 谢嘉
[摘 要] 本文阐述了自动化控制技术课程群教学团队的建设思路与目标，从德育体系建设、课程体系梳理、教学方法和教学手段改革、实验实践体系建设和教学科研一体化等方面对教学团队的建设举措进行了探究，以建立一支综合素质高、教学手段先进的教学团队，提升人才培养质量。
[关键词] 教学团队;课程群;自动化控制;探究
[基金项目] 2019年度上海海洋大学“基于自动化控制技术课程群的探究型教学团队”建设项目（A1-2005-00-300277）
[作者简介] 霍海波（1976—），女，山西忻州人，工学博士，上海海洋大学电气工程系副教授，主要从事自动控制研究;匡兴红（1972—），
男，四川射洪人，工学博士，上海海洋大学电气工程系副教授（通信作者），主要从事智能控制研究。
[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2020）30-0044-02 [收稿日期] 2019-12-23
上海海洋大学电气工程及其自动化专业以社会需求为导向，遵循“厚基础、重实践、宽口径、倡创新”的指导思想，把内容联系紧密、内在逻辑性强、同属一个培养能力范畴的同一类课程作为一个课程群进行建设。自动化控制技术课程群是我校电气工程及其自动化专业的主干学科之一，主要包括自动控制原理、信号分析与处理、现代控制理论、智能控制、计算机控制技术、控制系统仿真等八门课和一门电气工程及控制实训实践课。该课程群对本专业学生系统地掌握自动控制理论与方法的专业知识及创新实践能力的培养具有举足轻重的作用[1]。
高校师资队伍的建设水平直接关系到学校的教育教学质量，以课程群为核心组建教学团队是一种非常有效的教学团队建设策略[2]。通过建立教学团队可以加强课程之间的交流与合作，以系列课程建设为平台，改革教学内容和方法，整合开发教学资源，以课程群为组织设计综合实验实践教学，从而提高教师整体素质和教学水平。
一、教学团队建设的思路与目标
建立以课程群负责人为中心，以骨干教师为主力军，以青年教师为后备军，造就学历结构、职称结构、年龄结构、学缘结构合理、学术水平高的高质量教学团队，在教学、科研、学科建设方面发挥团队作用，深化教学改革，提高教学质量，以培养综合能力高、实践能力强的高级工程技术人才。
根据自动化控制技术课程群建设的总体目标（将相关的理论课程和技术课程同实际被控过程有机地结合起来，用控制的理论知识完成对实际生产过程系统的有效控制），教学团队整体考虑课程群内课程衔接、理论教学内容、实验教学内容、教学方法改革、理论与实践的合理配置以及课程群内容的优化，从而让学生从大二年级到大四年级完成一个有机系统的学习过程。通过教学团队建设，使我校电气工程及其自动化专业教学目的性更明确，培养方向性更突出，技能培养的过程连续性更强并不断加深。
二、自动化控制技术课程群教学团队的建设举措
（一）落实课程德育教育，建立完善的课程德育体系
本课程群的核心是自动控制技术，梳理、挖掘课程群内每门课程与控制技术相关的德育元素，编写课程德育要点和案例，并整合、提炼形成课程群的德育体系。
（二）课程体系梳理
教学团队通过剖析不同课程之间的内在联系建立课程体系，明确课程逻辑关系及其在培养方案中的地位。规范专业核心课程与选修课程之间的教学内容分配、衔接等，突出重点，避免内容重复[3]。以核心课程为主导，将学科最新研究成果及时补入教学内容，并定期修订与完善各门课程教学大纲。
“自动控制原理”和“现代控制理论”课程主要讲授自动控制系统分析和综合的基本理论和方法，理论性较强，用于指导实践。计算机控制技术、控制仪表及装置等以电动机为被控对象，以控制器为核心，以电力电子变换装置为执行机构。智能控制是自动控制发展的高级阶段。该教学团队课程主线清晰，既注意课程各自的特点，又强调它们的内部联系。
自动控制原理主要讲述系统的稳定性、系统性能（稳态性能和动态性能）分析和系统综合三方面内容。现代控制理论等也主要围绕这三方面内容进行讲解。针对同一个问题，如判断系统的稳定性，就自动控制原理课程本身而言，我们可以分别通过时域法、根轨迹法和頻域法对系统稳定性进行判别。同时还可以纵向对比，即将上述系统稳定性判别方法与李雅普诺夫稳定判据及离散系统稳定性判别方法相对比，分析不同方法之间的内部联系及各自特点。
（三）教学方法和教学手段改革
本教学团队所涉及课程的主要特点是图多、公式多，讲授内容偏重控制理论与系统分析，理论性强，为了使知识要点的讲解能形象化地展示在教学中，尝试将MATLAB仿真技术引入到课堂教学中，帮助学生更好地理解和掌握知识难点，增强教学的实时性和互动性。此外，结合本教学团队核心课程“自动控制原理”已建网络教学平台，进一步借助我校EOL平台推广建设“现代控制理论”“智能控制”和“计算机控制技术”课程知识要点的网络教学资源，搭建课程群网络教学平台，大力推广混合教学模式和翻转课堂，促进学生自主学习的能动性。
另外，在课程进行到一定阶段，可以设计一个完整的项目，将课堂所学理论与实践教学有机结合起来，提高学生解决实际问题的综合能力。此外，针对同一个技术问题，团队成员可以指导学生根据自己课程内容设计出不同的解决方案，使知识融会贯通。
（四）实验实践体系建设
我校按三层次即基础实验、综合实验和设计型实验由简单到综合的顺序开展实验教学。在教学过程中适当减少验证性实验，增加综合、设计型实验的比例。在控制类综合实践环节引入电机转速、倒立摆等实物控制，将理论与实践紧密结合。此外，控制问题贯穿于大学生创新项目的研究过程，将控制类创新项目成果作为案例反馈于课堂，大大改善教学效果。 在实验与实践教学环节，团队成员还以科研项目为背景，提炼出一些内容、难度和工作量适中的技术问题，根据学生的层次和特点确定为毕业设计题目，培养学生的研究和设计能力[5]。
（五）教学科研一体化，相互促进
教学团队以提高教学质量、促进教学改革为主要任务，通过团队建设提高人才培养质量。科研团队以项目为依托，探索新知识，为学科发展提供创新成果和支撑[3]。教学过程中，强调教研结合，将科研中的新成果和前沿课题及时补充到教学内容中。教师将研究课题的相关问题以案例的形式融入课堂教学中，让学生认识和体会各课程基础理论知识与方法在综合问题求解时的重要作用[4]，激发学生的学习兴趣，加深学生对理论知识在技术逻辑相关性方面的整体认识和理解，从而提高教学质量。
三、结语
自动化控制技术课程群在我校电气工程及其自动化专业人才培养中具有极其重要的作用。以课程群为载体建设教学团队对于课程资源共享，教师队伍建设和提高教学质量具有积极的推进作用，对进一步深化教学改革具有一定的借鉴意义。
参考文献
[1]曾庆军，邓志良，朱志宇，等.自动化省级特色专业控制类课程群建设[J].电气电子教学学报，2006（1）：14-18.
[2]王卫伟，李蛟，杜庆洋，等.以课程群为核心的高校教学团队建设实践[J].教育教学论坛，2018（29）：52-53.
[3]陈莉荣，姜庆宏，王哲，等.环境工程专业优秀教学团队建设探讨[J].中国冶金教育，2014（5）：6-8.
[4]王興东，朱华蓓，周艳，等.研究创新型机械基础教学团队的建设与实践研究[J].教育教学论坛，2019（32）：49-150.
[5]黄云志，徐科军.以学生为中心，加强系列课程教学团队建设——以合肥工业大学为例[J].合肥工业大学学报（社会科学版），2012（1）：134-137.
Research on Inquiry-type Teaching Team Building Based on Course Group of Automation and Control Technology
HUO Hai-bo，KUANG Xing-hong，ZHOU Yue，YANG Chen，SUN Xiao-ming，XIE Jia
（Department of Electrical Engineering，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）
Abstract：This paper expounds the building ideas and goals of teaching team on the course group of automation and control technology.It explores construction measures from the aspects of moral education system construction，curricula system combing，reform of teaching methods and means，experiment and practice system construction，and incorporating scientific-research into teaching practice.The aim is to build a teaching team with high comprehensive quality and advanced teaching methods for enhancing the quality of talent-training.
Key words：teaching team;course group;automation and control technology;inquiry
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