自动控制理论的“探究式讲授”特色教学法
- 格式:doc
- 大小:34.00 KB
- 文档页数:6
从工程教育认证视角探讨“自动控制原理”课程教学方法及教学评价体系的改进一、引言自动控制原理是电子信息类专业的重要课程,也是工程教育中不可或缺的一环。
随着工程教育认证的不断推进,对于课程教学方法及教学评价体系的改进已经成为当务之急。
本文将结合工程教育认证的要求,探讨自动控制原理课程的教学方法和教学评价体系的改进,以期提高课程教学的质量和水平。
二、自动控制原理课程教学方法的改进1. 引入案例分析教学法传统的自动控制原理课程教学主要以理论为主,缺乏实际案例的引入。
通过引入案例分析教学法,可以将理论知识与实际案例相结合,让学生通过分析实际案例来理解自动控制原理的应用场景和实际操作方式,提高学生的实际应用能力。
2. 强化实践教学环节自动控制原理是一个涉及大量实际操作的课程,然而传统的教学方法中实践环节较为薄弱。
改进教学方法,增加实践环节,比如引入仿真软件进行控制系统的设计和仿真实验,或者增设实验课程,让学生亲自动手操作,提高实际动手能力。
3. 采用互动式教学传统的自动控制原理课程教学中,教师往往是主导者,学生是被动接受者。
应该改变这种教学模式,引入互动式教学,让学生在课堂上积极参与讨论,提出问题,互相交流,提高学生的思辨能力和解决问题的能力。
1. 增加实际案例分析评价传统的自动控制原理课程评价主要是通过考试和报告来进行,缺乏对学生实际能力和综合素质的评价。
可以增加实际案例分析评价,让学生针对实际案例进行分析和解决问题,通过评价学生的案例分析能力和综合运用能力。
自动控制原理是实践类课程,因此应该加强对学生实践操作能力的评价。
可以通过设置实验报告、实验操作评价等方式来评价学生的实践操作能力,以确保学生在实际操作中的能力和水平。
3. 引入同行评价引入同行评价,可以让学生互相评价、互相学习,增强学生的团队合作能力和沟通能力。
也可以让学生更好地了解自己在学习中的不足,及时进行改进,提高学习成效。
新时代背景下“自动控制理论”教育方法的探讨【摘要】本文探讨了在新时代背景下,如何改进自动控制理论的教育方法。
首先介绍了当前自动控制理论的研究现状,接着分析了传统教育方法存在的问题。
然后提出了基于新时代背景的教育方法,包括引入现代科技手段的教学方式和发展学生创新能力的教学方法。
通过对比传统教育方法和新方法的优劣,本文强调了新时代背景下自动控制理论教育方法的重要性。
展望未来发展趋势,认为随着科技的不断进步,自动控制理论的教育方法将更加灵活和多样化,有助于培养更多具备创新能力的学生。
【关键词】关键词:新时代、自动控制理论、教育方法、现代科技、创新能力、重要性、发展趋势。
1. 引言1.1 新时代背景下“自动控制理论”教育方法的探讨自动控制理论的教育方法在新时代的背景下,需要注重培养学生的创新意识和实践能力,引导他们应用所学知识解决实际问题。
还需要结合现代科技手段,如人工智能、大数据分析等,将理论和实践相结合,提高教学效果和学生的学习积极性。
针对新时代背景下的教育需求,自动控制理论的教育方法还应该注重发展学生的创新能力和团队合作精神,培养学生的综合素质和实践能力,使他们成为行业中的优秀人才。
新时代背景下的“自动控制理论”教育方法必须不断创新和改进,以适应时代的发展需求,为我国自动控制领域的发展做出更大的贡献。
2. 正文2.1 当前自动控制理论的研究现状当前自动控制理论的研究现状可以说是非常活跃和发展迅速的。
随着信息技术和人工智能的迅猛发展,自动控制理论在各个领域得到了广泛的应用和推广。
在工业控制、智能交通、航空航天、智能制造等领域,自动控制理论都扮演着重要的角色。
在工业控制领域,自动控制理论已经广泛应用于生产自动化、机器人控制、工艺控制等方面,极大地提高了工业生产效率和产品质量。
智能交通领域,自动控制理论被运用在交通信号灯控制、智能交通系统的设计和优化等方面,有效地缓解了交通拥堵问题。
在航空航天领域,自动控制理论被广泛应用于飞行器的自动导航、飞行姿态控制等方面,提高了飞行安全性和准确性。
自动控制原理课程的混合式教学模式探索【摘要】本文探讨了自动控制原理课程的混合式教学模式。
在分析了研究背景和研究意义。
正文包括混合式教学模式概述、自动控制原理课程的特点、混合式教学模式在该课程中的应用、案例分析和教学效果分析。
结论部分总结了混合式教学模式的优势,并展望了未来发展方向。
通过本研究,可以为自动控制原理课程的教学提供新思路和方法,提高教学效果,增强学生的学习体验和能力。
混合式教学模式有助于实现教学内容的灵活性和互动性,提升学生的学习积极性和自主性,是一种有效的教学手段。
【关键词】自动控制原理,混合式教学模式,研究背景,研究意义,特点,应用,案例分析,教学效果分析,优势,总结与展望1. 引言1.1 研究背景自动控制原理是现代工程领域中的基础课程,其教学内容涉及到控制系统的基本原理、控制器设计、系统分析等方面。
随着信息技术的不断发展,混合式教学模式逐渐受到人们的关注和重视。
混合式教学模式结合了传统教学和网络教学的优势,通过多种教学手段和资源,提高了教学效果和学习体验。
在传统的自动控制原理课程教学中,学生往往面临课堂内容过于抽象、理论与实践脱节等问题。
而混合式教学模式的引入,可以有效地解决这些问题,提高学生对课程内容的理解和应用能力。
但目前关于混合式教学模式在自动控制原理课程中的应用研究还比较有限,有必要对其进行深入探讨和分析。
本研究旨在探索混合式教学模式在自动控制原理课程中的应用及其教学效果,为提高自动控制原理课程教学质量提供参考和借鉴。
通过对混合式教学模式的实验、案例分析以及教学效果评估,可以更好地了解该教学模式的优势和不足之处,为教学改进提供依据和建议。
1.2 研究意义混合式教学模式在自动控制原理课程中的应用具有重要的研究意义。
随着信息技术的快速发展,传统的教学模式已经不能完全适应学生的学习需求。
混合式教学模式结合了传统教学和现代技术手段,可以提高教学效果,激发学生的学习兴趣,培养学生的自主学习能力。
从工程教育认证视角探讨“自动控制原理”课程教学方法及教学评价体系的改进自动控制原理是自动化、电气工程、机械工程等相关专业的重要课程,其教学质量对学生的专业能力和就业竞争力具有重要影响。
从工程教育认证的视角出发,探讨自动控制原理课程的教学方法和教学评价体系的改进,对提高教学质量,培养高素质工程技术人才具有重要意义。
一、自动控制原理课程教学方法的改进1. 强化理论与实践相结合传统的自动控制原理课程教学中,理论与实践往往是割裂的,学生很难将抽象的理论知识与实际案例相结合。
教师应当注重在课堂教学中引入实际工程案例,通过实例分析,将抽象的理论联系到实际工程问题中,培养学生的工程实际应用能力。
2. 引入现代教学手段随着科技的不断发展,现代教学手段如虚拟仿真技术、计算机辅助教学等已经成为教学的重要途径。
教师可以利用这些现代教学手段,将抽象的自动控制原理理论通过动画、模拟等形式形象化,提高学生的学习兴趣,增强他们对知识的理解与记忆。
3. 实施问题导向的教学传统的教学往往以教师为中心,学生被动接受知识。
对于自动控制原理这样的专业课程来说,应当更加注重培养学生的问题解决能力和创新意识。
教师在教学过程中可以引导学生通过案例分析、实验设计等形式,自主发现问题,主动学习解决问题的方法。
二、自动控制原理课程教学评价体系的改进1. 引入综合性评价以往的自动控制原理课程评价往往只注重考试分数,而忽视了学生的综合能力和实际应用能力。
应当建立以考试成绩、课堂表现、实验报告等多种途径的综合评价体系,全面评价学生的学习成绩和能力。
2. 强化实践能力评价自动控制原理是一门理论联系实际的专业课程,学生的实践能力对其综合素质的影响极大。
应当在教学评价体系中加入实验报告、实验操作等实践环节的评价指标,全面考察学生的实际操作能力。
3. 注重问题解决能力评价自动控制原理的学习过程中,学生应当培养问题解决的能力。
评价体系中应当加入解决实际工程问题的案例分析、综合设计等能力评价指标,考察学生的问题解决能力和创新意识。
自动控制原理卓越课程全方位教学改革探讨自动控制原理是一个重要的工程学科,它研究如何对各种物理和社会现象进行测量、建模、分析、优化以及控制。
然而,在传统的教学方式下,学生可能会出现记住公式但不知道如何应用的情况,使得他们在实际应用中遇到困难。
因此,针对现有教学方式的缺点,全方位教学改革应运而生,旨在提高学生的实际应用水平和创新能力。
一、激发学生学习的兴趣和动力控制理论涉及多个学科的交叉,涉及到复杂的数学计算和物理实验,是一个高度理论和实践结合的学科。
学生的主动性和积极性往往会在课堂上得到激发。
在全方位教学改革中,应该综合运用一系列的教学方法,如课堂互动、多媒体展示、实际操作等,以吸引和激发学生的学习兴趣和动力,提高他们参与课程的积极性和学习效果。
二、增强实践操作的机会和实用性自动控制原理这门学科主要是以实例为基础,课程中需要更多的实践操作来帮助学生更好地理解和探究。
全方位教学改革应该抓住这一点,组织实验教学和应用实践,使学生可以亲自动手搭建实验系统、分析数据、解决实际问题。
这将有助于增强他们的实践能力和应用水平,提高综合素质。
三、建设多元化教学资源和学习环境为了提升教学效果和学生的学习质量,我们应该加大对教学资源建设的投入。
在多元化的教学资源和学习环境下,学生可以自由获取各种学习资源,如互动课件、电子教材、网络课程、学习app等。
教师还可以通过数字授课、在线答疑等方式更好地与学生进行互动,快速地解决学生的问题,并增加课程的可操作性和实用性。
四、加强实践与理论相结合的教学模式自动控制原理这门学科需要多方面的知识才能应用到实践中,教学模式应该注重学习过程的实践性和理论性实现。
在全方位教学改革中,在讲授理论知识的同时,教师要引导学生分析实际问题,并且通过实践课程对理论的应用加深学习。
这样使学生能够更好地理解和应用所学知识,进一步培养综合素质和创新意识。
大学自动控制理论教案大学自动控制理论教案一、课程信息1.1 课程名称:自动控制理论1.2 学分数:3学分1.3 授课对象:本科生1.4 前置课程:高等数学、电路基础、信号与系统1.5 授课时间:16周1.6 授课方式:理论授课+实验教学二、教学目标2.1 理论目标:通过本课程的学习,学生能够掌握自动控制理论的基本概念、基本理论、分析方法和设计方法,并能够灵活运用所学知识解决电路、机械、化工等实际工程问题,具有较强的应用能力。
2.2 实践目标:通过实验教学,让学生熟悉自动控制系统中各种传感器、执行器、调节器等的原理和应用,学习自动调节系统的实际工作原理和调试方法,培养学生合作精神、解决实际问题的能力。
三、教学内容3.1 自动控制理论基础3.1.1 自动控制的基本概念和分类3.1.2 自动控制系统的闭环控制原理3.1.3 自动控制系统的传递函数和时域特性3.1.4 自动控制系统的频域特性和稳定性分析3.1.5 采样控制系统和数字控制系统3.1.6 非线性系统的特征和控制方法3.2 自动控制系统的设计3.2.1 PID控制器的设计和调节3.2.2 线性二次调节(LQR)控制方法3.2.3 频率响应设计法和根轨迹设计法3.2.4 模型参考控制法和自适应控制法3.2.5 非线性系统的控制设计和模糊控制3.3 自动控制实验3.3.1 传感器的应用和实验3.3.2 执行器的应用和实验3.3.3 自动调节系统实验3.3.4 机械、电路控制实验3.3.5 数字控制系统实验四、教学方法4.1 理论教学教师采用讲授、讲解、交互式教学等多种教学方法,注重通过典型例题、实例分析、案例研究等方式,逐步引导学生理解自动控制系统的基本概念、分类、控制原理、分析方法和设计方法。
4.2 实验教学教师根据课程设计,分别设计不同类型的实验,结合实验指导书进行现场实验操作,并在实验过程中要求学生严格按照实验规范执行,同时引导学生自行解决实验中遇到的问题,从而培养学生的实践能力和创新能力。
自动控制原理课程研究型教学方法初探作者:鲁峰来源:《科技资讯》2017年第24期摘要:研究型教学是一种新的教学理念、教学方法、教学模式,是我国高等学校教学改革的重要方向之一。
本文从研究型教学的理论基础出发,联系高校中自动控制原理课程教学中出现的问题,将研究型教学融入至其课程教学过程中,提出了实施研究型教学的内容及具体手段,以提高教学质量和改善教学效果。
关键词:自动控制原理研究型教学教学方法中图分类号:TP273 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)08(c)-0172-02建设高水平研究型大学是目前国内较多高校瞄准的奋斗目标,而培养适应现代社会发展需要的高层次专业技术人才是其建设目的。
针对培养一个杰出的科学人才的关键是什么的问题,诺贝尔物理学奖获得者格拉肖曾经这样说过:“我认为关键在于让年轻人停止当学生,使他们开始成为研究者”。
高校传统的单一教学型授课模式在一定程度上束缚了青年学生的思想,难以满足当今社会人才培养的需要,大学教育由教学型向研究型教学模式的转变是研究型大学向高水平发展的必然趋势[1]。
1 自动控制原理课程教学存在的问题1.1 应试教育思想高校自动控制原理教学仍受应试教育影响,教师仍然认为自己是教学主体,在教学过程中,以教师主导代替学生主体;课程教学一直沿用灌输型教学方法,教材选用过于强调普适性,难以涉及控制学科在航空航天领域的前沿知识,学生在应付这种课堂教学的同时,内心学习兴趣不够浓厚。
在这种与工程实际联系不够的课堂知识教学影响下,学生缺少探究原理本质的动力,深感书本知识与工程实际应用脱节。
这种落后的灌输型教育现象造成了高等教育资源的极大浪费,同时严重制约了人才培养的效果[2-3]。
1.2 落后的教学手段随着高校人才培养标准的发展,“通识”教育理念逐渐渗透到教学改革中,使得课程设置和教学时数发生了相应的变化,就我校飞行器动力工程专业而言,自动控制原理课程由64学时缩减为48学时,为尽量少影响教学效果,需对教学内容进行调整。
自动控制原理课程的混合式教学模式探索一、自动控制原理课程简介自动控制原理是理论最为基础的控制学科之一,其重要性逐渐被人们所认识和重视。
自动控制原理涉及到了自动控制和系统工程的各个方面,包括系统建模、系统分析、控制器设计、控制效果评估等等。
在自动控制原理的学习中,学生需要掌握的知识点比较多,同时这些知识点之间关联性很强,因此教学难度比较大。
而借助互联网技术,采用混合式教学模式可有效解决教学过程中遇到的种种问题。
在自动控制原理的教学中,我们可以借助一些在线学习资源来实现混合式教学。
比如,可以开设一个专门的在线学习平台,将多媒体课件、在线课程、实验演示等多种教学资源实现统一管理和整合,使学习资源更具可操作性和实用性。
同时,整合多种教学资源还可以促进学习资源的收集、整合和共享,提高教育资源的利用效率。
此外,在自动控制原理混合式教学模式中,为学生提供在线实验平台也是十分有必要的。
借助在线实验平台,学生可以进行实验操作和实验设计,获取实际操作经验,提高实验设计和实验操作的技能,增强实际应用能力。
实验数据可以通过在线学习平台传递给学生,让学生通过实验数据的统计和分析来加深对相应理论知识的理解,帮助学生掌握自动控制原理的相关概念、方法和技能。
1.优化教学资源的利用通过将传统教学和网络教学手段结合起来,可最大限度地优化已有的教育资源,使其具有更广泛的适用性和实用性。
同时,此模式下建立在线学习平台也可以为教学资源的收集、整合和共享提供更为便利的途径。
2.提高学生的学习兴趣采用混合式教学模式,学生可以获得更灵活的学习方式和更加多样化的学习体验,从而提高学习兴趣和主动性。
此外,借助在线学习平台,学生还可以与其他学生交流讨论,这一点也可以在一定程度上促进学生的合作意识和创新思维能力。
3.增强学生成长教学过程中,学生可以从在线课程和实验实践中获取更多地实际经验,掌握更多的基础知识和实践技能,提高自主学习和实践能力。
在这一过程中,学生还可以增加实际操作经验,不仅为将来的学习和就业打下坚实的基础,还能提高学生成长的能力和整体竞争力。
自动控制理论的“探究式讲授”特色教学法摘要:针对自动控制原理理论性强、讲解抽象等问题,提出了“探究式讲授”特色教学法,为提高自动控制原理课程的教学效果提供了新的思路和方法。
关键词:自动控制原理探究式讲授
中图分类号:g642.42 文献标识码:a doi:
10.3969/j.issn.1672-8181.2013.11.098
我校开设自动控制理论的专业包括控制工程、发射工程和电子工程等,控制工程对该课程要求最高,将其列为最重要的一门专业基础课。
该课程主要特点是理论性强、内容丰富、概念抽象、公式习题多、计算繁杂,学生容易产生厌学情绪,教学效果不够理想[1]。
为提高教学质量,提出“探究式讲授”教学方法,以提高学生学习的积极主动性,改善教学效果。
1 教学方法简介
自动控制理论作为基础理论课,教学适用课堂讲授方式。
与传统的以教师为中心、知识传授型讲授方式不同,我们在课程中采用了引导探究式教学。
从传统的以教师为中心的知识传授性教学,向知识传授与探究相结合,激发学生的特长和潜能,避免照本宣科,采用提问式双向交流、研讨式的课堂形式,引导学生的好奇心,求知欲。
向调动学生自主性为主要目标转变,在传授知识和激发潜力的同时,培养学
员系统、辩证的思维能力。
2 “系统无处不在,控制无处不在”的授课理念
好的教学方法应当是结合课程特点的方法。
重视思想方法的传授,才是素质教育的精髓。
根据自动控制理论的特点,可以从“系统无处不在,控制无处不在”这一角度展开教学。
授课思想包含以下三个方面的内容:
2.1 控制理论是一般性科学
经过数学家与工程人员的几代努力,控制理论已成为具有一般意义的科学。
控制理论的产生与发展的过程,是从特殊到一般的过程;控制理论的应用与思维训练,则是从一般到特殊的变化;而在数学家看来,控制理论本身就是数学的一个分支。
2.2 系统就在身边,控制就在身边
虽然自动控制理论主要针对工程控制问题,但其中的思想早已超出了工程范围。
在我们周围充满控制系统的实例,身边的物是系统,有控制,甚至身边的人也是系统,也有控制。
人永远处于控制系统中,而人本身也是一个超复杂的控制系统。
2.3 我的教学活动也是一个控制系统
根据控制理论,教学活动是一个由教师与学生共同组成的闭环系统,在这个闭环控制系统中,目标是大纲中对学生提出的要求,为了实现这一目标,既有教师课堂讲授的顺馈控制,又有对学生掌握程度的反馈过程,此外为利用控制理论组织与改进教学活动,还
可加入最优化、自适应控制、模糊控制的思想。
3 “高处着眼、低处着手”的教学实施
3.1 高处着眼
要让学生深入地理解自动控制理论,教员需要对控制理论本身具有较全面的把握。
不仅要对课程内容、难点、重点有深入的掌握,还要对自动化发展史、经典控制理论、现代控制理论、智能控制、先进控制等内容有相当全面的了解,对基本的研究方法与结论有一定的应用。
同时还要将控制理论作为兼具哲学意义、数学意义、工程意义的一般性方法,在授课中对学生进行适当的思维训练,从而培养学生系统全面的思维与行为模式,并激励学生热情向上的人生态度。
3.2 低处着手
作为教员,在教学过程中有必要将理论推导的过程讲深、讲透,一点一滴地向学员传递细微之处的思想、方法,让学员认识到数学推导的重要性,对控制系统具有较好的数学抽象与分析能力,并能将控制理论与工程应用结合起来。
在技能与知识结构上达到知识传递的目的,将理论性与抽象性的控制论密切结合实际,进一步借助本课程展示整个学科的特点与成就。
4 教学设计
将以上教学思考具体到课堂讲授上,就是注重系统的观念,并适当扩展控制对象,并不将自动控制理论局限在工程控制中,还包
括经济、社会、生物等系统,对实例加以阐释引导学员经历直观感知、观察发现、归纳类比、空间想象、抽象概括、符号表示、运算求解、数据处理、演绎证明、反思与建构的思维过程,建立系统论与控制论的基本观念。
这样做有助于学生的学习超越教材,对整个学科领域的学术成就有所认识,从而进入到复杂深刻的控制学科学习中。
4.1 实例的选择
以二阶系统时域分析一节课程设计为例。
从二阶系统分析的价值引入,举例说明常见的工程系统如lc网络和弹簧振子都是二阶系统,而一些高阶系统如火星探测器等可降阶为二阶系统,从而建立工程问题与数学模型之间的联系。
再根据特殊到一般认识规律,将二阶线性定常系统集中到典型二阶系统上。
典型二阶系统分析是控制理论教学的重点,许多系统可以用其描述,其参数与性能指标具有简单的解析关系,可作为系统设计的基础。
4.2 讨论问题的设置
模型建立后可进行以下几个方面的讨论:希望得到什么形式的输出?系数设置有何规律?为何这样设置?这些问题的结论反映了控制论的基本思想。
在典型二阶系统时域分析中,注意以下几个问题的探讨:为何选择单位阶跃信号作为输入?决定系统运动形式的关键因素是什么?两个参数各自的取值范围及对特征根的影响作用。
其中最后一个问题引出单位阶跃响应的运动形式划分。
采用
枚举方式将所有可能的输出进行列举,分析数学函数的物理概念,并引导学生发现与归纳几种输出的异同。
整个教学过程中围绕的中心在于从系统角度看性能的影响因素,进而将所得到结论推广到一般系统。
4.3 哲学思想的融入
在系统两个特征参数对稳定性、阻尼性以及快速性三方面的定性影响的讨论中,提醒学生注意稳定性量变到质变的过程,并辩证地认识阻尼比选择的一般要求。
可以看出在这种教学设计下,教学并不仅是以获取静态结果知识为目标的,而是一个联系与分析的思维过程,过程中启发学生对现有知识整理组织,又形成新知识,实现知识结构的建立与扩充。
5 结束语
本文根据“自动控制原理”课程的特点和目前在教学方面存在的问题,进行了教学方法的探讨,提出了“探究式讲授”特色教学方法,引导学生自主学习,加强互动。
这种教学方法提高了学生的学习兴趣,有效提高了教学质量。
参考文献:
[1]荣丽红等.matlab在《自动控制原理》课堂教学中的应用[j].中国电力教育,2011,(5):76-77.
作者简介:陈励华,第二炮兵工程学院三系,陕西西安 710025 杨艳丽,第二炮兵工程学院三系,陕西西安 710025
张国良,第二炮兵工程学院三系,陕西西安 710025 廖守亿,第二炮兵工程学院三系,陕西西安 710025。