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引言
自動控制理論發展的歷史并不長，從二十世紀三十年代開始，不過幾十年的發展，而真正進入高等學校課程還是二十世紀五六十年代。它的出現給高等教育注入了新的活力，目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業的主要專業基礎課之一，是一門知識覆蓋面廣、課程內容多、更新發展快且應用性很強的課程，該課程對學生建立系統和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學內容，提高教學質量
隨著控制理論的發展和計算機技術的應用，新的控制方法和控制手段也越來越多，為了適應時代要求，根據本科專業培養目標和專業特點，我們對自動控制課程的內容進行了重新整合，選用優秀教材，制定了新的教學大綱、實驗大綱和考核大綱。適時地把一些新內容、新的教學成果、應用實例融合到教學內容中，做到課程內容的基礎性和先進性相結合，把握經典與現代、本課程與其他相關課程內容的關系處理。大幅度減少了學時數，將經典控制理論與現代控制理論結合起來講授，重點講解控制理論的基本知識及應用，理清思路，了解方法，增強系統性。
自動控制原理的教學內容有一條主線：系統分析和系統設計。圍繞這條主線，把教學內容劃分為六大塊：自動控制的一般概念、數學基礎與數學模型、系統的分析、系統的設計、采樣控制系統的分析和非線性系統的分析。對于系統分析是重點講解部分，介紹了各種分析方法：時域分析法、根軌跡法、頻域分析法，狀態空間法等，進行有關系統的動態、靜態分析，以及能控性和能觀性分析；在系統設計這一重點部分的講解中，介紹了根軌跡設計法、頻域設計法和狀態控制設計法，與系統分析相呼應，使學生在整個學習過程中，圍繞“系統分析和設計”這條主線進行，做到舉一反三，從而對自動控制理論有一個完整清晰的理解。
在分析設計這個主線下，以穩定性指標為輔線。在各個有關章節的小結中對穩定性都予以重點討論，通過對各種穩定性判斷方法的分析，把前后的知識點加以銜接聯系，并綜合應用。
在講清系統物理概念的基礎上，結合課程內容，引入先進的計算機輔助教學手段。將Matlab軟件在控制系統中的應用引人課堂教學，在諸多課堂教學環節中實現了Matlab仿真演示，增強了學生對抽象理論的感性認識，收到了良好的教學效果。
為體現教學內容的先進性、科學性和前沿性，引導學生進一步學習的興趣，對目前控制理路研究的熱點和發展趨勢作一些簡要介紹，如模糊控制、智能控制等。
2改革教學方法，提升教學手段
自動控制原理對學生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運用能力、數—形結合能力有一定的要求，并需具有扎實的數學基礎，學生在學習中經常會感到困難而產生畏難情緒，影響學習效果。因此，改革傳統教學方法和教學手段，進而提高教學質量，是課程改革的重中之重
2．1采用現代教育技術與手段提高教學效果
在以信息、知識爆炸為特征的今天，傳統的教學手段以不能適應時代的需要，教學手段的改革勢在必行。在《自動控制原理》課的多媒體教學實踐中，我們努力探索如何使多媒體這一先進的教學手段更好地服務于課堂教學。開發了《自動控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件，．采樣了多媒體與板書相結合的教學方法，既充分利用了多媒體教學的生動、逼真、容量大的優點，又充分利用了板書教學的嚴謹性、邏輯性強的優點。實踐證明，這一方法取得了良好的教學效果，受到了學生的認可，對教學質量的提高起了一定的積極作用。轉貼2．2加強實踐教學環節，增強學生的動手能力
注重實踐能力的培養，堅持理論聯系實際的原則，加強學生動手訓練，培養學生的創新能力。學生對新知識的理解，僅僅通過課堂講解還很不夠，必須通過實踐教學這一環節，使學生對知識有一個感性認識。
實踐教學是提高學生創新精神和能力的重要途徑，在教改過程中，我們加強實驗室建設，徹底改造了原有的實驗內容，開發了綜合設計實驗及課程設計，目的在于通過實踐教學，培養學生應用控制理論的方法解決實際問題、將實際問題抽象為理論問題的能力。實驗只提目標和要求，沒有詳細的實驗步驟和實驗電路圖。學生根據個人情況自主選擇難度等級不同的實驗，根據系統的性能要求，獨立完成系統設計，系統搭建和調試，記錄原始數據和圖形，寫出實驗報告。所有這些都極大地調動了學生學習的主動性和積極性，鞏固了課程理論，激發了學生學習的熱情，培養了學生的動手能力和獨立思考的能力，使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強學生理論聯系實際的能力，在教學過程中還增加了課程設計這一教學環節，通過課程設計，使學生了解到了Matlab軟件在自動控制系統中的應用，拓寬學生的知識面，加深學生對(lf動控制原理》這門課程的基本概念，基本的分析方法及設計方法的理解。
3以教學推動科研，以科研促進教學
對于普通高等教育來說，教學固然重要?？蒲幸膊豢梢院鲆?。教學和科研是相輔相成的兩個方面，兩者不可分割。從自動控制理論來講，它近幾十年才建立起來，與工程實際聯系較廣，特別是在發展過程中，數學和計算機起了很大的作用，成為控制理論的重要工具。因此可以說，控制理論是工程與數學、計算機科學相互作用的前沿。在教學中講授理論知識的同時，可以增加一些與科研結合的內容，如在同學中選一些成績較好，對科研又有一定興趣的同學，參加有關教師的科研項目，也可為學生科技活動中心提供一些課題，指導學生參與科研。這樣，一方面調動了學生的積極性，培養了學生的動手能力，另方面，也可為科研活動的開展打好基礎。學生通過參與科研，學習興趣更加濃厚了，求知的欲望更強了。
4下一步改革設想
該課程的教學改革已在我校實施。取得了良好的教學效果，學生的基本知識、專業能力、實踐技能乃至學習興趣等。都較以往有較大的提高。教學改革的路子還很長。尚需繼續探索和實踐，使之不斷完善，下一步改革的設想有四點：
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Key words: automatic control theory;examination reform;program
中圖分類號:G42文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)15-0177-01
1自動控制原理課程考試改革的目的和意義
自動控制原理作為自動化及相關專業的一門重要的專業基礎課,是一門理論性很強的課程。同時,該門課所研究的領域也是學生從未接觸過的知識。為了使得學生能夠在學好理論的同時將其運用到實際中,激發興趣,強調過程考核,并且提高考試成績和及格率,突出教學重點,對這門課實施考試改革以配合教學改革[1]。通過考試改革可以帶動教學改革進程,構建融會貫通、緊密配合、有機聯系的課程體系。
2自動控制原理課程考試改革的內容
2.1 課程內容的整合與優化。為了培養學生的學習能力和實踐能力,同時檢查教學效果,在一些章節后組織編排綜合型的題目,讓學生以小論文的形式提交,將其成績記錄到期末總成績的平時成績中。這門課的教學內容可以分成兩大部分內容的研究:前三章為控制系統的時域分析,偏重經典理論的研究;后兩章為控制系統的頻域分析,偏重工程實際應用。針對這樣的內容特點,安排兩次大作業,讓學生對一個生產生活中的實例從時域分析和頻域分析方法入手分析系統的穩態過程和暫態過程。針對這樣的能力考核,在平時教學中,從基本概念、基本分析方法入手,結合生產和生活中的實例,以時域分析方法為主線,時域分析和頻域分析并進,利用直觀的物理概念,使學生充分理解系統參數與系統指標之間的內在聯系,由淺入深地引導學生理解和掌握古典控制理論的精髓。把知識能力的考核放在首位。
2.2 由考試改革決定的教學方法和手段的改進措施。實踐環節中改變以往由教師命題的一貫做法,在學期末,安排一次綜合性實驗,題目學生可自選,也可從教師提供的試題庫中抽題,所選題目需具有一定的綜合性,采取自愿參加考試的方式。該部分的成績由五個等級構成,即不及格不加分,及格、中、良好、優秀會分別在在期末總成績中加相應的分數,建立一個具體的評價指標體系。這樣的考核方式可以給一部分在及格線邊緣的學生一次到達及格線的機會,給一部分要提高成績績點的學生一次提高總成績的機會,給一部分爭取獎學金的學生一次到達優秀成績的機會,給分布在每一個分數段的學生一次積極改進的機會,激發他們的學習熱情,同時能夠有效的提高及格率。
2.3 知識點的考核。筆試考試由全閉卷改為半開卷:改變原有的純粹的理論考試,把筆試試卷分成兩部分:試卷一,基本理論知識的考核,閉卷,占試卷成績的50%;試卷二,綜合能力運用的考核,開卷,可以帶查閱過的相關資料占試卷成績的50%。基本理論知識的考核包括:①基本知識模塊;②數學模型的建立與求解模塊;③線性連續系統的時域分析模塊;④線性連續系統的頻域分析與設計。
3 考試改革的進程安排
3.1 進行自動控制原理課程考試改革的調研。
3.2 制定出自動控制原理課程綜合應用能力考核的評價指標體系。
3.3 編制自動控制原理課程綜合性實驗試題庫。
3.4 在2007級自動控制原理期末考試中進行考試改革方案的試驗。
3.5 進行課程考試改革方案實施的初步總結,寫出課程考試改革方案實施的初步總結報告。
3.6 修改課程綜合應用能力考核的評價標準。
3.7 修改自動控制原理課程綜合性實驗試題庫。
3.8 撰寫自動控制原理課程考試改革的探索的論文。
3.9 在2008級自動控制原理教學中實施課程考試改革方案。
3.10 進行自動控制原理課程考試改革方案實施的總結,寫出課程考試改革方案實施的總結報告。
3.11 寫出自動控制原理課程考試改革方案的結題報告。
4自動控制原理課程考試改革的預期成果
4.1 學生學習的主動性得到增強,通過設置選做實驗,學生學習會更加主動,鼓勵學生提高綜合知識運用能力,不再像以前期末考試前幾天死記硬背,造成學的好不如背的好的怪現象。
4.2 學生的創造性思維能力得到了培養,通過完成大作業網上查閱資料的能力明顯提高,大量查閱資料后會超出教師布置的題目范圍,大部分學生會對教師的題目給出多種分析結果,甚至會超出所學的范圍,突破了思維定勢,即教師告訴什么就知道什么的現象。
4.3 學生撰寫科技論文的能力得到提高,為以后做畢業設計撰寫畢業論文打好基礎。
4.4 學生獨立分析問題的能力將得到提高。通過采取半開卷的模式,學生不但需要掌握基本理論,還要學會更好的利用基本理論解決實際問題,強調提高學生的分析,設計能力,及尋求一題多解的發散性思維,強調工程應用背景,立意考查靈活運用所學知識解決實際問題和創新思維的能力,改善了以往學生認為“學了也沒有用”的想法。
4.5 制定出課程考核能力與技能的評價指標體系。
4.6 撰寫課程考試改革實施效果的調研報告。
4.7 撰寫教改論文:自動控制原理課程考試改革的探索。
4.8 提交自動控制原理課程考試改革的結題報告。
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一、建立課件系統的整體框架
多媒體課件開發平臺由多媒體軟件工具來完成，按其功能可分為多媒體加工軟件如Word、Photoshop、Free-hand、Corel Draw、Animator Pro、Flash、Cool Edit、Cakewalk等；多媒體編著軟件如Authorware、Powerpoint、Dreamweaver、Visual Basic等；VCD光盤刻錄軟件如Video Pack4.0、Easy CD Creator、Winon
-CD3.X等。由于每個多媒體軟件工具的特點以及功能各不相同，所以目前課件的制作都是根據課件開發的具體情況，如課程特點和課件規模，教學課件使用對象來選擇合適的軟件工具。但事實往往是單一的制作工具很難滿足課件開發的全部需要，而自行開發專用的平臺又費時費力，成本過高，并且在多媒體課件開發過程中，常由于對教學規律了解不夠，對教學大綱把握不準，對學生接受知識的規律掌握不夠全面，且又不做認真的需求分析，缺乏完備的文檔資料和審查，因而開發的課件常難以滿足實際教學需要，又難以維護。因此，本課題根據《自動控制原理》課程的特點，以三本院校學生為對象采取一種折中而有效的方法：采用多種平臺相結合，即選取一種通用的制作工具作為多媒體課件制作的主要平臺或主環境，再根據需要選另一、兩種工具作為輔助平臺，二者在功能上形成互補。以軟件工程作為課件開發的一種工程思想，從而有效的合理組織整個課件開發過程，以提高和保證課件的質量，較好滿足實際教學需要。還可大大提高開發的成功率和可靠性、可維護性，共同滿足開發的要求。
二、課件局部及細節的技術實現
《自動控制原理》需要描繪大量曲線，比如伯德圖，奈氏曲線，根軌跡等。所以我們開發的多媒體課件將采用Flash等工具，將曲線繪制過程制作成動畫形式。繪圖的每一步驟可制作一個動畫，通過動畫的連續播放使學生掌握繪圖的動態過程。同時將會使教學過程變得輕松活潑，學生學習起來也更加容易。例如緒論我們就可以采用多媒體教學，用它來展示自動控制理論和系統的發展，自動控制技術的應用。通過演示水位自動控制系統和爐溫自動控制系統的工作過程，用圖像、動畫、聲音，使學生置于生動、形象的立體化教學環境中，從而引出自動控制原理、自動控制系統的概念，可以激發學生的學習興趣，使他們進入學習本課程的最佳狀態。
三、測試使用效果，課件系統的維護
在整個開發過程中，會對課件的各個部分進行多次調試，以確保效果，盡管如此，在整個課件合成后仍有很多問題，所以有必要進行反復調試，從而發現并修改各種不穩定因素和難以發現的錯誤，特別是基于多種平臺制作的多媒體課件系統，通過多次調試可以避免多種平臺在匹配的過程中產生的問題。測試方法可以從幾個方面進行：錯誤測試、功能測試及效果測試。經過調試沒有錯誤的多媒體教學系統就可以投入運行使用。在運行使用中，要定期對課件使用效果進行評價，課件評價是課件設計不可缺少的一部分，它既是課件設計的結束，也是軟件設計的開始。對課件的評價主要檢查它是否達到預期的教育、教學要求和技術要求。所以必須根據軟件使用人員（主要是學生和教師）的意見，對軟件進行升級維護，不斷提高軟件的質量。
四、總結
本課件開發以Authorware為主要開發平臺，文本、圖形、圖像、動畫、視頻等媒體的綜合使用使教學內容表現得豐富多彩、形象生動。仿真平臺的創建使學習過程簡單化，并且能夠充分調動學生學習的積極性和創造性，從而有效地提高課程的教學質量。另外，該課件系統界面設計友好，導航措施完善，能夠清晰簡潔地呈現課件內容，方便地實現各知識點間的選擇與跳轉，既有助于教師教學，也能提供給學生一個輕松自學的平臺。論文中的制作課件的方法，可使教師在教學過程中針對高職學生層次的高低，調整課件中實例的難易程度，使學生能“聽得懂，會分析”，對后續課件的使用與發展有著積極的作用。
篇4
引言
自動控制學科是近幾十年來了發展起來的一門很重要的學科。它的發展很迅速，特別是計算機的快速發展，更加快了它的發展，尤其是工業自動化技術近年來的發展。自動化學科研究的范圍也是很廣泛的，對實現我國工業、農業、國防和科學技術現代化、對迅速提升我國綜合國力具有重要和積極作用。
自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。
自動控制是相對人工控制概念而言的。指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。 自動控制是工程科學的一個分支。它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支。 基礎的結論是由諾伯特?維納，魯道夫?卡爾曼提出的.
自動控制技術是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用附加裝置使生產過程或生產機械（被控對象）自動地按照某種規律（控制目標）運行，使被控對象的一個或幾個物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉速等）或加工工藝按照預定要求變化的技術。它包含了自動控制系統中所有元器件的構造原理和性能，以及控制對象或被控過程的特性等方面的知識；自動控制系統的分析與綜合；控制用計算機（能作數字運算和邏輯運算的控制機）的構造原理和實現方法。自動控制技術是當展迅速，應用廣泛，最引人矚目的高技術之一；是推動新的技術革命和新的產業革命的核心技術；是自動化領域的重要組成部分。
自動控制技術有很強的應用背景，無論是在煉鋼、軋鋼、化工、石油、電力等工業上，或是造紙、紡織、皮革和食品等工業上；無論是在航空、航海、汽車和鐵路運輸工業和國防工業上，或是圖書資料的管理、實驗室技術設備上都得到廣泛應用。自動控制技術對導彈和人造地球衛星是非常重要的，對于研究原子能的應用，研究飛機和導彈的空氣動力和結構強度也是有用的。沒有應用背景的“控制理論”就缺乏生命力。如何巧妙地運用控制的基礎理論來解決實際問題是和研究控制理論本身不同的另一種創造性工作。
一、自動化控制原理
自動化控制有半自動與全自動化
例如：機器、設備可以按照生產的要求和目的，進行自動化生產；全自動人只需要作為操作員，確定控制的要求和程序，不用直接參與生產過程的控制技術；半自動化控制要人通過設施、設備、機械、儀器或手工等勞動力的參與。
自動化控制技術廣泛用于工業、農業、軍事、科學研究、交通運輸、商業、醫療、服務和家庭等方面。采用自動化控制不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產率，增強人類認識世界和改造世界的能力。因此，自動化控制是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標志。
自動化控制理論是自動化專業的重要學習課程。
二、自動化控制的應用
2.1過程自動化
石油煉制和化工等工業中流體或粉體的化學處理的自動化控制。一般采用由檢測儀表、調節器和計算機等組成的過程控制系統，對加熱爐、精餾塔等設備或整個工廠進行最優控制。采用的主要控制方式有反饋控制、前饋控制和最優控制等。
2.2機械制造自動化
這是機械化、電氣化與自動控制相結合的結果，處理的對象是離散工件。早期的機械制造自動化是采用機械或電氣部件的單機自動化或是簡單的自動生產線。20世紀60年代以后，由于電子計算機的應用，出現了數控機床、加工中心、機器人、計算機輔助設計、計算機輔助制造、自動化倉庫等。研制出適應多品種、小批量生產型式的柔性制造系統（FMS）。以柔性制造系統為基礎的自動化車間，加上信息管理、生產管理自動化，出現了采用計算機集成制造系統（CIMS）的工廠自動化控制系統。
2.3管理自動化
工廠或事業單位的人、財、物、生產、辦公等業務管理的自動化控制，是以信息處理為核心的綜合性技術，涉及電子計算機、通信系統與控制等學科。一般采用由多臺具有高速處理大量信息能力的計算機和各種終端組成的局部網絡?，F代已在管理信息系統的基礎上研制出決策支持系統（DSS），為高層管理人員決策提供備選的方案。
三、自動化控制系統
自動化控制系統是指能夠實現自動控制任務的系統，由控制器與控制對象所組成。
自動化控制系統的概念
自動化控制是一種現代工業、農業、制造業等生產領域中機械電氣一體自動化集成控制技術和理論。
自動控制（automatic control）是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置，使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。
四、自動控制系統特點
自動控制能自動調節、檢測、加工的機器設備、儀表，按規定的程序或指令自動進行作業的技術措施。其目的在于增加產量、提高質量、降低成本和勞動強度、保障生產安全等。
自動控制系統理論
自動控制是相對人工控制概念而言的，指的是在沒人參與的情況下，利用控制裝置使被控對象或過程自動地按預定規律運行。自動控制技術的研究有利于將人類從復雜、危險、繁瑣的勞動環境中解放出來并大大提高控制效率。
自動控制是工程科學的一個分支，它涉及利用反饋原理的對動態系統的自動影響，以使得輸出值接近我們想要的值。從方法的角度看，它以數學的系統理論為基礎。我們今天稱作自動控制的是二十世紀中葉產生的控制論的一個分支。
結束語：
隨著科技的發展，自動化控制已經廣泛應用到各行各業。直流調速器在數控機床、造紙印刷、紡織印染、光纜線纜設備、包裝機械、電工機械、食品加工機械、橡膠機械、生物設備、印制電路板設備、實驗設備、焊接切割、輕工機械、物流輸送設備、機車車輛、醫設備、通訊設備、雷達設備、衛星地面接受系統等行業都有應用。相信不久的將來會帶給人們更多的便利。
篇5
1．學生學習目的不明確，導致失去學習興趣和動力。
自動控制原理是學生從基礎課到專業課過渡的首開專業基礎課之一。由于課程本身理論性較強，學生在學習過程中普遍不知道學習這門課程的目的及用途，甚至感到該課程與后續專業課程沒什么關系。由此導致學生學習目的不明確，從而喪失學習積極性，失去學習動力。
2．課程內容概念抽象，在傳統教學模式中多媒體教學的優勢難以發揮。
自動控制原理課程涉及較多的理論邏輯推導和抽象思維過程，這就使學生在課堂上需要更多的時間對教學內容進行慢慢地消化、領悟。另外，自動控制原理教學內容的掌握是建立在用數學的抽象語言描述實際控制過程的基礎上的，但是學生對于這種抽象思維的理解是一個艱難、緩慢的過程，一般直觀的展示對于這種邏輯思維過程難以有所幫助。而傳統多媒體教學的優勢在于能夠在較短的時間內提供較大的信息量，可以直觀形象地展示教學內容，因此，傳統教學模式中現有的多媒體課件教學并不適合自動控制原理課程。
3．大量的數學推導計算使學生產生厭學情緒
自動控制原理教材中有許多枯燥的公式推導和大量的數學計算，這讓很多學生望而生畏，而一些數學基礎較差的學生往往沒有能力完成推導過程，這在一定程度上可使一部分學生產生厭學情緒，以致嚴重影響教學效果。
4．傳統的理論教學和考核方式缺乏實用性，難以達到培養學生創新能力的目的。
在傳統模式理論教學和考核方式下，很多學生學習后就被復雜的數學公式和抽象的理論概念搞得摸不著頭腦；有的學生也只是機械性的記住若干公式定理，只求能夠應付考試，面對具體問題時不知如何運用所學知識去解決；更有甚者，學完了也不知所學課程的目的及用途。這種傳統的應試教學不但使學生難以明白其實用性，也在一定程度上限制了學生學習能動性的發揮，束縛了學生的創新意識和創新能力。
二、提高課程教學效果的創新思路
1．引入案例法教學，結合科研和生活實例，激發學習興趣。
在自動控制原理的教學過程中引入案例法教學，結合科研和生活中的實例，將抽象的概念具體化，介紹自動控制原理在實際中的應用，如何運用所學控制技術去解決實際問題。同時，對于引入的控制系統采取引導式、啟發式教學，在講解工程實例時適當引入一些控制領域的前沿技術，激發學生的學習興趣，增強其獨立思考的能力，擴大學生的視野和知識面，讓學生可以運用所學的專業知識去分析、改進和提高實際的控制系統。
2．創新技術形式，豐富多媒體教學手段。
課堂教學進行過程中，在運用傳統多媒體課件的同時，適時地穿插使用動畫演示教學，將教學內容用逼真的動畫以及聲音形象直觀地呈現在學生面前。同時，充分利用目前控制和工程領域流行的Matlab語言，讓學生在Matlab/Simulink環境中對控制系統進行建模、仿真，使學生對控制系統的組成和運動情況有更加直觀的認識。通過對計算機輔助教學手段的創新，使學生對較抽象的概念更容易理解和掌握，從而取得良好的教學效果。
3．強化系統建模，淡化數學計算，加強課程的應用性。
在自動控制原理的教學過程中，要充分分析學生的思維方式，以學生為主體，淡化一些數學推導和計算，同時，為了使學生對課程知識體系框架結構有一個整體認識與理解，加強系統建模的教學形式。強化系統建模需要在教學過程中要求學生全面系統掌握自動控制理論，避免將知識點孤立，并且在建立系統數學模型的微分方程、傳遞函數以及動態結構圖過程中，要以分析和設計一個控制系統為主體思想，反復強調所學知識在控制理論中的具置和作用，從而增強學生系統意識的培養。
4．改革考核形式，加大實驗和能力考核內容。
篇6
基金項目：本文系2009年江西省雙語教學示范課程《自動控制原理》的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2012）16-0035-02
雙語教學是我國高等教育與國際接軌的必然趨勢，是培養具有國際視野和國際競爭能力人才的戰略選擇。雙語教學能夠培養并提高學生的專業英語能力，使他們能閱讀國外的英文論文或訪問相關的英文網站，及時準確地獲取學科前沿領域知識和理論，提升學科知識，具備國際交流與合作能力。自動化專業是一門多學科交叉的專業，和前沿技術密切相關，這就要求自動化專業學生具備過硬的英語素質，能了解世界科技的最新成果?！白詣涌刂圃怼弊鳛樽詣踊瘜I的核心專業基礎課程對該課程開展雙語教學，就是為培養學生閱讀專業資料、接受最新專業知識的能力而搭建的平臺，提高學生的綜合素質。
一、“梯進式+立體交互式”雙語教學的提出
雙語教學的質量取決于很多方面，比如師資隊伍的建設問題、學生的英語水平、教學方法、考試改革、教材選用等問題。很多高校也對雙語教學進行了探索，所采用的教學方式各不相同，一些學校主張采用全英文授課的方式。“自動控制原理”這門課程本身理論性強，學生理解起來比較抽象，而學生本身的英語水平又參差不齊，如果采用全英文授課，不但學生的英語水平沒有提高，最終專業知識基礎也沒有掌握，為后續專業課程的學習帶來障礙。為此，筆者認為“自動控制原理”雙語教學應該循序漸進，采用“梯進式+交互式”雙語教學模式，使學生逐漸適應，去除恐懼感，讓學生愿意學，喜歡學，從而提高雙語教學的效果，讓學生既掌握了專業知識，又提高了英語水平，進而具備國際交流與合作能力。
二、“梯進式+立體交互式”雙語教學實施方案
1.“梯進式”雙語教學模式
雙語教學中堅持循序漸進的原則。一方面在內容上要循序漸進，另一方面在授課方式上也要采用梯進式。如果一開始就用大量英語授課，學生的聽力還有困難，再加上課程內容理解上的困難，學生便會容易感到焦慮，甚至會失去參加雙語教學的興趣。采用梯進式教學，讓學生有從陌生到熟悉的過程。梯進式分為三個階段：
（1）采用譯文教材和原版教材相結合的方式。授課過程中簡單的課堂組織用語、緒論、結束語用英語講授，授課的前幾分鐘用英語復習與總結上節課所學內容，重點的專業術語和關鍵詞需要對學生進行強化訓練，為以后的學習打下詞匯基礎，其余大部分講授用漢語。要求學生對指定的原版教材的部分內容預習和復習，可以結合比照譯文教材，熟練專業術語的表達；習題也要盡量多地用英文，但不做硬性規定。這一階段中，學生對“自動控制原理”最基本的概念如反饋控制（FEEDBACK CONTROL）、穩定性（STABILITY）、暫態響應（TRANSIENT RESPONSE）、穩態誤差（STEADY ERROR）等都應有很好的接受程度。
（2）以原版教材為主，譯文教材為輔，對重點難點內容的板書和講解用漢語，對理解起來比較容易的部分及數學公式的推導和定理的表達大部分采用英語授課。這樣達到了讓學生學習專業知識的主要目的，同時又能具有一定的用英語解決問題的能力。課后布置的作業，要求學生讀懂教材中的原理和定理及其中的專業知識，熟悉專業內容的表達方式和特點，要求學生至少用50%的英文對習題作答，讓學生逐步學會其表達方法和準確理解其內容。這一階段中，如應用根軌跡和頻率響應法分析系統的性能、對根軌跡方程的推導和穩定性判據的英文表達也有較好的理解和接受能力。
（3）完全采用英文原版教材。大部分板書和講解用英文，讓學生完全接觸原汁原味的英文教材，學習專業內容的表達方式和思路，最終形成英語思維。課后布置的習題，要求學生至少用80%的英文作答，鼓勵學生100%作答，培養他們用英文進行思考和書面表達的習慣。如學習“離散控制系統”時，第二階段學生已經學習了連續系統的分析方法，有了一定的理論基礎，而離散系統的分析也很類似連續系統，這時采用全英文講授，學生就能理解和接受了。
梯進式教學中這三個階段時間的長短可以根據學生當時的英語水平和接受的能力等情況，靈活安排。
2.采取“立體化交互式”的教學方法
教學過程本身是一個互動的過程，“立體化交互式”的教學方法，就是利用課堂教學、課后活動、網絡、多媒體等多種教學方法全方位地激發學生認知接受和英語思維。其中教師起主導作用，網絡化多媒體教學則起重要的輔助功能。
教學與導學相結合是雙語教學的有效方式，在課堂講授過程中采取交互式的教學方法，避免學生被動式聽課。注意活躍課堂氣氛，充分調動學生的積極性；老師與學生共同參與，讓學生在輕松的環境中自然而然地說出專業英語詞匯；并讓學生關注學習的知識內容，不必過多地關注語言的形式；幫助他們建立自信心，敢于發言。譬如課堂提問、案例討論：自動控制原理中對改進控制系統的性能有哪些方法？對系統校正有哪些方案？鼓勵學生積極參與，用英語發言，不過分糾正學生的語法錯誤，不斷地鼓勵學生，培養其自信心。
為了加強學生的英語表達能力和鍛煉其英語思維能力，僅僅依靠課堂上有限的時間是遠遠不夠的。課前預習和課后復習對學生雙語教學是非常必要的。提前指定原版教材一些相關的內容讓學生閱讀，使學生上課時有重點地聽，并逐步學會其表達方法和準確理解教學內容。課后布置相應的作業題，要求用英語作答，采用教材上對問題描述的方式，教師對作業給予適當的點評和指導。設計專題，提供解決問提的思路，讓學生去檢索英文資料，發展學生的“自主學習”能力；撰寫小論文或者報告，鍛煉專業技術文獻的讀寫能力，做成幻燈片形式在專題討論會上發表演講，展開討論?！白詣涌刂圃怼敝袑W生學習了控制系統的設計后，設計了專題“倒立擺系統的設計”、“ 直流電機轉速單閉環PID控制系統設計”，要求他們寫出報告，并在課堂上討論，這鍛煉了學生信息檢索和英語書面表達能力。舉辦和自動化相關學科的外籍專家的專業講座，加強國外大學師生與本校校師生進行交流和互訪，提高同學們的興趣，拓寬其視野。
網絡化、多媒體教學軟件、資源網站作為教學信息整合的主要工具和載體，對高度交互的教學模式有重要的輔助功能。引導學生合理有效利用互聯網資源，利用“自動控制原理”雙語教學的課程網站和現代化教學平臺，鼓勵學生直接閱讀相關英語網站如國外專業論壇及相關研究網站，培養學生的信息能力和探究能力和創新精神，使學生得到全面的發展。
3.“梯進式+立體交互式”雙語教學模式的教學要求
根據克拉申二語習得理論，在課堂上盡量提供可理解輸入和降低情感過濾。將克拉申二語習得理論應用到雙語教學中，對課堂教學提出了要求。第一，要求教師的發音要準確而且具備豐富的學科知識；第二，教師的語速要適中、最好使用常用詞匯和短句，符合學生當前的英語理解水平，避免使用過多修辭語言，可以借助黑板或多媒體課件及時地給予學生幫助，從而提高輸入的可理解性。第三，要有足夠的輸入量，要擴大學生的詞匯量，提供沉浸式的環境，不是教師一味地提供輸入。雙語教學更應該強調課堂的互動，學生要“說”，不要過多地關注語言的形式；教師要鼓勵學生，培養學生自信心，讓他們愿意用語言交流思想。教師應該設計活動、創設情境而進行教學活動，使學生放松，降低學生在語言表達方面的焦慮，情感過濾降低，則容易得到更多的輸入。第四，對專業知識采用英文教學，講課的速度不宜太快，因為學生長期習慣母語授課，適應這種雙語教學需要較長過程，是一個逐步的過程。教學中應適當精簡內容，精講多練。
在雙語教學過程中，老師要對自己和學生有明確的定位，并且使學生明白他們是學習的主體，主動參與者；而老師只是學生學習的指導者、啟發者和組織者，讓學生有明確的學習目的和動力。教師對學生的學習效果進行評價，要注重課堂交互式的表現、課后的自主學習能力以及協作能力，達到鼓勵學生樂意學習的目的；要加強與學生之間的交流反饋，采取座談會和問卷調查的方式與學生交流，及時調整教學方法和進度。
三、結束語
雙語教學的模式一直是教師研究的重點，幾年的教學實踐使筆者體會到：在“自動控制原理”課程開展雙語教學，根據學生的情況，采用“梯進式+立體交互式”雙語教學模式，提高了雙語教學的質量，培養了學生的外語能力，使他們具備了學科能力，能追蹤學科發展前沿，把握學科發展方向。
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在現代科學技術的許多領域中，自動控制技術得到了廣泛的應用。所謂自動控制，是指在無人直接參與的情況下，利用控制裝置操縱受控對象，使被控量等于給定值或給定信號變化規律去變化的過程?？刂蒲b置和受控對象為物理裝置，而給定值和被控量均為一定形式的物理量。自動控制系統由控制裝置和受控對象構成。對自動控制系統的性能進行分析和設計則是自動控制原理的主要任務。
二、自動控制系統的基本構成及控制方式
1.開環控制控制裝置與受控對象之間只有順向作用而無反向聯系時，稱為開環控制。2.閉環控制?？刂蒲b置與受控對象之間，不但有順向作用，而且還有反向聯系，既有被控量對控制過程的影響，這種控制稱為閉環控制，相應的控制系統稱為閉環控制系統。3.反饋控制。反饋控制是在外部的作用下，系統的被控量發生變化后才做出相應調節和控制的，在受控對象具有較大時滯的情況下，其控制作用難以及時影響被控量，進而形成快速有效的反饋控制。
三、自動控制理論發展簡述
雖然現代控制理論的內容很豐富，與經典控制理論相比較，它能解決更多更復雜的控制問題，但對于單輸入、單輸出線性定常系統而言，用經典控制理論來分析和設計，仍是最實用最方便的。
真正優良的設計必須允許模型的結構和參數不精確并可能在一定范圍內變化，即具有魯棒性。這是當前的重要前沿課題之一，。另外，使理論實用化的一個重要途徑就是數學模擬和計算機輔助設計。總之，自動控制理論正隨著技術和生產的發展而不斷發展，而它反過來又成為高新技術發展的重要理論根據和推動力。它在工程實踐中用得最多，也是進一步學習自動控制理論的基礎
四、自動檢測技術
自動檢測是學一個重要分支科學，是在儀器儀表的使用、研制、生產、的基礎上發展起來的一門綜合性技術。1. 自動檢測的任務：自動檢測的任務主要有兩種，一是將被測參數直接測量并顯示出來，以告訴人們或其他系統有關被測對象的變化情況，即通常而言的自動檢測或自動測試；二是用作自動控制系統的前端系統，以便根據參數的變化情況做出相應的控制決策，實施自動控制。2. 自動檢測技術主要的研究內容：自動檢測技術的主要研究內容包括測量原理、測量方法、測量系統、及數據處理。3.測量系統：確定了被測量的測量原理和測量方法后，就要設計或選用裝置組成測量系統。目前的測量系統從信息的傳輸形式看，主要有模擬式和數字式兩種。
1.術的基本概念。檢測技術是以研究自動檢測系統中的信息提取、信息轉換以及信息處理的理論和技術為主要內容的一門應用技術學科。 廣義的講，檢測技術是自動化技術四個支柱之一，從信息科學角度考察，檢測技術任務尋找與自然信息具有對應關系的種種表現形式的信號，以及確定二者間的定性、定量關系；從反映某一信息的多種信號表現中挑選出在所處條件下最為合適的表現形式，以及尋求最佳采集、變換、處理、傳輸、存貯、顯示等方法和相應的設備。信息采集是指，自然界諸多被檢查與測量量中提取有用信息。 信息變換是將所提取出的有用信息進行電量形式幅值、功率等的轉換。信息處理的任務，視輸出環節的需要，可將變換后的電信號進行數字運算、模擬量-數字量變換等吃力。 信息傳輸的任務是在排除干擾的情況下經濟的、準確無誤的把信息進行遠、近距離的傳遞。雖然檢測技術服務的領域非常廣泛，但是從這門課程的研究內容來看，不外乎是傳感器技術、誤差理論、測試計量技術、抗干擾技術以及電量間互相轉換的技術等。提高自動檢測系統的檢測分辨率、精度、穩定性和可靠性是本門技術的研究課題和方向。自動檢測技術已成為一些發達國家的最重要的熱門技術之一，它可以給人們帶來巨大的經濟效益并促進科學技術飛躍發展，因此在國民經濟中占有極其重要的地位和作用。自動檢測系統是自動測量、自動計量、自動保護、自動診斷、自動信號等諸多系統的總稱.在上述系統中，都包含有被測量，敏感元件和電子測量電路，它們之間的區別僅在于輸出單元。如果輸出單元是顯示器或記錄器，則該系統叫做自動測量系統；如果輸出單元是計數器或累加器，則該系統叫做自動計量系統，如果輸出單元是報警器，則該系統是自動保護系統或自動診斷系統；如果輸出單元是處理電路，則該系統是部分數據分析系統、自動管理系統或自動控制系統。2.感器與傳感器的分類 。2.1傳感器。傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的、便于應用的某種物理量的測量裝置。2.2傳感器的組成。傳感器的功用是一感二傳，即感受被測信息，并傳送出去。傳感器一般由敏感元件、轉換元件、轉換電路三部分組成。最簡單的傳感器由一個敏感元件組成，它感受被測量時直接輸出電量，如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉換元件組成，沒有轉換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質量塊是敏感元件，壓電片是轉換元件。有些傳感器轉換元件不只一個，要經過若干次轉換。
三、傳感器的分類
目前傳感器主要有四種分類方法：根據傳感器工作原理分類方法；根據傳感器能量轉換情況分類法；根據傳感器轉換原
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自動控制理論發展的歷史并不長，從二十世紀三十年代開始，不過幾十年的發展，而真正進入高等學校課程還是二十世紀五六十年代。它的出現給高等教育注入了新的活力，目前這門理論課程已是控制類和電子信息類專業的主要專業基礎課之一，是一門知識覆蓋面廣、課程內容多、更新發展快且應用性很強的課程，該課程對學生建立系統和工程的概念具有十分重要的意義。
1改革教學內容，提高教學質量
隨著控制理論的發展和計算機技術的應用，新的控制方法和控制手段也越來越多，為了適應時代要求，根據本科專業培養目標和專業特點，我們對自動控制課程的內容進行了重新整合，選用優秀教材，制定了新的教學大綱、實驗大綱和考核大綱。適時地把一些新內容、新的教學成果、應用實例融合到教學內容中，做到課程內容的基礎性和先進性相結合，把握經典與現代、本課程與其他相關課程內容的關系處理。大幅度減少了學時數，將經典控制理論與現代控制理論結合起來講授，重點講解控制理論的基本知識及應用，理清思路，了解方法，增強系統性。
自動控制原理的教學內容有一條主線：系統分析和系統設計。圍繞這條主線，把教學內容劃分為六大塊：自動控制的一般概念、數學基礎與數學模型、系統的分析、系統的設計、采樣控制系統的分析和非線性系統的分析。對于系統分析是重點講解部分，介紹了各種分析方法：時域分析法、根軌跡法、頻域分析法，狀態空間法等，進行有關系統的動態、靜態分析，以及能控性和能觀性分析；在系統設計這一重點部分的講解中，介紹了根軌跡設計法、頻域設計法和狀態控制設計法，與系統分析相呼應，使學生在整個學習過程中，圍繞“系統分析和設計”這條主線進行，做到舉一反三，從而對自動控制理論有一個完整清晰的理解。
在分析設計這個主線下，以穩定性指標為輔線。在各個有關章節的小結中對穩定性都予以重點討論，通過對各種穩定性判斷方法的分析，把前后的知識點加以銜接聯系，并綜合應用。
在講清系統物理概念的基礎上，結合課程內容，引入先進的計算機輔助教學手段。將Matlab軟件在控制系統中的應用引人課堂教學，在諸多課堂教學環節中實現了Matlab仿真演示，增強了學生對抽象理論的感性認識，收到了良好的教學效果。
為體現教學內容的先進性、科學性和前沿性，引導學生進一步學習的興趣，對目前控制理路研究的熱點和發展趨勢作一些簡要介紹，如模糊控制、智能控制等。
2改革教學方法，提升教學手段
自動控制原理對學生的定性分析能力、定量估算能力、綜合運用能力、數—形結合能力有一定的要求，并需具有扎實的數學基礎，學生在學習中經常會感到困難而產生畏難情緒，影響學習效果。因此，改革傳統教學方法和教學手段，進而提高教學質量，是課程改革的重中之重
2．1采用現代教育技術與手段提高教學效果
在以信息、知識爆炸為特征的今天，傳統的教學手段以不能適應時代的需要，教學手段的改革勢在必行。在《自動控制原理》課的多媒體教學實踐中，我們努力探索如何使多媒體這一先進的教學手段更好地服務于課堂教學。開發了《自動控制原理多媒體課件》、(Mat—lab仿真軟件包》等CAI課件，．采樣了多媒體與板書相結合的教學方法，既充分利用了多媒體教學的生動、逼真、容量大的優點，又充分利用了板書教學的嚴謹性、邏輯性強的優點。實踐證明，這一方法取得了良好的教學效果，受到了學生的認可，對教學質量的提高起了一定的積極作用。
2．2加強實踐教學環節，增強學生的動手能力
注重實踐能力的培養，堅持理論聯系實際的原則，加強學生動手訓練，培養學生的創新能力。學生對新知識的理解，僅僅通過課堂講解還很不夠，必須通過實踐教學這一環節，使學生對知識有一個感性認識。
實踐教學是提高學生創新精神和能力的重要途徑，在教改過程中，我們加強實驗室建設，徹底改造了原有的實驗內容，開發了綜合設計實驗及課程設計，目的在于通過實踐教學，培養學生應用控制理論的方法解決實際問題、將實際問題抽象為理論問題的能力。實驗只提目標和要求，沒有詳細的實驗步驟和實驗電路圖。學生根據個人情況自主選擇難度等級不同的實驗，根據系統的性能要求，獨立完成系統設計，系統搭建和調試，記錄原始數據和圖形，寫出實驗報告。所有這些都極大地調動了學生學習的主動性和積極性，鞏固了課程理論，激發了學生學習的熱情，培養了學生的動手能力和獨立思考的能力，使其觀察、分析和解決問題的能力都有很大的提高。
為了加強學生理論聯系實際的能力，在教學過程中還增加了課程設計這一教學環節，通過課程設計，使學生了解到了Matlab軟件在自動控制系統中的應用，拓寬學生的知識面，加深學生對(lf動控制原理》這門課程的基本概念，基本的分析方法及設計方法的理解。
3以教學推動科研，以科研促進教學
對于普通高等教育來說，教學固然重要。科研也不可以忽視。教學和科研是相輔相成的兩個方面，兩者不可分割。從自動控制理論來講，它近幾十年才建立起來，與工程實際聯系較廣，特別是在發展過程中，數學和計算機起了很大的作用，成為控制理論的重要工具。因此可以說，控制理論是工程與數學、計算機科學相互作用的前沿。在教學中講授理論知識的同時，可以增加一些與科研結合的內容，如在同學中選一些成績較好，對科研又有一定興趣的同學，參加有關教師的科研項目，也可為學生科技活動中心提供一些課題，指導學生參與科研。這樣，一方面調動了學生的積極性，培養了學生的動手能力，另方面，也可為科研活動的開展打好基礎。學生通過參與科研，學習興趣更加濃厚了，求知的欲望更強了。
4下一步改革設想
該課程的教學改革已在我校實施。取得了良好的教學效果，學生的基本知識、專業能力、實踐技能乃至學習興趣等。都較以往有較大的提高。教學改革的路子還很長。尚需繼續探索和實踐，使之不斷完善，下一步改革的設想有四點：
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鑒定對象和申報條件：
從事維修電工職業的專業人員，經過規定學時技師資格培訓合格，并具有下列條件之一者可申報維修電工技師資格鑒定：
1.取得本職業三級(高級)資格證書后在本職業連續工作4年以上;
2.高級技工學校畢業，并取得本職業三級(高級)資格證書后，在本職業連續工作2年以上;
3.本專業大專以上畢業，并取得本職業三級(高級)資格證書后，在本職業連續工作3年以上;
4.連續從事本職業工作15年以上，并取得三級(高級)資格證書。
知識考試范圍：
電子技術：晶體管多級放大電路分析;運算放大器組成的典型線路分析及參數設定;典型邏輯組合電路，時序邏輯電路的分析及設計方法;綜合性電子電路的分析及設計方法。
電力電子技術：電力電子器件、晶閘管整流電路、逆變電路基本概念。
電氣自動控制技術：自動控制基本原理;雙閉環直流調速系統工作原理和參數設定;常用傳感器工作原理及檢測電路分析;復雜設備電氣系統安裝、調試知識及電氣檢測與診斷技術。
可編程控制器：用plc基本指令、常用功能指令，進行程序設計;用plc控制生產工藝流程的步驟及設計方法;將繼電氣線路改造成用plc控制的流程圖、程序表。
新技術：數控系統的基本概念;微機應用及接口-技術基本概念;網絡通訊基本概念;交流變頻調速系統基本概念;交流電機矢量控制調速系統基本概念;專業發展方向。
熟悉氣動控制、液壓控制的基本原理以及識圖、分析及排除故障的方法。
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《自動控制原理》課程是數學、控制與信息領域的交叉學科，其教學目的是使學生建立自動控制的概念，掌握自動控制系統分析與設計的方法，培養應用自動控制理論解決實際問題的能力。近年來，在該課程的授課過程中多媒體課件的應用逐步地取代了傳統的教學方式。因此課堂信息量大，課程進度較傳統式教學要快，如何保證教學質量是較為突出的問題。其次，課堂教學枯燥，沒有生機。數學推導較多，學生聽起來乏味，不能激發學生的學習興趣。再者，考試并不能完全體現學生的系統分析與設計的綜合能力。還有就是理論教學和實驗教學脫節。學生不能把理論教學內容與實驗內容有機結合起來。因此改進教學內容、教學方法和教學手段，完善考核方式及其加強理論的實際應用對于提高學生理論聯系實際的能力，培養應用型人才具有十分重要的意義。
二、教學改革
（一）教學內容與教學手段相結合
在《自動控制原理》的授課過程中多媒體課件的應用逐步地取代了傳統的教學方式。在多年的教學探索中，筆者認識到，不要盲目地追求先進手段，讓多媒體等現代科學技術主導了原本豐富、多樣的人與人之間進行的課程教學，而應該針對課程中實際的教學內容需要，有選擇地實現傳統教學方式與多媒體教學、MATLAB實驗教學等現代教學方式、手段的高效結合，真正達到提高教學質量的目的。
（1）多媒體教學負責課程知識結構展示和系統工作過程的動畫演示。傳統的全程板書式教學，過多的推導必定帶來之前的部分內容被擦去，出現在學生面前的板書永遠只是“不完整的部分”。而在宏觀教學為主導思想的課程教學中，多媒體就可以非常有效地解決這個問題，使課堂講授始終不脫離主線。在自動控制原理實際教學之初，通過生活、工程中實際應用實例的介紹引出控制系統的基本結構、概念是整個教學過程的起點也是關鍵點。在教學方式上，可以利用生動的圖片、flas和視頻資料的形式增強學生的感性認識，比如通過flas演示水位控制系統反饋調節的動態過程，讓學生對控制產生直觀形象的認識，不僅增強了教學效果，還激發了學生濃厚的學習興趣。
（2）板書教學負責課程重點內容的具體分析。多媒體授課在很多方面具有突出的優點，但是盲目地依賴和追求先進技術，企圖畢其功于一役。解決課堂授課的所有問題，無疑是不實際的。控制理論的課程內容多，復雜的數學推導和繪圖往往使得學習能力相對較差的學生感到吃力，多媒體每一頁的內容容量有限，一套理論的學習必定需要多頁的講解。比如，根軌跡繪制，近十條根軌跡規則，十幾頁講完，學生感覺內容多，不會用。這個時候就應該將板書教學和多媒體教學結合起來。用多媒體顯示大方向上的操作規則，用黑板演示具體題目的繪制過程，將具體題目和硬性規則有效結合起來，慢講、精講交叉互補，使得學生在理論方法和具體分析雙軌并行中更好地掌握課程難點和重點，獲得最好的學習效果。
（3）Matlab教學負責課程中圖形的繪制演示。在控制理論課程的主要內容上，根軌跡法和頻域法都是基于圖形進行系統分析，在理論初步建立之后，課堂的部分教學內容，可以引入Matlab軟件，利用軟件的強大功能。去完成圖形的演示和分析。例如，在時域分析的時候，相同主導極點所帶來的單位階躍響應有什么不同點，有什么相似性，就可以通過SIMULINK建模，在示波器的輸出觀察結果，再引入分析結論。在控制理論的教學過程中，合理地利用軟件能夠給學生留下直觀印象，使其牢記關鍵的結論，取得事半功倍的教學效果。
（二）教學方法多樣化
多樣化的教學方法可以更好地培養學生的創新精神，提高學生分析問題、解決問題的綜合素質。實施內容主要有以下四個方面：第一，合理設疑，激發學生興趣。在課堂教學中，應用啟發式的探究性的教學方法，充分凋動學生主動、積極、自覺思維，恰當調節教學節奏，活躍教學氣氛，生動教學手段。第二，適時調控，引導學生思考。要使得學習不再只是知識的積累，而是培養學生在創造性地掌握現有知識的同時，對它進行創造性的發掘。第三，加強實踐，提高學生能力。將具體的實例融人到教學當中，通過對工程實例的實踐與探究，使學生明白‘控制”是怎么回事，清楚地看到‘控制”的運用和效果。
（三）考核方式過程化
為了使得學生能夠在學好理論的同時將其運用到實際中，激發興趣，強調過程考核，并且提高考試成績和及格率，突出教學重點，對這門課實施考試改革以配合教學改革。為了培養學生的學習能力和實踐能力，同時檢查教學效果，在一些章節后組織編排綜合型的題目，讓學生以小論文的形式提交，將其成績記錄到期末總成績的平時成績中。這門課的教學內容可以分成兩大部分內容的研究：前三章為控制系統的時域分析，偏重經典理論的研究；后兩章為控制系統的頻域分析，偏重工程實際應用。針對這樣的內容特點，安排兩次大作業，讓學生對一個生產生活中的實例從時域分析和頻域分析方法入手分析系統。大作業成績也記錄到期末總成績的平時成績中。
三、實驗教學改革
（一）虛擬實驗和實物實驗相結合
傳統的自動控制實驗教學，一般采用實際的自動控制系統或自控實驗箱，對系統進行實際的控制操作或在實驗箱面板上連接相應的典型環節，通過對應的計算機軟件觀察系統的響應曲線及各項指標。雖然這種方式可以一定程度地提高學生的動手能力。但一般只能開設驗證性實驗，而且觀察效果不理想。因此，將MATLAB仿真引入實驗教學中，提出將虛擬實驗與實物實驗相結合，改革傳統實驗教學，開設MATLAB仿真實驗，這樣有效的增加了綜合性和設計性實驗項目的比例。
（二）加強系統實驗
加強系統實驗，使學生在掌握基本實驗的基礎上，充分利用已有的實驗設備，增強動手能力。進一步強化系統化、工程化的概念。目前系統實驗內容還在繼續完善中，已有包括多種電機控制、單容水箱模型。學生們可以利用這些模型來檢驗和鞏固自己課堂中所學的系統分析以及系統設計的方法。
四、結束語
在自動控制原理課程建設過程中，以上措施極大地調動了學生學習自動控制原理的主動性，培養了學生的創新能力和工程實踐能力。雖然取得了一定的教學效果，但仍需在今后的教學中作進一步的探索與改進。
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篇11
Zhang Tao
（North China Institute of Science & Technology， Sanhe， Hebei， 065201）
Abstract： The application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university has been improved and matured by construction for several years. The paper summarizes and analyses the constructer， contents， styles and effects of application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The paper especially expounds the cultivation effects， organization relation and mechanism characteristic of the application type and innovation type cultivation mechanism of automation major in my university. The practice teaching system has useful significance for others.
Key words： Automation Major； Practice Ability； Innovation Spirit； Cultivation Mechanism.
0 引言
華北科技學院是國家安全生產監督管理總局惟一直屬的普通高等學校，始建于1984年，其前身是北京煤炭管理干部學院分院，1993年經原國家教委批準改建為華北礦業高等?？茖W校，2002年初經教育部批準升格為本科院校。學院面向全國招收普通全日制本、專科學生。學校設置有37個本科專業，涉及工學、理學、文學、法學、經濟學、管理學、教育學等七大門類學科，已經形成以全日制本科教育為主，專科教育、成人學歷教育、安全培訓、函授教育并存的多學科、多層次、多形式的辦學體系。
我校的自動化（?？疲I成立于1999年，2003年升格為自動化（本科）專業，面向全國招生。目前，自動化（本科）專業包括本科、專接本科、第二學位本科等多種本科辦學形式，共有4個年級、20個班級，645名學生。
經過幾年的發展，自動化專業的綜合實力逐漸增強，教學質量和辦學水平逐年提高。2007年，自動化專業被華北科技學院批準成為首批校級重點與特色專業建設點。2009年，自動化專業被教育部批準成為國家級特色專業建設點（編號：TS1Z214）。
本文就自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制的建立、運行、完善等方面進行了闡述，并對具有我校特色的自動化專業實踐能力與創新精神培養機制的培養效果進行了總結與分析。
1 自動化專業人才培養計劃
1.1 自動化專業簡介
自動化專業主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化單元技術和集成技術及其在各類控制系統中的應用。它以自動控制理論為基礎，以電子技術、電力電子技術、傳感器技術、計算機技術、網絡與通信技術為主要工具，面向工業生產過程自動控制及各行業、各部門的自動化。它具有“控（制）管（理）結合，強（電）弱（電）并重，軟（件）硬（件）兼施”鮮明的特點，是理、工、文、管多學科交叉的寬口徑工科專業。學生在畢業后能夠從事自動控制、自動化、信號與數據處理及計算機應用等方面的技術工作。
1.培養目標
本專業培養的學生要具備電工技術、電子技術、控制理論、自動檢測與儀表、信息處理、系統工程、計算機技術與應用和網絡技術等較寬廣領域的工程技術基礎和一定的專業知識，能在運動控制、工業過程控制、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術、信息處理、管理與決策等領域從事系統分析、系統設計、系統運行、科技開發及研究等方面工作的高級工程技術人才。
2.培養要求
本專業學生主要學習電工技術、電子技術、控制理論、信息處理、系統工程、自動檢測與儀表、計算機技術與應用和網絡技術等方面的基本理論和基本知識，受到較好的工程實踐基本訓練；具有系統分析、設計、開發與研究的基本能力。
1.2 自動化專業的課程設置
自動化專業的課程設置應該能夠體現自動化專業的培養目標和培養要求，使學生掌握本專業領域必需的、較寬的技術基礎理論知識，并受到較好的工程實踐基本訓練，在本專業領域內具備一定的科學研究、科技開發和組織管理能力，具有較強的工作適應能力。
1.自動化專業的主干課程
自動化專業的主干課程包括電路、模擬電子技術、數字電子技術、電力電子、電機拖動、直流控制系統、交流控制系統、自動控制原理、過程控制、微機原理、計算機控制系統等課程。自動化專業的學生必須深入理解和掌握這些課程的理論及其實踐。
2.自動化專業的課程設置
自動化專業的課程設置包括通識基礎教育課程、專業基礎教育課程和專業方向教育課程三個方面的課程，每一方面的課程又包括理論教學課程和實踐教學課程兩大部分。自動化專業課程體系的設置如圖1所示。
2 自動化專業人才培養過程中的教學改革
2.1 教學內容改革
為適應21世紀對人才的基本要求，在認真研究和借鑒以前運行的人才培養計劃的經驗和做法，并結合我校的辦學定位和實際情況，我們對自動化專業的教學內容進行了多次研討論證，主要包括教學課程設置的合理性、開課時間、理論學時與實踐學時的分配、實驗項目的設置、實踐項目等內容。
教學內容改革的具體做法是：
一是根據實際條件的變化，適當增加實驗課程的學時，適當調整實驗課程的內容。例如《信號與系統分析》課程，因實驗條件的改善，將原教學計劃理論教學32學時、實驗教學0學時，調整為理論教學28學時、實驗教學4學時。
二是根據專業發展現狀和發展趨勢，適當增加專業選修課程的學時，適當調整專業選修課程的內容。例如《自動化仿真技術》、《自動化組態技術》兩門專業選修課程，就是考慮到自動化專業技術的發展現狀，突出自動控制系統仿真和組態方面的教學而增設的。
2.2 教學方法改革
正確靈活的教學方法將有助于深化提高教學效果，起到事半功倍的作用。教學方法改革的主要內容包括：
一是積極推進課堂討論教學法，讓學生在課外網絡上查找資料，然后在課堂教學過程中引導學生對學習內容進行研討、推理，適時讓學生在課堂上進行發言討論，最后總結得到合理的結論和推理。通過討論，調動學生學習的積極性，教會學生怎樣掌握新知識、探索新知識、獲取新知識，并會運用新知識解決新問題，從而培養學生獨立的探索精神和獨立的創新意識與創新能力，提高綜合素質。
二是創造和諧的師生關系，為促進提高教學效果奠定基礎。師生關系是對立統一的，教師處于矛盾的主要方面，在運動變化中起著主導作用。因此，構建良好的師生關系關鍵在于教師，但同樣也離不開學生的密切配合和積極響應。關于如何建立良好和諧的師生關系，請參考作者的相關論文《大學和諧師生關系的構建策略研究》（華中師范大學學報（人文社會科學版），2007）。
2.3 教學手段改革
在課堂教學過程中，講授教學內容時可以采用黑板板書與多媒體相結合的教學手段。應該盡可能地利用多媒體教學這一現代化教學手段，因為多媒體教學可以對抽象的微觀結構采用形象生動的動畫，生動地展示教學內容，幫助學生理解抽象的概念，擴大教學內容的有效信息量，從而提高教學效果。
在大學教學過程中，采用多媒體教學也存在其有利的一面和不利的一面。對此，作者進行了研究，請參考作者的相關論文《大學中采用多媒體技術對教學的影響》（華北科技學院學報，Vol.4，2007）。同時，該論文獲華北科技學院“深化教學改革，提高教學質量”研討會優秀論文二等獎，并在大會上進行了宣讀交流，論文的獲獎證書如圖2所示。
3 我校自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制
3.1 培養學生實踐能力的途徑--實踐教學體系
為提高學生的實踐動手能力以不斷適應社會經濟發展的要求，我校自動化專業特別重視實踐教學方面的投入和改革。目前，在我校自動化專業已經形成多層次開展、多學科綜合、并具有安全特色的實踐教學體系。
我校自動化專業的實踐教學體系的內容豐富、層次合理，主要包括：
（1）實驗類：各類課程的附屬實驗課程。
（2）設計類：各類課程的課程設計。
（3）訓練類：各類技能訓練。
（4）實習類：認識實習、生產實習。
（5）綜合類：畢業實習、畢業設計。
3.2 培養學生工程素質的途徑――工程訓練平臺
為實現高等工程本科教育的培養目標，達到目標所要求的學生應具備的工程素質，我們認為，一是要求具備良好的師資隊伍，二是要對學生進行工程素質訓練。
師資隊伍建設應從以下幾個方面著手進行：進一步提高師資隊伍成員的職稱和學歷，加強“雙師型”教師的培養；按照“學有所長，利用所長”的原則，使師資隊伍成員不斷進行專業方向凝練；推出“自動化專業學術論壇”，加強學術交流合作，濃厚團隊學術研究氛圍。
對學生進行工程素質訓練應采取循序漸進的訓練策略。首先，立足于河北省高校實驗教學示范中心-華北科技學院電工電子實驗中心的豐富實驗資源，引導學生以嚴謹務實、認真仔細的態度對待每一個實驗環節，在實驗當中體驗科學研究的全過程。其次，利用實驗、實習、科研、畢業設計（論文）、工程實訓等各個環節對學生進行工程素質訓練，不斷提高學生的工程素質和能力。圖3為學生正在進行電動機PLC控制系統訓練的過程照片。
3.3 培養學生創新精神的途徑――科技創新機制
培養學生創新精神是一項長期性、系統性的工程，我們認為，培養學生創新精神一是要有相應的機制保證，二是要有具體的實施措施，這兩方面缺一不可。
培養學生科技創新的機制建設包括：分別成立學生科技創新領導小組、學生科技創新指導教師團隊、學生科技創新活動小組；學校提供科技創新所必需的活動場地、設備器材、經費支持等。
培養學生科技創新的具體措施包括：一是進行實驗室開放，鼓勵學生到開放的實驗室進行各種教學實驗和研究實驗；二是設立創新實驗室，鼓勵和引導學生在創新實驗室開展各種科技創新活動，圖4為我校設置的學生科技創新實踐室。
3.4 自動化專業學生的實踐能力與創新精神培養效果
經過自動化專業相關部門和教師的共同努力，自動化專業學生的培養情況良好，在招生、就業、考研、科技創新活動等各方面取得了一系列重要的成績。
自2003年開始招收自動化專業本科學生以來，自動化專業的辦學規模在穩步發展。近幾年，每年的自動化專業招生計劃均為210人，入學報到在190人以上，編為6個班級。
自動化專業學生的就業情況良好，一次就業率較高。特別地，自動化專業作為華北科技學院煤炭主體專業，著力突出煤礦安全自動化這一行業特色，自動化專業畢業生積極響應號召，投身于煤炭相關企業、為突出我校的安全生產特色方面做出了重要貢獻。
自動化專業學生積極進行科技創新活動，取得多項科技創新成果。僅在2011年，獲得全國大學生電子設計大賽全國二等獎2項；飛思卡爾杯智能車競賽全國一等獎1項，全國二等獎2項；全國挑戰杯大賽河北省二等獎1項。圖5為學生制作的科技創新作品（激光識別智能車），該作品獲得2011年全國大學生電子設計大賽全國二等獎。
自動化專業學生的考研情況良好，考研錄取率一直位居前列，表1為近幾年自動化專業學生考取研究生情況匯總表。
4 總結與建議
作者認為，只有堅持循序漸進的培養策略，才能保證學生培養質量的不斷提高。學生能力培養的層次關系應為：實踐能力的基本標準，工程素質是最低要求，創新精神是最高追求，三者的層次關系如圖6所示。
經過幾年的發展，我校自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制已經逐步完善、成熟，其特點可以歸納為以下幾點：
（1）在完成教育部規定培養目標的前提下，進行教學內容改革、教學方法改革和教學手段改革，不斷提高和強化教學效果。
（2）構建自動化專業的實踐教學體系，豐富實踐教學內容，合理布局實踐教學層次，加強實踐基礎能力培養。
（3）構建自動化專業的工程訓練平臺，通過PLC工程實訓項目和單片機工程實訓項目等途徑，使學生掌握自動控制系統的研究、設計、制作、檢驗等步驟的全部過程。
（4）構建自動化專業的科技創新機制，鼓勵和引導學生在開放實驗室、創新實驗室開展各種科技創新活動，取得科技創新成果。
同時，我校自動化專業學生的實踐能力與創新精神的培養機制還應進一步進行改革、充實、提高、完善，以不斷滿足人才培養的需求和社會經濟發展的需要。
例如，訓練類實踐教學課程是提高自動化專業學生動手能力的重要手段和途徑，對培養學生的理論聯系實踐的能力和實際動手能力有明顯的幫助作用。因此，訓練類實踐教學課程的下一步改革思路是：教師提出更有難度的訓練題目，學生可以采用多種方法實現訓練題目的目標，進一步提高學生利用自動控制理論來解決實際問題的能力，最大程度地發揮訓練類實踐教學課程促進教學的良好作用。
參考文獻
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篇12
要提高人才培養質量，增強畢業生的適應能力，實踐教學平臺的建立和優化是當前高等教育教學改革的重點和難點，也是影響當前高校人才培養質量的最突出的環節.考慮到民族院校以及學生的具體情況，我們采用了在實驗和實踐課程體系的構建上，建立“分層”、“遞進”的循序漸進式的實踐教學體系，以課程實驗和學年論文為基礎，到課程設計、專業綜合實踐、專業社會調查、專業見習、畢業實習、畢業論文，逐步提高學習難度，提高要求，達到逐步提高學生動手能力、應用能力和創新能力的目的.在培養方案中，實踐教學平臺按照電子信息類專業人才基礎能力培養：這其中包括電子元器件的識別和特性、電路原理和特性、電子常用儀器的使用方法、測量技術、手工焊接技術、SMT技術、PCB制作技術的掌握等，通過課程實驗、金工實習、電子工藝實習等課程達到訓練提高的目的；科技論文與技術報告等的寫作能力培養通過學年論文、電子線路課程設計報告、電子綜合設計報告、專業見習報告和專業社會調查報告完成；電路設計與技術開發能力培養通過課程實驗、電子線路課程設計、電子綜合設計、畢業設計等實踐環節遞進式完成；專業前沿領域信息與企業需求了解等方面內容通過專業社會調查實踐和專業見習完成，設置這一環節的考慮是：一方面讓學生畢業前主動走向社會，與用人單位進行接觸，了解他們將來的工作環境和內容，了解他們畢業當年的用人狀況和信息，去接觸他們在學校和書本上沒有接觸到的知識，了解行業動態開闊眼界.另外，這一實踐環節設置在第八學期開學初，也正是用人單位招聘人員的時間，學生也可利用這一時間找到自己的一份工作.在培養方案中，實踐教學平臺部分學分在整個方案中占到了34％共60學分，與原培養方案相比，較大幅度提高了實踐教學課時在總學時中的比例，增加了實踐教學內容，為培養素質高、能力強的電子專業工程技術人才提供了良好保證.
3對相關問題的幾點思考
2011新版人才培養方案的制定已經結束，從2011級開始運行，從目前情況來看運行良好.但是，如何在培養目標上達到預期目的，還有許多問題存在于方案之外，需要我們去處理好.（1）為實現培養方案而應具備的教學軟、硬件條件也要同步進行建設，如師資隊伍、實驗、實習基地、課程建設、教學經費以及與之相配套的教學大綱和規章制度等等；（2）雖然在培養方案中設置了較為合理、科學的實踐性教學環節，但是因電子信息類學科的實踐性教學需要較高的軟硬件條件，在目前學校教學經費并不寬裕，設備條件有待進一步改善而且每年招生數量相對較多的情況下，如何讓每一個學生有足夠多的機會親自動手參與其中，成了我們要解決的問題；（3）在強調重視基礎教學、提高實踐能力的背景下，如何讓學生涉及一定深度的專業知識，提高創新能力，比如兄弟院校以賽課結合帶動實踐教學〔8〕，以工作過程導向帶動實踐教學，以項目帶動實踐教學等等，是我們需要進一步探討和努力的問題和方向；（4）用有限的教學經費，能否很好地完成實踐類環節教學內容，達到預期目的，如何與企業、行業保持密切聯系，特 別是聘請企業、行業專家走進校園，參與培養計劃的實施，是處在電子技術行業并不多的地區民族院校需要解決的問題.
篇13
1說明方法
說明是利用已有知識揭示事物本質及其內外部聯系的一種認識過程。多以實驗、假說、經驗歸納、數理演繹等形式出現。如果說要在邏輯學上給說明下個定義，則說明就是從說明項推出被說明項。由于人與知識的關系是一種單向關系，不能溝通和互動，在此情況下，要想讓學生理解，教師只能使用說明方法來實現。通過說明所獲得的理解，其效果的好壞與人的認知基礎和認知能力有關，在某種程度上也與當時師生所處的教學情境有關。換言之，教師說明水平的高低與其認知基礎、認知能力與表達能力有關；學生所能達到的理解水平的高低則與其認知基礎與認知能力有關。例如，如何判定控制系統的穩定性？就需要用到說明而不是解釋。對于較為復雜的概念，我們還可以使用隱喻的方法加以說明。例如，什么是控制系統的自由運動模態？
2解釋方法
基于認識論意義上的定義，解釋就是消除困惑和誤解；解釋就是變不知為已知；解釋就是揭示含義、闡述原因，陳述理由。多以直觀、猜測、思辨等形式出現[1]。例如，什么是控制系統的穩定性？就需要用到解釋而不是說明。換言之，在自動控制原理中，當有關定律、定理中的符號、意義及其應用不能由其他定律或定理來說明時，就只能依靠解釋。當教師面對學生時，解釋是一種雙向的互動關系，解釋的水平與理解的質量既與教師和學生各自的認知基礎、認知能力有關，也與教師的表達能力有關。在某種程度上也與教學情境對學生的激發狀態有關。從方法論角度看，使用解釋方法最多的場合是對那些本體概念與終極結果的闡釋，即對原因的原因、結果的結果的闡釋。
3示范方法
自動控制原理實驗教學中的相關儀器設備的學習使用，主要是依靠示范方法來完成的。示范常用于對那些具有規范性、程序性、演示性知識的處理，包括實驗設計、實驗過程控制步驟、儀器設備的使用方法、系統調試過程的演示等。
4重復方法
重復即反復說或反復做的意思。內容與形式的變換本質上也可視為一種重復。在教學或認知過程中具有極為重要的強化功能。在教學過程中，遇有學習上的重點、難點、關鍵點，都可以通過重復方式加以強調，以取得應有的教學效果。自動控制原理課程中有重復性說明、重復性解釋，重復性示范三種教學方式。以上是基于方法劃分的。如果從內容上劃分，重復有全部重復與部分重復之分；如果從結構上劃分，有提綱挈領性重復與細節性重復。重復的認知效果由人的認知基礎與認知能力決定。而重復的語境效果，還與教師的表達能力有關。無論哪一門課程，都有必要進行適度的重復，這對于提高教學質量具有不可或缺的作用。例如，在自動控制原理的教學設計中，我們從第一章緒論到第五章控制系統的校正，設計了這樣一條提綱挈領性全程重復主線：即在緒論一章中提出對控制系統的三個基本要求：穩定性、快速性和精確性。在第二章控制系統的數學模型中，將這三個基本要求與控制系統模型的結構參數一一對應起來：即結構參數決定穩定性，結構參數決定快速性，結構參數（與外加輸入信號一起）決定精確性。在第三章時域分析一章中，一方面將系統的動態時域行為與系統的閉環零極點（即系統的結構參數）一一對應起來，系統的閉環零極點變化，系統的動態時域行為隨之發生變化。另一方面又通過量化方式將對控制系統的三個基本要求轉化為一組表征控制系統品質的時域性能指標。在第四章根軌跡一章中，將閉環系統的根分布情況（即系統的結構參數）與對控制系統的三個基本要求一一對應起來。根分布發生變化，系統的性能隨之發生變化。在第五章頻率特性法一章中，一方面打通頻率特性與系統結構參數的一一對應關系，一方面打通對控制系統的三個基本要求與頻率特性的一一對應關系，一方面打通時域性能指標與頻域性能指標的一一對應關系（轉換關系），最后通過對比重述各章中所提及的一一對應關系，最終可將這些對應關系簡化為一個：即結構參數與三個基本要求之間的對應關系。這樣一來，就可輕松地抓住控制系統校正設計的本質：只是設法改變系統的結構參數以此來改變系統的性能，進而滿足對控制系統的三個基本要求。為了有效解決控制系統校正設計這一教學難點和重點，我們從第一章緒論開始，就依次在每一章中為此打下伏筆，當課程進行到第五章時，在處理校正設計這一教學難點時，就能幫助同學們順利闖關，收到水到渠成之教學功效。
5協同方法
所謂的協同教學，就是指利用兩種或兩種以上的不同教學資源，在打破教學資源之間的壁壘的條件下，在深層次上進行整合，主次分明、協調一致地共同完成某一教學目標的過程。協同教學追求的是“協同教學效應”，即“1+1>2”的整體教學效果。協同教學資源之間的相互作用具有單向性或雙向性?；蚓哂袉蜗虻睦瓌幼饔茫蚓哂袉蜗虻耐苿幼饔?，或具有雙向的推拉作用。在自動控制原理課程中引入的協同教學內容是哲學。引入的目的有三個：一是緣自于自動控制原理的方法論色彩十分濃重，兩者之間的關系十分密切，這種協同整合順理成章；二是為了在更高的層次上解讀自動控制原理相關理論的認識論與方法論思想，從而有助于拓寬學生的哲學視野，同時也為學生運用哲學知識在更高的層次上認識事物提供了機會；三是有助于跨學科人才的培養，這是因為哲學是學科知識體系之間最好的“銜接劑”。自動控制原理所在學科在跨學科人才培養方面已經開展了多年的試點工作，已取得了多項教學研究成果。其中協同教學理念與方法的提出，便是其中的一項教學研究成果。從跨學科人才培養上來看，開展協同教學方法的研究，對學科自身的發展也具有積極的作用。限于篇幅，有關協同教學方法的具體介紹請參見文[2]。
二哈爾濱工業大學自動控制原理課程考試方法的改革與實踐
考試方法改革問題的提出，實際上是由教育和教學改革的結果引起的。教育改革使得教育從傳統的應試教育轉向素質教育和精英教育，這種教育轉向要求有與之相適應的教育評價體系為之提供有效服務。因此，當教育目標發生根本性改變后，舊的教育評價體系必須要做出及時的調整以適應服務教學的新要求。由此，作為教學評價體系組成內容的考試方法也不得不隨之改變。這就是考試方法改革的由來。
1考試方法的基本內涵
從邏輯學功用定義角度出發，可以給所謂的考試方法下個定義：考試方法就是那些能提供診斷功能、激勵功能和證明功能的學生學業成就評價方法。其外延就是現有的那些傳統考試方法，諸如絕對方法與相對方法、形成性方法與總結性方法、開卷方法與閉卷方法、筆試方法與口試方法、主觀方法與客觀方法、一元化方法與多元化方法、累加方法與非累加方法等，也包括那些劃分不太準確和對稱的諸如大作業、課程設計等。伴隨著教育教學理論的發展，特別是教育理念的轉變，這些歷史上就已經存在的主流考試方法的內涵也在不斷的發展變化，并呈現出明顯的時代特征。
2考試方法的基本問題
從教育史上看，所有關于考試方法的改革運動，拋開政治等其他因素，其核心問題就一直沒有變化過，那就是考試方法的信度與效度問題。所謂信度是指考試結果與實際情況的一致性（為真與假的判斷），即兩者的差距；所謂效度是指考試結果與教學內容或教學目標或教學構想（教學假設）的一致性（為適用性判斷），即考試結果覆蓋后者的程度。在教育理論上，一個設計良好的考試方法主要是指能在信度和效度這兩個方面有所改進或提高的方法。但在教育實踐上，還有一個問題需要予以高度關注，這就是考試方法的復雜度問題。如具體操作時的難易度、使用時產生的各種成本費用 等，而這已是管理學的問題了。因此，應考慮在教育學和管理學這兩個維度上對信度、效度和復雜度進行相應的折中，即一定要把管理學方面的問題考慮進來。換言之，即在教育學維度里應分析和研究影響信度和效度的各種不利因素及其消除方法，在管理學維度里應認真考量考試方法操作的難易度及其使用的成本與代價。教育史表明，對于這樣一個二維問題，以往的考試方法設計很少考慮到管理學維度里的問題，從而導致在信度和效度方面具有良好表現的一些考試方法由于缺少管理學維度方面的考慮，而遭到淘汰或棄用。這類方法的缺點主要表現在操作起來程序煩瑣、計分繁雜、時間成本大等方面。事實上，影響信度與效度的因素非常多，可以說會涉及一個教學系統的方方面面，教師的、學生的、設施的，甚至是環境的等等。因此，在設計或選擇考試方法時，應設法把這些不利因素的影響降低到最小。
3累加考試的基本內容
在精品課程的建設過程中，哈爾濱工業大學自動控制原理課程學生學業成就評價方法已完成了由傳統的閉卷考試方法向累加考試方法的轉變。其基本內容構成為：（1）計分方法（滿分為100分）：1）平時成績占10分；2）作業成績占5分；3）實驗成績占15分；4）兩次平時測驗成績占10分；5）期中考試成績占20分；6）期末考試成績占40分。（2）考場安排與試卷印刷：1）主講教師自行與學校教務處聯系安排考場事宜；2）主講教師自行去學校印刷廠印刷試卷。其中，兩次平時測驗取成績高的一次，自從第一次測試之后，學生的學習動力和興趣明顯提高；實驗成績由三個實驗的單項成績累加構成，每個實驗的單項成績滿分為5分。僅從內容構成上來看，累加考試的復雜度就已非常明顯了。對此應當給出其合理性辯護。
4關于累加考試的合理性
在自動控制原理課程中引入累加考試方法，而不被認為是一種瞎折騰，就需要對其合理性提供有效的辯護，以維護有關考試方法改革主張的正確性。其合理性辯護的基礎是對如下問題的教育學反思與教育哲學反思[3]。
關于考試方法。狹義地講，考試是判斷與評價學生知識遷移與技能掌握情況的手段之一；廣義地講，考試是判斷與評價學生德智體全面發展情況的手段之一。如果一種考試方法的使用能對學生的學習情況做出高效率的、準確無誤的有效判斷與評價，那么這種方法就是有效的，否則就是無效的。這是管理學之外的常識性認識。那么這種單純的教育學評價方法是什么？是累加考試？還是非累加考試？還是兩者的有機結合？甚或還是其他？
累加考試方法的設計原則。累加考試方法的設計原則是什么？從表面上看，其教育學上的一般性設計原則應是科學性、公正性、合理性、規范性、有效性、高效性、簡單性和實用性。而實際上這是任何一種考試方法設計應當遵循的重要原則和追求的目標。那么，累加考試如何才能實現這一原則和目標？
考試方法作為教育學的一個范疇，其有意義的可實際操作的內容并不多，由于學科專業的差別性，其共性或一般性特征并不多。如此，這會對具有普遍意義的累加考試方法的設計帶來怎樣的困難？
一切累加考試的共同特征是加權性。那么傳統累加考試與新的累加考試在內容與形式上有何異同？有何本質區別？新的累加考試能否取代傳統的累加考試？取代的結果如何？按照庫恩有關科學范式的理論[4]，當考試方法在其本體論、方法論以及所貫穿的價值觀中，僅有各自的內容發生非本質變化時，這種取代就不會是根本性的、全局性的。那么這種改革有何意義？這種改革會不會被認為是一種改革的偽命題？為改革而改革？
進一步的問題是：區別于傳統的累加考試，新的累加考試的內容、形式及其意義是什么？其設計依據如何確定？其實質性、針對性又如何體現？
從教育實踐上來看，每一種評價都有其各自的優缺點及其適用范圍。由于累加考試主要體現的是過程性評價。那么傳統中的結果性評價如何在累加考試中體現？
教育實踐結果表明，傳統考試方法在總體上來說不能說是失敗的，那么新的累加考試如何保證其成功性？
教育史上曾出現過名目繁多的累加考試，但大多數都由于評價效率不高而被棄用，能夠延續至今的也只有所謂的二八開、三七開之類的簡單加權的累加考試。我們如何才能突破這一歷史局限性而實現對傳統考試方法的超越？而不被認為這種改革僅僅是一種考試方法的簡單化或復雜化？
最好的評價方法應是歷史評價與現實評價的統一、主觀評價與客觀評價的統一，因此評價方法應體現出一定的辯證法思想。因為在很多時候，對學生的主觀評價往往更符合學生的客觀實際，而且這種評價也是客觀存在的。那么這一辯證思想如何在累加考試中體現？又以什么方式體現？
總之，教學方法與考試方法的改革關乎對為什么改革、如何改革、改革的效果如何以及改革的代價如何等幾個重要問題的回答，值得認真思考。有關自動控制原理課程的教學方法與考試方法的改革，其可行的方法是建立在對教學與考試實踐基礎之上的理論反思。這樣考察教學方法和考試方法改革問題的好處是：一不脫離實際，能有效避免紙上談兵。二是針對性強，能有效減少主觀隨意性。三是全面性強，能有效減少改革的漏洞。
參考文獻
[1]陳其榮，曹志平.自然科學與人文社會科學方法論中的“理解與解釋”[J].浙江大學學報（人文社會科學版），2004（2）：24-30.
