余 雷，王富東，楊歆豪，費樹岷

(1.蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇蘇州215021;2.東南大學(xué)自動化學(xué)院，江蘇南京 210096)

大學(xué)工程教育的核心問題就是實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練［1－3］。電氣工程及其自動化專業(yè)作為實踐性和綜合性都很強(qiáng)的專業(yè)，其中許多控制類專業(yè)課程之前重理論、輕實踐，重知識、輕能力的教學(xué)模式，使培養(yǎng)出來的大多數(shù)學(xué)生缺乏創(chuàng)造性、缺乏分析問題和解決問題的工作能力。隨著自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展，我們應(yīng)注重培養(yǎng)基礎(chǔ)知識扎實和基本技能良好的應(yīng)用型人才。

本文針對電氣工程及其自動化專業(yè)控制類課程原有的教學(xué)體系較為陳舊的現(xiàn)狀，全面修訂這類課程的教學(xué)計劃和教學(xué)大綱，系統(tǒng)地將課堂的理論學(xué)習(xí)、Matlab仿真驗證與課外實踐教學(xué)環(huán)節(jié)相結(jié)合，并將學(xué)生參加控制類課程相關(guān)的課外科研項目、卓越工程師計劃和大學(xué)生創(chuàng)新項目。通過工程化教學(xué)模式的探索，開展自主學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)和對實踐教學(xué)的改革，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)和研究興趣，培養(yǎng)學(xué)生動手能力和創(chuàng)新精神，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

1 優(yōu)化課堂教學(xué)方法

電氣工程及其自動化專業(yè)控制類課程具有實踐性較強(qiáng)，涉及的相關(guān)概念較多，與前續(xù)課程內(nèi)容聯(lián)系緊密等特點。同時，許多專業(yè)課程在內(nèi)容設(shè)置上偏重于理論分析，從而制約了學(xué)生應(yīng)用該課程知識的能力，出現(xiàn)了大部分學(xué)生在學(xué)完該課程后仍無法完成相關(guān)控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)試工作的現(xiàn)象［4］。因此，研究教師在課堂上如何組織教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，使學(xué)生確實掌握好本課程知識具有非常重要的意義。我們采用如下的具體優(yōu)化的教學(xué)方法。

(1)優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容;“自動控制原理”課程可以通過講解無人駕駛汽車和智能機(jī)器人等控制原理，提高學(xué)生的認(rèn)知水平和能力;

(2)知識的有機(jī)組合:根據(jù)電氣工程及其自動化專業(yè)控制類課程教學(xué)內(nèi)容的相關(guān)性，在每次教學(xué)過程中，將分散在各個控制類專業(yè)課相關(guān)內(nèi)容按知識銜接的先后順序有機(jī)組合，使得理論學(xué)習(xí)、方法訓(xùn)練和實踐應(yīng)用融為一體;

(3)綜合應(yīng)用各種教學(xué)方式:綜合運用啟發(fā)式、探索式、互動式和學(xué)術(shù)沙龍方式，提倡學(xué)生探討問題和發(fā)現(xiàn)問題，將課堂教學(xué)轉(zhuǎn)化為多樣化培養(yǎng)模式。

上述優(yōu)化的課堂教學(xué)方法轉(zhuǎn)變了教學(xué)觀念，改革了教學(xué)方法、教學(xué)手段和單一的課堂教學(xué)培養(yǎng)模式，重視學(xué)生在學(xué)習(xí)活動中的主體地位，切實調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性［5，6］。

2 改革實驗教學(xué)

我們對實驗教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了如下改革。

(1)自主實驗:以“自動控制原理”實驗為例，利用實驗室器材和設(shè)備，指導(dǎo)學(xué)生自己動手，進(jìn)行開發(fā)性創(chuàng)新實驗(比如依據(jù)圖紙方案來設(shè)計恒溫控制裝置等);為學(xué)生開放現(xiàn)有實驗室，為自主學(xué)習(xí)和獨立思考留出足夠的時間和空間，使課堂內(nèi)與課堂外、校內(nèi)與校外的教學(xué)活動形成有機(jī)的整體。

(2)加強(qiáng)工程實踐:以“過程控制”課程實驗為例，通過課程設(shè)計、Matlab仿真實驗和實驗室實物對象控制驗證等環(huán)節(jié)使學(xué)生受到工程和基本科研能力的培養(yǎng)。

3 加強(qiáng)科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)

針對學(xué)科學(xué)術(shù)型人才培養(yǎng)，鼓勵學(xué)生結(jié)合本專業(yè)有關(guān)研究項目和研究方向，由學(xué)生獨立開展與控制類課程相關(guān)的研究課題，這不僅使學(xué)生了解學(xué)科優(yōu)勢和發(fā)展方向，同時使學(xué)生對自身能力的培養(yǎng)目標(biāo)更加明確，進(jìn)而提高學(xué)生的科研素養(yǎng)與綜合素質(zhì)。

以“電氣控制技術(shù)”實踐課程為例，可以引導(dǎo)本科生參與實踐課程相關(guān)的國家級、省級和校級“大學(xué)生創(chuàng)新項目”活動。設(shè)立開放科研實驗室，輔助和指導(dǎo)學(xué)生自主選題，從興趣的激發(fā)到開展實際問題的探索嘗試，使學(xué)生將學(xué)到的控制類學(xué)科知識綜合應(yīng)用到實踐探索中。

4 培養(yǎng)社會實踐與工程實踐能力

(1)充分利用課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，理論聯(lián)系實際、學(xué)用結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合利用所學(xué)知識，來提高動手實踐能力。

(2)給頗具個性的學(xué)生展示個人才華的空間和機(jī)會，有組織有計劃地引導(dǎo)他們參與科技競賽等活動，在工程實踐的過程中注重糅合現(xiàn)代科學(xué)思想、方法，提高實踐能力和創(chuàng)新素質(zhì)。以“單片機(jī)控制原理”實踐課程為例，可以指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生參與國家級、省級、市級電子設(shè)計大賽，通過競賽方式鍛煉學(xué)生的實踐能力。

(3)剖析實際工程應(yīng)用案例進(jìn)行實踐教學(xué)。以“計算機(jī)控制技術(shù)”課程為例，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)掌握了控制算法后，能體會到理論知識與實際生活對象是緊密地聯(lián)系的。

(4)以培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際工程問題的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，構(gòu)建由課內(nèi)實踐、工程實驗、系列工程實習(xí)和系列工程設(shè)計及社會實踐五個子系列構(gòu)成的使理論與實踐緊密結(jié)合的實踐教學(xué)體系。

(5)學(xué)校與企業(yè)共建教學(xué)實習(xí)基地與研究生企業(yè)工作站等校企合作平臺，充分發(fā)揮校企雙方優(yōu)勢，提升學(xué)生的專業(yè)興趣，進(jìn)而開拓應(yīng)用性工科人才培養(yǎng)的新渠道［7，8］。

5 結(jié)語

我們對“計算機(jī)控制技術(shù)”課程進(jìn)行了如下卓有成效的改革:①課堂教學(xué)上，通過剖析智能機(jī)器人及飛行器等設(shè)備的控制原理，以提高學(xué)生的認(rèn)知水平、能力和興趣;②實驗教學(xué)上，通過PID控制課程設(shè)計、Matlab仿真實驗和實驗室實物對象控制驗證等環(huán)節(jié)使學(xué)生受到工程和基本科研能力的培養(yǎng);③建立開放性實驗平臺，設(shè)計開發(fā)性創(chuàng)新實驗(比如依據(jù)圖紙方案來設(shè)計電機(jī)恒速控制裝置等);④組織學(xué)生參與導(dǎo)師的部分課題并引導(dǎo)學(xué)生申請主持各級別的大學(xué)生創(chuàng)新基金項目，以及組織學(xué)生參加國家級省級電子設(shè)計大賽、飛思卡爾電子大賽及機(jī)器人大賽等;⑤學(xué)生參與卓越工程師計劃，利用寒暑假在大型科技型企業(yè)實習(xí)、學(xué)習(xí)和參與工程項目等，取得許多工程實踐經(jīng)驗。

［1］李培根.工程教育需要大工程觀［J］.武漢，高等工程教育研究，2011(3):1－3.

［2］劉潤華，劉廣孚.突出自主性學(xué)習(xí)的創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式研究［J］.南京，電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，34(6):3－5.

［3］劉吉臻.工程教育課程改革的思維轉(zhuǎn)向:工程化的視角［J］.武漢，高等工程教育研究，2006(4):80－83.

［4］趙婷婷，雷慶.課程綜合化:中國高等工程教育改革亟待解決的問題［J］.武漢，高等工程教育研究，2005(2):32－36.

［5］王育紅，沈為民，余向東，龔華平，徐蘇楠.注重學(xué)生個性發(fā)揮的綜合設(shè)計實驗改革［J］.南京，電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，34(5):86-88.

［6］哈斯烏力吉，呂志偉，何偉明，曲法義，白雪.研究型大學(xué)本科生創(chuàng)新培養(yǎng)體系的研究［J］.南京，電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013，35(1):69-70.

［7］李俊，薄翠梅，王鑫國，張廣明.卓越工程師培養(yǎng)創(chuàng)新實驗平臺建設(shè)［J］.南京，電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，34(3):81-83.

［8］張士文，張峰，殳國華，鄭益慧.工程實踐與科技創(chuàng)新系列課程的實踐［J］.南京，電氣電子教學(xué)學(xué)報，2012，34(3):61-63.