王建宏++朱永紅

摘 要針對陶瓷高校自動化專業(yè)的學生特點，研究“系統(tǒng)辨識”課程的教學改革分析。通過教學目的規(guī)劃、教學方法的改進、教學實踐的設計和教學自學與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)四個方面來分析該課程中所存在的問題及其相應的改革建議。

【關鍵詞】陶瓷；系統(tǒng)辨識；教學改革

1 引言

“系統(tǒng)辨識”課程是工科專業(yè)的一門專業(yè)課程，是為其它學科做好模型準備的課程。雖然“系統(tǒng)辨識”課程在所有高校中都已開設，但各高校有其辦學理念，使得各門課程都應與本校的特色相關聯。通過對“系統(tǒng)辨識”課程的學習，使大學本科生掌握系統(tǒng)辨識的基本點和辨識方法，為自適應控制課程提供建模思想。

簽于作者所在高校為景德鎮(zhèn)陶瓷學院，該校是一所陶瓷為特色的院校。因此在我校自動化教研室開設“系統(tǒng)辨識”課程因抓住陶瓷特色，將“系統(tǒng)辨識”課程的原理及辨識策略等應用于陶瓷機械大生產，如建立壓電陶瓷的非線性系統(tǒng)辨識及其相應的自適應控制模式。因為“系統(tǒng)辨識”課程具有很強的數學理論性與邏輯性，需要深厚的數學、信號、通信和概率統(tǒng)計方面的知識作為背景，所以在本科生高年級的課堂教學中具有教授難度較大，學生很難對其中的原理與辨識算法做深入的理解?！跋到y(tǒng)辨識”課程中牽涉到很多的辨識算法，這些辨識算法雖然其推導過程較簡單，但要如何能夠得心應手地在陶瓷機械大生產中使用，需有一個從理論上升到實踐的過程。如何讓學生真正掌握“系統(tǒng)辨識”課程中的辨識算法，如何自己編寫一些較簡單的辨識算法是本課程的主要難點，提高學生的自學能力和創(chuàng)新意識。

2 教學內容

“系統(tǒng)辨識”課程分為10章節(jié)，第1、2、3章著重論述系統(tǒng)辨識的基本概念和以后各章節(jié)所需要的基本知識。特別是第1章，作為全部課程的起點，初學者應該認真細讀，并在學習過程中經常加以回顧，充分理解全部課程的主要內容。第4章到第9章主要討論各種辨識方法，這是全部課程的核心部分。在討論經典辨識方法的同時，重點介紹現代的辨識方法。這樣分類闡述，是學生對眾多的辨識方法有一個完整的概念。第10章著重研究辨識算法的統(tǒng)一性。由于第5章至第9章主要致力于各種特定辨識方法的討論，它們的共性未能被揭示。

3 教學改革分析

針對以上在講授“系統(tǒng)辨識”課程過程中所存在的某些實際問題，僅僅結合我校陶瓷特色的主題，為大力提高陶瓷高?！跋到y(tǒng)辨識”課程的教學質量，培養(yǎng)學生對工科控制思想的興趣，針對以下方法提出若干關于本課程“系統(tǒng)辨識”的一些教學改革方面，建議“系統(tǒng)辨識”課程在工科院校開設的某些措施：

3.1 教學目的規(guī)劃：

“系統(tǒng)辨識”課程的數學理論性非常強，需要深厚的數學背景知識，所以使得在講授過程中會出現較多的數學推導公式的存在。這些數學推導公式無疑會給工科學生帶來厭煩性，為使學生能靜下心來專心研究其中的數學推導過程，這需要一種推動力。因此在講授這門篇理論課之前，就需要闡述本課程的重要性，這種重要性可從某些實際例子來說明。比如實際陶瓷機械化大生產中關于壓電陶瓷的建模，就需要采用“系統(tǒng)辨識”課程中的若干辨識算法。從實際的例子中來說明系統(tǒng)辨識的重要性，若沒有系統(tǒng)辨識來建模，即沒有關于任何系統(tǒng)對象的數學模型，后期的壓電陶瓷的自適應控制或陶瓷窯爐的火焰預測控制等。比如在講授系統(tǒng)辨識算法中的最小二乘法時，可穿插最小二乘法的由來。

3.2 教學方法的改進：

多媒體是教學的輔助手段，它和板書一樣，直觀性強，幫助學生理解、記憶、分析等。多媒體教學引導學生對學習的向往，具有良好的興趣和動機，在學習活動中獲得快樂和享受，是教師在課堂教學中所追求的目標。如在講授多種基本系統(tǒng)辨識算法原理后，可由多媒體教學的形式給出這幾種辨識算法的比較：

3.3 教學實踐的設計：

“系統(tǒng)辨識”課程中的所有理論都要付諸于實中，但實踐中不可能制造出一個實物來驗證辨識算法的有效性，這就使得學生先在實驗室予以實現辨識算法。目前基于MATLAB仿真程序的系統(tǒng)辨識算法在很多高校中都開展大幅度教學。因MATLAB仿真語言易于自學，在我校的“系統(tǒng)辨識”課程的教學中要著重突出MATLAB仿真語言的使用。

簽于我校為以陶瓷主題為特色的高校，對于系統(tǒng)辨識算法在壓電陶瓷機械化大生產中的壓機系統(tǒng)的建?？刹捎米畛Ｒ姷淖钚《吮孀R算法來予以實現。采用MATLAB仿真語言的仿真程序來建立壓機被控系統(tǒng)對象的最小二乘算法。

4 結語

對于陶瓷高校的“系統(tǒng)辨識”課程，為適應本校以陶瓷特色為主題，根據實際的教學經驗總結出在教學中所存在的若干問題，分別從教學目的規(guī)劃、教學方法的改進和教學實踐的設計來闡述本課程的改革措施。

參考文獻

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作者單位

景德鎮(zhèn)陶瓷學院機電學院 江西省景德鎮(zhèn)市 333403