尚振東 韓建海 楊芳

摘 要：為加強(qiáng)研究生教育優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)，提高研究生課程質(zhì)量，本研究針對河南省研究生教育優(yōu)質(zhì)課程“智能控制理論及應(yīng)用”，從找準(zhǔn)課程定位、優(yōu)化課程內(nèi)容、建設(shè)在線資源、創(chuàng)新教學(xué)方法等方面，進(jìn)行了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要、符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)目標(biāo)、體現(xiàn)培養(yǎng)單位辦學(xué)特色的課程建設(shè)和教學(xué)改革，在教學(xué)實(shí)踐中取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞：智能控制理論及應(yīng)用;優(yōu)質(zhì)課程;研究生教育

2014年發(fā)布的《教育部關(guān)于改進(jìn)和加強(qiáng)研究生課程建設(shè)的意見》指出，課程學(xué)習(xí)是我國學(xué)位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培養(yǎng)質(zhì)量的必備環(huán)節(jié)，在研究生成長成才中具有全面、綜合和基礎(chǔ)性作用。重視課程學(xué)習(xí)，加強(qiáng)課程建設(shè)，提高課程質(zhì)量，是深化研究生教育改革的重要和緊迫任務(wù)。建設(shè)研究生教育優(yōu)質(zhì)課程有利于深化研究生課程改革。研究生教育優(yōu)質(zhì)課程應(yīng)明確課程目標(biāo)定位，優(yōu)化課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)，提升課程整體基礎(chǔ)條件，課程資源應(yīng)具有較大共享價(jià)值，積極推進(jìn)教育教學(xué)改革，制度健全，管理規(guī)范等。本研究重點(diǎn)介紹了河南科技大學(xué)研究生“智能控制理論及應(yīng)用”課程（以下稱建設(shè)課程）以建設(shè)河南省研究生教育優(yōu)質(zhì)課程為契機(jī)，深化課程改革的一些具體做法。

一、找準(zhǔn)課程定位

智能控制是傳統(tǒng)自動(dòng)控制理論和現(xiàn)代控制理論進(jìn)一步發(fā)展的成果，是智能科學(xué)與控制科學(xué)深度融合產(chǎn)生的。許多復(fù)雜的被控系統(tǒng)難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，也難以用常規(guī)的經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論進(jìn)行定量計(jì)算和分析，只有采用定量方法與定性方法相結(jié)合的智能控制，才有可能達(dá)到令人滿意的控制效果。智能控制是進(jìn)一步學(xué)習(xí)智能制造、智能交通、智慧城市、服務(wù)機(jī)器人等智能技術(shù)課程的基礎(chǔ)，也是研究生在學(xué)位課題研究中進(jìn)行科技創(chuàng)新的重要支撐知識體系。

河南科技大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科是河南省第七、八、九批重點(diǎn)學(xué)科，以培養(yǎng)我國社會(huì)主義建設(shè)事業(yè)需要的德才兼?zhèn)涞母邔哟蝺x器人才為目標(biāo)。建設(shè)課程是儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科學(xué)術(shù)型碩士的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課，也是機(jī)械工程等學(xué)科碩士的專業(yè)選修課。建設(shè)課程面向儀器科學(xué)與技術(shù)和機(jī)械工程等學(xué)科碩士研究生，結(jié)合控制理論前沿知識，學(xué)習(xí)智能控制的基本概念、基本理論和系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的基本方法，使學(xué)生能夠運(yùn)用智能控制新理論、新方法解決復(fù)雜工程控制問題。建設(shè)課程在學(xué)科碩士培養(yǎng)目標(biāo)中對于改善學(xué)生素質(zhì)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)，尤其對于強(qiáng)化研究生的科學(xué)方法訓(xùn)練、學(xué)術(shù)素質(zhì)養(yǎng)成和創(chuàng)新能力具有重要作用。

二、優(yōu)化課程內(nèi)容

國內(nèi)很多高校都面向碩士研究生開設(shè)了智能控制方面的課程?；趯W(xué)科研究方向、學(xué)校自身優(yōu)勢特色和學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的差異，每個(gè)學(xué)校都必須結(jié)合自身實(shí)際優(yōu)化課程內(nèi)容。河南科技大學(xué)儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的碩士研究生在選修該課程之前并未選修人工智能等課程，因此，課程組將人工智能中的“知識的表示和推理”等有關(guān)內(nèi)容補(bǔ)充進(jìn)來，便于學(xué)生理解和掌握專家系統(tǒng)、模糊控制等有關(guān)內(nèi)容。

經(jīng)過長期教學(xué)探索和改革，建設(shè)課程建立的教學(xué)內(nèi)容體系與結(jié)構(gòu)既包含智能控制理論的經(jīng)典內(nèi)容，又體現(xiàn)本學(xué)科領(lǐng)域最新科學(xué)技術(shù)和教學(xué)改革成果。課程共32學(xué)時(shí)，其中，理論教學(xué)學(xué)時(shí)為24個(gè)學(xué)時(shí)，課程實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為8個(gè)學(xué)時(shí)，課外實(shí)踐結(jié)合科研項(xiàng)目、平臺項(xiàng)目和校外創(chuàng)新基地項(xiàng)目，以課外作業(yè)和項(xiàng)目設(shè)計(jì)的形式進(jìn)行。在組織編排教學(xué)內(nèi)容時(shí)注重循序漸進(jìn)，由淺入深，從經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展進(jìn)而引入智能控制，先補(bǔ)充知識的表示和推理等內(nèi)容再講解專家系統(tǒng)控制等，先講模糊理論基礎(chǔ)和人工神經(jīng)元基礎(chǔ)等內(nèi)容再講解模糊控制和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制，為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。建設(shè)課程教材選用浙江大學(xué)許力教授主編、機(jī)械工業(yè)出版社出版的《智能控制與智能系統(tǒng)》，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書采用主講教師編寫的指導(dǎo)書，理論教學(xué)和課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)安排如下表所示：

三、建設(shè)在線資源

根據(jù)優(yōu)化的教學(xué)內(nèi)容，課題組結(jié)合在線開放教學(xué)、線上線下混合式教學(xué)的需要，建設(shè)了“智能控制理論及應(yīng)用”課程在線資源，主要模塊為課程介紹、課程章節(jié)、教師團(tuán)隊(duì)、教學(xué)資源、教學(xué)方法、教學(xué)條件、教學(xué)效果和參考教材。其中包括：梳理教學(xué)內(nèi)容并提取37個(gè)知識點(diǎn)，針對每個(gè)知識點(diǎn)建設(shè)了電子教材、多媒體課件、教學(xué)視頻等，建設(shè)了每章節(jié)的思考題和習(xí)題及章節(jié)測驗(yàn)等，建設(shè)了9個(gè)應(yīng)用案例及其仿真例程序，建設(shè)了3個(gè)課內(nèi)實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書和實(shí)踐報(bào)告模板。

四、創(chuàng)新教學(xué)方法

建設(shè)課程采用線上線下混合式教學(xué)，加強(qiáng)案例式、互動(dòng)式、啟發(fā)式、項(xiàng)目式教學(xué)，線上課程主要是對基本概念和基本知識的學(xué)習(xí)，完成有關(guān)短視頻的學(xué)習(xí)、章節(jié)測驗(yàn)等教學(xué)內(nèi)容，線下課程則采用翻轉(zhuǎn)課堂和教學(xué)研討的形式對重點(diǎn)、難點(diǎn)進(jìn)行解答。

（一）加強(qiáng)案例式教學(xué)

課程組開發(fā)了多媒體課件、教學(xué)案例及仿真例程序，將智能控制在儀器和機(jī)電裝備中應(yīng)用的最新科研成果作為教學(xué)案例，結(jié)合課程教學(xué)進(jìn)度，通過多媒體呈現(xiàn)出來，將學(xué)生帶入具體的科研情境中，使學(xué)生成為研究者，組織學(xué)生針對科研問題進(jìn)行小組討論，提出智能控制方案，然后由教師對學(xué)生提出的方案進(jìn)行點(diǎn)評，引導(dǎo)學(xué)生對方案進(jìn)行再度修改和創(chuàng)新。

（二）加強(qiáng)互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)

教師要不斷強(qiáng)化學(xué)生的中心地位，將課堂講授與互動(dòng)式、啟發(fā)式教學(xué)相結(jié)合，針對智能控制中的熱點(diǎn)、難點(diǎn)和重點(diǎn)知識點(diǎn)進(jìn)行研討，或者采用翻轉(zhuǎn)課堂形式，將課堂變?yōu)樗季S碰撞和創(chuàng)意互享的場所。另外，教師還要激勵(lì)學(xué)生結(jié)合在線開放課程自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生可以在課余時(shí)間學(xué)習(xí)更多知識點(diǎn)。

（三）加強(qiáng)項(xiàng)目式教學(xué)

建設(shè)課程開設(shè)于研究生第二學(xué)期，學(xué)生大多已進(jìn)入導(dǎo)師的科研團(tuán)隊(duì)，雖然選修學(xué)生尚未進(jìn)入研究生課題研究階段，但其導(dǎo)師、師兄師姐等的課題可作為其學(xué)習(xí)該課程的課題。因此，在建設(shè)課程的教學(xué)過程中，教師要讓學(xué)生帶著項(xiàng)目學(xué)習(xí)，講完一部分就要求學(xué)生結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)課題的相關(guān)內(nèi)容，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)效率更高，接受知識更深入。

目前，建設(shè)課程的資源首先由河南科技大學(xué)有關(guān)專業(yè)碩士研究生和本科生使用，有關(guān)資源也輻射到河南理工大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)等高校，在服務(wù)高校的同時(shí)也被許多企業(yè)院所用于工程技術(shù)人員培訓(xùn)，受益單位均給予高度評價(jià)。課程建設(shè)前后選修學(xué)生滿意度調(diào)查結(jié)果顯示，在課程資源、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、學(xué)習(xí)興趣、知識運(yùn)用、作業(yè)質(zhì)量、課程成績、素質(zhì)能力等方面建設(shè)以后，滿意度均明顯優(yōu)于建設(shè)前。河南科技大學(xué)也將繼續(xù)專注于此，在教學(xué)實(shí)踐中探索，為學(xué)生、為高校建設(shè)課程做出更大貢獻(xiàn)。

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責(zé)編：鹿 嶼