教育教学论坛刊文:基于案例教学法的“自动控制原理”课程教学
肖敏 林金星 王晓玲
[摘 要] 高等教育教学事业的创新化、技术化发展,促进了专业人才实践能力的培养。“自动控制原理”课程受学科特征的影响,理论教学与实践教学存在一些不足,阻碍学生思维的进步与学科知识的掌握。根据“自动控制原理”的课程性质,提出可以有效缓解传统教学不足的案例教学法。从分析“自动控制原理”课程性质出发,课程在实际教学环节中存在的问题,以案例教学方法为依托,以创新、创造思维为支撑,改进“自动控制原理”课程实际教学效果,全面提高学生知识理解水平。
[关键词] 自动控制原理;案例教学法;课程性质;实践能力
[基金项目] 2017年度南京邮电大学校级教学改革研究项目“面向创新教育的‘电气控制与可编程控制器小班化研讨式教学研究”(JG00517JX76)
[作者简介] 肖 敏(1977—),男,江西萍乡人,博士,南京邮电大学自动化学院、人工智能学院教授,博士生导师,主要从事非线性控制理论研究;林金星(1978—),男,江苏涟水人,博士,南京邮电大学自动化学院、人工智能学院教授,硕士生导师,主要从事切换系统研究;王晓玲(1987—),女,安徽安庆人,博士,南京邮电大学自动化学院、人工智能学院副教授,硕士生导师,主要从事多智能体系统研究。
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)30-0140-04 [收稿日期] 2021-02-22
工程学科自产生至今,一直被人们广泛关注。工程学科实用性非常强,“自动控制原理”是电气信息类、机械类等专业基础性比较强的高等教育课程。根据学生知识掌握程度与实践熟练水平,引入案例教学法,为“自动控制原理”课程教学输入新鲜血液。
一、“自动控制原理”课程概述
任何一門课程的开展与进步,都需要利用专业化的手段与技术实现创造性改革。“自动控制原理”课程是工程理论教学的基础,是学生开展学习活动的重要前提与着力点。
(一)课程含义
“自动控制原理”课程是电气信息类、机械类专业开设的一门非常重要的基础性学科,课程内容要求脱离人的直接参与性,利用外界的机器与设备完成既定操作实践任务。“自动控制原理”课程理论基础非常深厚,课程目的是利用专业基础理论知识进行重新改造,构建出完整的控制系统,提升专业设计与分析能力。
(二)课程特点
“自动控制原理”课程理论要求比较高,实践操作性比较强。“自动控制原理”课程具有明显的理论性特征,课程教学内容抽象。“自动控制原理”课程经历了长时间实践探索与技术发展,传统的教学方式是根据具体分析对象特征,开展数学抽象操作,建立数学模型,再根据其特点,使用不同的数学工具与数学方法分析其性能。“自动控制原理”课程构建数学模型时,需要大量能够代表数学思维的图形等形式,以进行数学模型的思考与分析。
二、“自动控制原理”课程教学存在的不足
本部分主要从四方面分析“自动控制原理”课程教学存在的不足,根据这些不足产生的原因,总结出有利于教学的有效性意见与建议,实现“自动控制原理”课程高质量发展。
(一)授课效率低下
“自动控制原理”课程强调理论性建设,课程内容综合性较强。教师在专业课程讲授时,过于强调理论知识的讲解与论述,讲授方法脱离学生实际掌握水平,讲授效果不理想,教学方法滞后。教师偏重视课程相关原理与数学概念的讲解,学生不能充分理解课程内容表达的含义,甚至出现理解偏差的情况。数量众多的原理、概念会增加学生的学习压力[1]。授课效率低下使得基础薄弱的学生,找不到正确开启自动控制原理学习的“钥匙”。
(二)脱离工程实际
“自动控制原理”课程实际操作,是以培养工程型人才为目标,理论与实践联系密切。强制、人为地割裂课程理论与工程实践之间的联系,采用学习数学运算与图形绘制相关知识以后,再开展上机实践演练。理论学习脱离实际操作,造成二者不同步的情况,脱离工程实际,不利于知识转换率的提高。
(三)多媒体应用不足
“自动控制原理”课程需要讲授大量的原理与概念,构建符合实际系统的数学模型,进行缜密的推演与计算,需要高度注意力与准确判断力[2]。因此,简单幻灯片演示形式的多媒体课程文件,不能满足“自动控制原理”课程教学的实际需求。教师必须加强引导意识,与学生实现近距离沟通,指导学生操作。
(四)考核形式固化
高等院校在“自动控制原理”具体实践教学过程中,会采用多种考核方式,检验学生的学习效果[3]。“自动控制原理”课程的成绩考核方式与其他学科相比较,具有明显的相似性。成绩包括平时成绩、实验成绩、考试成绩三部分,所占比重各不相同。考试成绩占据主导地位,是“自动控制原理”课程考核的重要部分;平时成绩具有表面化特征,主要是根据学生的出勤率与作业情况,给出平时成绩;实验成绩具有继承性,实验题目与其他年级实验任务类似,学生可以查找往年类似实验报告范本。
三、案例教学法在课堂教学中的应用
课程偏重理论学习,忽视实践探索,不利于学生更好地掌握与应用课程知识。在具体教学实践中进行有益尝试,发挥案例教学法的积极促进作用。
(一)案例教学实际化
“自动控制原理”课程理论化程度高,基础较差的学生,理解能力有限,不能实现最佳教学效果。根据课程实际,科学地将案例教学法引入,实现教学方法、方式的创新,改变传统的课程讲授思维。案例教学法,以学生掌握程度为支撑,通过展示具有代表性的经典案例,向学生讲授“自动控制原理”知识。学生以小组活动为主,探究问题解决的方法。案例教学法的使用,可以将抽象的理论概念具体地展现出来,从而加深对课程内容的理解与巩固[4]。
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