彭愛民

中國地質(zhì)大學（北京）地球物理與信息技術(shù)學院，北京 100083

人類社會已經(jīng)進入知識經(jīng)濟時代[1]，而人才是這個時代的核心競爭力。高等院校作為培養(yǎng)人才的基地，深化教育教學改革，培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和實踐能力的高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才，是新的歷史時期的使命。以素質(zhì)教育為核心的創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，不僅需要我們從思想上轉(zhuǎn)變教育教學理念，建立以人為本的科學發(fā)展觀，還需要對傳統(tǒng)的教育教學方法進行改革和發(fā)展，在教育教學活動中貫徹素質(zhì)教育的思想，加強對學生能力的培養(yǎng)。

“測控原理”課程涉及學科間的相互滲透，其理論性和綜合性都很強。各院校在教學過程中側(cè)重于理論教學，學生感覺抽象難學。針對教學過程中的問題，我們結(jié)合學校辦學特色與實際條件，從課程結(jié)構(gòu)與內(nèi)容、教學方法與手段以及實驗課程建設(shè)等方面，對該課程進行了教學改革與探索。

一、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，整合教學內(nèi)容

教學內(nèi)容是開展教學活動的依據(jù)，是實現(xiàn)教學目的的保障?！皽y控原理”課程內(nèi)容具有較強的理論性和綜合性，涉及先修課程有電工電子學，工程數(shù)學，信號與系統(tǒng)等，并且與這些課程在內(nèi)容上聯(lián)系緊密，乃至有重合。比如，系統(tǒng)微分方程的建立以及系統(tǒng)函數(shù)等在信號與系統(tǒng)中就有較為詳細的介紹。由于各課程的側(cè)重點不同，任課教師也不同，為了避免講授過的基礎(chǔ)內(nèi)容重復講授，沒講授過的內(nèi)容又缺乏交代，就需要整合課程結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。通過新一輪專業(yè)培養(yǎng)方案的修訂，我們適當調(diào)整了教學安排和教學內(nèi)容，使課程間的銜接更緊密，教學內(nèi)容間的過渡更緊湊，教學重點更突出。

教學的目的是充分發(fā)揮每個受教育者的潛能，而人的發(fā)展存在個體差異。為此我們按照基礎(chǔ)，提高和拓展將教學內(nèi)容分為不同的層次實施教學?；A(chǔ)知識部分是必須完成的基本教學任務(wù)，是要求學生掌握的本專業(yè)課程的必備知識，因而也是教學的重點內(nèi)容。其他部分的內(nèi)容則根據(jù)學生的學習能力有所取舍，這樣既能滿足對學科感興趣以及學有余力的同學的學習訴求，又能使基礎(chǔ)差的同學較好地掌握本學科的基本要素。

教材是配合教學內(nèi)容，分為基本教材和參考教材。基本教材是教學的主要參考書，從各級重點教材以及經(jīng)典的教科書中選擇。通過基本教材的學習，學生掌握了本課程的基本理論和基本分析方法。參考教材則是教學的補充，側(cè)重應(yīng)用實例。通過補充教材的學習，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的思維方式，鍛煉學生運用理論知識解決實際問題的能力。

二、引入多元化的教學模式和教學手段

傳統(tǒng)的課堂教學是由粉筆、黑板和教師組成，教學模式單調(diào)，基本是以教師為中心的滿堂灌。在這樣的教學過程中，學生處于被動接受知識的狀態(tài)，難以發(fā)揮學生學習的主觀能動性，形成教與學互動相長的局面，教學效果往往不盡如人意。另一方面，如果把大學四年的課程看作“課程鏈”的話，測控原理則位于“課程鏈”的頂部。部分學生到達這個鏈節(jié)點時已經(jīng)有不同程度的“中毒”。而測控原理與先修課程在內(nèi)容上聯(lián)系緊密，課程理論性又強，內(nèi)容枯燥，教學過程中容易出現(xiàn)疲勞狀態(tài)，聽課時一旦落下，學生會有很強的挫折感，產(chǎn)生畏難情緒，直接影響教學效果。

為此，我們以每次課為教學單元，根據(jù)每個教學單元不同的教學內(nèi)容和教學目的，采取不同的教學方法。講述時先用精練的語言讓學生對基本理論有核心的把握，然后再由淺入深鋪展開來。采用設(shè)問的方式，啟發(fā)學生對問題本質(zhì)的思考。鼓勵學生參與教學環(huán)節(jié)中，如在課程開始的知識回顧以及結(jié)束之前的小結(jié)環(huán)節(jié)可以由學生完成。而要做好這兩個環(huán)節(jié)的工作，一是要上課注意聽講，二是要及時復習學過的知識。學生因參與而變得主動，因主動而有積極性，學習效果自然提高。

以緒論課為例，先是引入控制的概念，然后讓學生每人舉出一個控制實例。這些實例可謂包羅萬象，近到我們每日乘坐的電梯，遠到導彈、神州飛船等。例子羅列出來了，接下來就是引導學生思考在這些實例中，我們需要測量和控制哪些物理量。簡單的例子，如水位控制系統(tǒng)，學生很容易找到需要測量和控制的量，但對于復雜的系統(tǒng)，一時卻無從下手。此時的學生處于躍躍欲試而未得的狀態(tài)，啟發(fā)他們從局部看整體，比如機械手臂的運動，先觀察肘部運動和手部運動，然后是整個手臂的運動。在這一分解一點撥之間，學生學到了分析問題的方法，加深了對課程性質(zhì)和重要性的認識，激發(fā)了學習熱情。

在豐富課堂教學，活躍課堂氣氛等方面，現(xiàn)代化的教學手段功不可沒。多媒體課件靈活的表現(xiàn)手法，不僅使課堂教學變得形象生動，還有效增加了課堂的信息量。一些工具軟件在課堂上的利用，更是提高了課堂的學習效率。例如在分析系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響時，以往的講解是推導數(shù)學方程的解并由解的形式分析其響應(yīng)特點，學生看到的只是抽象的符號和公式。借助Matlab仿真軟件和虛擬儀器實驗平臺，可以展示參數(shù)變化時系統(tǒng)的不同相應(yīng)曲線，直觀而且印象深刻，加深了學生對知識的理解，增強了學習的信心。

三、加強實驗教學體系建設(shè)

實驗教學是學生將理論知識和實際相聯(lián)系的環(huán)節(jié)。通過動手實驗，能夠加深學生對基礎(chǔ)知識的理解，提高學生運用所學理論知識分析和解決實際問題的能力，在以小組為單位的實驗中，還培養(yǎng)了學生團結(jié)協(xié)作的精神。

在實驗課程改革之前，測控原理實驗課為基于硬件電路的實驗。由于實驗箱的數(shù)量有限，配套軟件也不盡完善，學生做實驗時往往花費較多時間在搭建系統(tǒng)上，實驗內(nèi)容少，實驗教學效果不理想。

我們通過實驗課程改革與建設(shè)，分兩個階段建立了軟硬件結(jié)合的實驗課程體系，擴充了實驗內(nèi)容，提高了教學效果。第一階段增加了基于Matlab的設(shè)計和仿真實驗。Matlab 是美國Math Works 公司開發(fā)的矩陣實驗室軟件包，目前已成為控制領(lǐng)域最為流行的計算和仿真軟件。第二階段開發(fā)了基于Labview 的控制實驗系統(tǒng)。通過這些實驗，激發(fā)了學生學習的興趣，在加深對理論知識理解的同時，還培養(yǎng)了學生運用工具語言學習專業(yè)知識和解決專業(yè)問題的能力，促進理論課程教學質(zhì)量的提高。

現(xiàn)在高校中很多課程的實驗課是“看”實驗，學生做實驗的積極性不高。為了有效鍛煉學生的實踐動手能力，在實驗課前要求學生做好預習工作并檢查預習工作。同時，在成績評定環(huán)節(jié)，增加了實驗環(huán)節(jié)的成績，擴大了對學習過程和學習能力評定的比例。

從幾個學期的教學實踐看，通過上述幾項方法措施，基本實現(xiàn)了此次教學改革與研究的目標。

[1]王訓練，曾學魯，杜升云，等.高等學校實施素質(zhì)教育亟待解決的關(guān)鍵問題[J].中國地質(zhì)教育，2000，（2），15-18.

[2]李志義.關(guān)于研究型大學本科教學的若干反思[J].中國大學教育，2011，（9）：9-12.

[3]潘懋元.高等教育學[M].福州：福建教育出版社，1995.