賈鶴鳴+宋文龍+戴天虹

摘要：自動控制原理課程是理工科院校自動化專業(yè)一門重要的專業(yè)課。文章以創(chuàng)新教育理論為指導，結(jié)合本門課程的特點，從更新教育理念、調(diào)整教學內(nèi)容、激發(fā)創(chuàng)造熱情三個方面，探討了在自動控制原理課程教學中實施創(chuàng)新教育的方法和手段。

關(guān)鍵詞：自動控制；創(chuàng)新教育；路徑

中圖分類號：G642.0文獻標識碼：A文章編號：1002-4107（2014）08-0001-02

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力為基本價值取向的教育。改革人才培養(yǎng)模式，實施創(chuàng)新教育，全面提高大學生的綜合素質(zhì)，是當前我國高等教育的一個中心任務(wù)，也是我國教育教學改革的重要熱點問題之一[1]。自動控制原理課程集理論與實踐于一身，不僅是理工科高等院校自動化專業(yè)及電氣類專業(yè)的學科專業(yè)課，也成為很多院校大類培養(yǎng)平臺下的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一，在提高學生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力方面起著十分重要的作用。作者以自己在自動控制原理課程教學實踐中的體會，就如何培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，如何推進教學創(chuàng)新，進行了一些實踐與探索，以期引起更深入的研究。

一、更新教育理念，樹立創(chuàng)新教育思想

在創(chuàng)新教育思想的引導下，高校教育工作者必須緊跟時代的步伐，迅速轉(zhuǎn)變教育觀念，把培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力放在突出位置[2]。傳統(tǒng)教育的教學，把學生培養(yǎng)成一本本的“大百科全書”，訓練出的學生多是模仿性地解決問題；而創(chuàng)新教育重在使學生了解解決問題的思維方法和過程，激發(fā)和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，激勵學生探索、創(chuàng)新。創(chuàng)新教育培養(yǎng)的是對未來社會具有應(yīng)變能力的創(chuàng)新型、開拓型人才，他們必須具有獨立思考、勇于創(chuàng)新的科學精神[3]。不光要求學生有高分和勤奮，更重要的要有創(chuàng)新精神和能力。

在課堂教學上，創(chuàng)新教育要對傳統(tǒng)教育的優(yōu)點進行發(fā)展，對其弊端和不足進行改革。如果說傳統(tǒng)教育更多的是傳授知識和學生積累知識的過程，那么創(chuàng)新教育就是在傳授知識的同時，重視學生學習的主觀能動性，啟發(fā)學生的自主意識，培養(yǎng)學生的自學能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新思維活動，變被動教育為自主教育。學習的過程中，既儲備積累了必要的基礎(chǔ)和專業(yè)知識，又能具有提取、加工和拓展知識、信息的能力。

對于自動控制原理課程的教學工作，也必須以這些新的教育觀念為先導，應(yīng)用于教學實踐中，才能達到提高教學質(zhì)量的目的，培養(yǎng)出順應(yīng)時代發(fā)展的開拓創(chuàng)新型復合人才。例如關(guān)于系統(tǒng)性能的串聯(lián)超前或滯后校正，超前環(huán)節(jié)的核心設(shè)計思想就是單輸入單輸出系統(tǒng)的控制器設(shè)計問題，如果不能清晰地闡明核心思想，學生就僅會針對電路系統(tǒng)或動力系統(tǒng)設(shè)計串聯(lián)校正環(huán)節(jié)進行系統(tǒng)整定，而不知道整定的目的何在。如果能闡明此核心思想，即讓學生給某個控制系統(tǒng)設(shè)計控制器時，也會自然地想到運用或選擇超前校正的方式進行系統(tǒng)閉環(huán)極點的重新配置，完成對開環(huán)系統(tǒng)的整定控制。

二、調(diào)整教學內(nèi)容，注重重點的系統(tǒng)性

在當前創(chuàng)新教育思想的導引下，很多高校都實行了大類培養(yǎng)。自控原理作為一門既抽象、實踐性又很強的專業(yè)基礎(chǔ)課程，已成為重要的大類培養(yǎng)平臺課之一，它非常有助于提高學生的創(chuàng)造性思維。但作為一門專業(yè)課，它的內(nèi)容較為豐富且繁雜，并且學時也相對有限，在這有限的學時內(nèi)，如何保證教學質(zhì)量，達到創(chuàng)新教育的目的，是一件必須認真思考的事情。思考的基本原則是，無論這門課僅有時間講幾個重點，這幾個重點都必定是自控原理的命脈，也像是自控原理的骨架，它們相互聯(lián)結(jié)構(gòu)成的正是自控原理的系統(tǒng)性和完整性[4]。如果有時間能夠讓教師把每一個重點都一一展開，那就是完整、系統(tǒng)、豐滿的自控原理。如果沒有時間都展開，學生學到的也是完整的最核心的自控原理，未來在他們各自的生活中碰到自控原理的任何問題，都跑不出他們曾學過的原理框架，他們可以自行將其豐富和發(fā)展起來[5]。教師必須本著保重點、拓基礎(chǔ)的原則，調(diào)整和優(yōu)化教學內(nèi)容，改革教學方法和手段，才能達到預期的教育目的。

教師必須用恰當?shù)姆椒?，使學生掌握必要的基礎(chǔ)知識和重點知識，學時縮短不能以削弱基礎(chǔ)知識的傳授為代價，而應(yīng)該用比傳統(tǒng)教育更短的時間、更科學的方法，使學生更靈活、系統(tǒng)地掌握更多的基本知識，為創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)和發(fā)展打下扎實的基礎(chǔ)。在這個問題上，創(chuàng)新教育絕不能舍本求末，基礎(chǔ)知識的學習和掌握絕不能松懈，否則，學生的創(chuàng)新能力就成了無源之水，創(chuàng)新教育也就成了空中樓閣。

在專業(yè)課教學中，各種典型控制系統(tǒng)的組成原理、系統(tǒng)特性分析仍然是講授的重點，教師要通過科學的教學設(shè)計，適當應(yīng)用相似性教學和差異教學原理，將不同機構(gòu)的相同點和不同點前后聯(lián)系起來，讓學生能夠舉一反三，加深對系統(tǒng)構(gòu)建與反饋控制思想的理解和掌握。同時在講重點、講難點、講思路、講方法的基礎(chǔ)上，講一些學科發(fā)展前沿，在每章教學內(nèi)容結(jié)束后給出文獻閱讀指南，鼓勵學生課外閱讀，與教師共同討論，在擴展知識的同時，提高和活躍學生的創(chuàng)造性思維。

三、正確引導，激發(fā)創(chuàng)造熱情

教師是創(chuàng)新教育的主導，而學生是自我學習的主體，無可否認的是，自由意志的存在使得教師無論如何使出渾身解數(shù)發(fā)揮主導作用，都不能代替學生自我學習的主體地位。簡而言之，教師無論如何都不能主導學生的意識，綁住他的身體卻不能綁住他的意識。要激發(fā)學生的創(chuàng)造熱情唯有正確引導一途。教師如何正確引導，如何激發(fā)學生的創(chuàng)造性潛力和熱情，是教師進行教學研究的重要內(nèi)容之一。

引導和激發(fā)學生的創(chuàng)造熱情，第一，必須尊重學生的主體地位。教師可以創(chuàng)設(shè)一些自動控制原理基本知識學習和實踐的平臺，將學生置于課程學習的主體地位，使得學生的主體能動性得到充分發(fā)揮，教師只起“引”的作用而不約束。如在講電路系統(tǒng)建模與RLC電路分析的時候，可以在實驗室完成，讓學生自己連接基本電路結(jié)構(gòu)，考察自己連接的結(jié)構(gòu)是否正確，是否出現(xiàn)死鎖、短路或是斷路現(xiàn)象等，通過親身體驗輕松掌握教學重點知識的同時，創(chuàng)造性得以充分發(fā)揮和施展。

第二，給學生提供融會貫通的機會。融會貫通是創(chuàng)造新事物的必要前提。創(chuàng)造條件并鼓勵學生大量地在實驗室中綜合運用所學的各種知識。如在自動控制原理的教學實驗環(huán)節(jié)中，有單級運放電路、數(shù)字電路等各種各樣的電氣元件，學生可利用所學的基本知識，像搭積木一樣將它們拼湊成各種電路結(jié)構(gòu)，并且實現(xiàn)不同的輸入與輸出功能。再如，安排學生綜合利用所學知識進行簡單的單輸入單輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計的創(chuàng)新活動，如生活中常見的溫度反饋控制系統(tǒng)或濕度調(diào)節(jié)反饋控制系統(tǒng)，使學生們能夠運用所學知識擬定系統(tǒng)構(gòu)成方案，并選擇最佳連接方式和回路閉環(huán)結(jié)構(gòu)；在控制芯片選擇時，能對所選擇的主控芯片的功能有所掌握，熟悉各個管角和觸點的作用，并對相應(yīng)芯片或元器件進行評價。這樣的活動對學生綜合設(shè)計能力的培養(yǎng)是極為有效的。學校的電工電子實驗室應(yīng)該開放給學生，滿足學生實踐動手和創(chuàng)新的愿望。

第三，用豐富的社會實踐開闊視野，看到書本知識在活生生的社會實踐中所起的作用，引導學生將理論和實踐聯(lián)系起來。學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是一個復雜的系統(tǒng)工程，在正常理論知識的學習之余，可以進行一些社會實踐[6]。如參觀實際生產(chǎn)環(huán)境中的控制系統(tǒng)，去大型工廠或企業(yè)參觀控制系統(tǒng)全自動生產(chǎn)線，激勵學生對于創(chuàng)新性勞動的自豪感、歷史責任感和使命感；開展與系統(tǒng)設(shè)計和綜合分析有關(guān)的座談和交流，給自動控制原理這門相對枯燥的課程注入新的生機和活力，提升學生學習和創(chuàng)造美的感受，從而促進學生創(chuàng)新才能的發(fā)展；開展現(xiàn)代控制理論、智能控制等方面的講座活動，使學生明確肩負的重任，以培養(yǎng)學生立志創(chuàng)新、造福于人類的崇高精神和情操。

第四，教師可以多多鼓勵學生開展學術(shù)交流活動，培養(yǎng)創(chuàng)新思維。鼓勵學科相互交叉，讓學生認識到許多問題的解決僅依靠單一學科知識是不夠的，可以結(jié)合單片機設(shè)計、電機拖動基礎(chǔ)等課程，組成科技創(chuàng)新團隊，鼓勵更多的學生參與到控制系統(tǒng)設(shè)計與創(chuàng)新大賽中，如挑戰(zhàn)杯等。自動化專業(yè)的相關(guān)教師可為學生科技創(chuàng)新的選題和制作提供指導和幫助，有意識地將反饋控制的思想融入到學生的科技作品中，將多學科交叉，提升科技創(chuàng)新的檔次和水平，進一步培養(yǎng)和激發(fā)廣大學生的科技創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神， 增強和提高學生們從事科學研究的能力。

總之，創(chuàng)新教育是一種全新的教育理念，實施創(chuàng)新教育是一項復雜的社會工程。在自動控制原理教學中首先要改變教育理念，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識；在教學方法上要調(diào)整教學內(nèi)容，講授有系統(tǒng)的重點；正確引導鼓勵學生的創(chuàng)新熱情，提高學生的創(chuàng)新能力。上述三點是作者在教學實踐中的經(jīng)驗體會，今后將以創(chuàng)新教育理論為指導，進一步提高和完善自身的教學能力。

參考文獻：

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[3]楊麗，溫恒福.大學創(chuàng)新教育的內(nèi)涵、難點與推進策略[J].黑龍江高教研究，2011，（8）.

[4]吳曉蓓.“自動控制原理”課程講授的幾個要點[J].中國大學教學，2009，（9）.

[5]吳迪，賈鶴鳴.正視知識教育——素質(zhì)教育的選擇[J].教學與管理，2013，(9).

[6]艾長勝等.構(gòu)建創(chuàng)新教育體系 提高大學生創(chuàng)新能力[J].高等教育研究，2009，(4).

收稿日期：2014-01-05

作者簡介：賈鶴鳴（1983—），男，遼寧遼陽人，東北林業(yè)大學機電工程學院副教授，博士，主要從事高等教育與課程改革研究。