王艷輝++席劍輝++姬曉飛

[摘 要]高校是人才培養(yǎng)的主陣地，課堂教學(xué)是影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素，而教學(xué)內(nèi)容和教材則是決定教學(xué)效果優(yōu)劣的重要因素?？刂乒こ袒A(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合課程的特點(diǎn)、學(xué)生的實(shí)際和學(xué)校的特色，采取一系列策略優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容并建成了立體化教材。經(jīng)過幾年實(shí)踐表明，教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與教材的建設(shè)可以提高課堂教學(xué)的有效性。

[關(guān)鍵詞]教學(xué)內(nèi)容；優(yōu)化；立體化教材

[中圖分類號(hào)] G640 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2016）02-0007-02

現(xiàn)階段，高校學(xué)生獲取知識(shí)，發(fā)展素質(zhì)和提升能力主要依靠課堂教學(xué)。教學(xué)內(nèi)容作為課堂教學(xué)的重要組成要素，為實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)目標(biāo)而服務(wù)。通過優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和加強(qiáng)教材建設(shè)，可以有效地調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，把“教與學(xué)”的關(guān)系落到實(shí)處，起到提高教學(xué)效率，增加課堂教學(xué)有效性的效果。

控制工程基礎(chǔ)是我校非控制類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，在2009年被評(píng)為遼寧省省級(jí)精品課程。課程涉及多學(xué)科知識(shí)，理論性與綜合性很強(qiáng)，在教學(xué)中存在著“教師難教，學(xué)生難學(xué)”和“內(nèi)容多，學(xué)時(shí)少”兩個(gè)問題。多年來，教學(xué)團(tuán)隊(duì)從多角度思考課程建設(shè)的問題，在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和加強(qiáng)教材建設(shè)方面取得一些可喜的成果。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化是完成教學(xué)目標(biāo)，提高課堂教學(xué)的有效性和促進(jìn)人才培養(yǎng)的重要途徑。本課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，在教學(xué)內(nèi)容的組織上遵循循序漸進(jìn)、逐步深化的原則，強(qiáng)調(diào)基本概念的理解和應(yīng)用，注重學(xué)生的工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)。本課程對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化，采取的策略如下。

（一）采用模塊化的知識(shí)結(jié)構(gòu)

采用模塊化的知識(shí)結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生對(duì)控制理論的知識(shí)體系有一個(gè)整體上的把握。本課程總體分為基本知識(shí)、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)校正三部分內(nèi)容?；局R(shí)部分包括控制理論的基本概念、控制系統(tǒng)的類型、控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)及控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的建立幾方面的內(nèi)容。系統(tǒng)分析部分以三大分析方法為主線，明確如何利用時(shí)域分析、頻域分析和根軌跡分析方法，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性。系統(tǒng)校正部分闡述引入校正環(huán)節(jié)后，系統(tǒng)的性能有怎樣的改善。

（二）體現(xiàn)專業(yè)和航空特色

教學(xué)內(nèi)容要充分考慮學(xué)生的專業(yè)特點(diǎn)和我校航空院校的特色，在控制理論應(yīng)用于工程中的實(shí)例介紹中和系統(tǒng)性能講解過程中，除了機(jī)電系統(tǒng)外，還列舉一些航空航天領(lǐng)域中與專業(yè)相關(guān)的工程實(shí)例，這樣學(xué)生就會(huì)對(duì)所學(xué)的理論知識(shí)有直觀的理解，在參與問題分析和解決的學(xué)習(xí)活動(dòng)中提高學(xué)習(xí)興趣。

（三）以夠用、必需為原則，力求精簡(jiǎn)

過多過繁的理論推導(dǎo)過程不僅會(huì)使學(xué)生產(chǎn)生厭煩心理，而且不利于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的把握，因此授課內(nèi)容要淡化理論推導(dǎo)過程，以提高學(xué)生獨(dú)立思考和綜合分析能力為目的，強(qiáng)化采用控制理論分析問題的能力培養(yǎng)。例如在介紹拉普拉斯變換的性質(zhì)時(shí)，僅僅給出結(jié)論，利用定義等所進(jìn)行的性質(zhì)的證明過程就不予講解。

（四）恰當(dāng)融合先修課程

本課程涉及數(shù)學(xué)、物理和電工學(xué)方面的知識(shí)，將已開設(shè)的大學(xué)物理、電工學(xué)和復(fù)變函數(shù)課程及未開設(shè)的積分變換課程的相關(guān)知識(shí)在系統(tǒng)建模的講授中恰當(dāng)?shù)剡M(jìn)行融合，以學(xué)生聽懂和學(xué)會(huì)為目的。

二、加強(qiáng)教材建設(shè)

針對(duì)本課程在理論學(xué)習(xí)時(shí)存在的枯燥、抽象和難理解的問題，建設(shè)了可以最大限度地滿足教學(xué)需要的立體化教材，包括授課主教材、實(shí)驗(yàn)教材、電子教材、電子課件、學(xué)習(xí)光盤和輔助參考書。幾種內(nèi)容采用不同的編寫方式，它們之間既有重復(fù)、強(qiáng)調(diào)，又有交叉和補(bǔ)充，相互配合，形成一個(gè)有機(jī)的教學(xué)資源整體，可以克服以往教材形式單一的問題，滿足現(xiàn)代學(xué)習(xí)者個(gè)性化和自主性的要求。

（一）編寫并出版了授課主教材

控制工程基礎(chǔ)課程所選用的授課教材中存在如下問題：一是內(nèi)容多而授課學(xué)時(shí)不足的矛盾；二是沒有結(jié)合專業(yè)和實(shí)際的工程實(shí)例，使學(xué)生缺少學(xué)習(xí)興趣；三是沒有對(duì)各章知識(shí)點(diǎn)的引出和總結(jié)，使學(xué)生難以理解；四是習(xí)題數(shù)量相對(duì)較少，不利于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。針對(duì)這些問題，教學(xué)團(tuán)隊(duì)編寫了與教學(xué)大綱相配套、符合專業(yè)特色的控制工程基礎(chǔ)教材，教材具有如下特點(diǎn)：

1.結(jié)構(gòu)合理，重點(diǎn)突出

刪除了一般教材中的離散控制系統(tǒng)部分內(nèi)容，精簡(jiǎn)了各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，重點(diǎn)突出基本原理。教材內(nèi)容由四部分組成：第一部分為預(yù)備知識(shí)部分，主要介紹控制理論的發(fā)展歷史、應(yīng)用情況、控制系統(tǒng)的基本概念、控制系統(tǒng)分析時(shí)用到的數(shù)學(xué)工具——拉普拉斯變換及控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立；第二部分是系統(tǒng)分析部分，介紹了時(shí)域分析、根軌跡分析和頻域分析的原理及方法；第三部分為系統(tǒng)校正部分，介紹系統(tǒng)校正前后指標(biāo)和性能的變化；第四部分為非線性系統(tǒng)分析部分，介紹非線性系統(tǒng)分析的相平面法和描述函數(shù)法。

2.豐富了感性認(rèn)識(shí)材料

為了加強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，緒論中除了介紹蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)之外，還介紹了工業(yè)過程控制領(lǐng)域中常見的液位控制系統(tǒng)和自動(dòng)駕駛儀中的飛機(jī)俯仰角控制系統(tǒng)，使學(xué)生初步了解自動(dòng)控制的實(shí)現(xiàn)過程。時(shí)域性能分析時(shí)以電子心率起搏器系統(tǒng)和某直升飛機(jī)簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)為例，使學(xué)生直觀了解控制理論的基本原理和方法的具體應(yīng)用，豐富了感性認(rèn)識(shí)材料，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律

教材按照“為什么學(xué)—學(xué)什么—會(huì)什么”這一主線，每一章都是由引言、章節(jié)內(nèi)容、本章小結(jié)、思考題和習(xí)題組成，引言部分明確學(xué)習(xí)本章知識(shí)點(diǎn)原因和理論產(chǎn)生的背景；本章小結(jié)有利于學(xué)生抓住主線知識(shí)，明確重點(diǎn)內(nèi)容；思考題有利于促進(jìn)和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)基本概念和基本原理的掌握；習(xí)題能滿足學(xué)生多練習(xí)的需求，且列舉了一些系統(tǒng)實(shí)例，有助于學(xué)生分析實(shí)際控制系統(tǒng)。

4.適用面廣

教材符合教學(xué)要求，不僅可以作為機(jī)械、動(dòng)力、飛行器等非控制類專業(yè)本科生的教材，還可以作為相關(guān)技術(shù)人員的參考書。

（二）更新并完善實(shí)驗(yàn)教材

仿真實(shí)驗(yàn)具有建模方法簡(jiǎn)單、參數(shù)調(diào)整方便、結(jié)果可視性好等優(yōu)點(diǎn)，克服了常規(guī)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單調(diào)、缺乏變化以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備易損壞等不足。實(shí)驗(yàn)采用MATLAB仿真，逐年完善了實(shí)驗(yàn)教材，考慮到一些專業(yè)學(xué)生沒有學(xué)習(xí)過MATLAB語(yǔ)言，指導(dǎo)書中介紹了常用的變量、數(shù)學(xué)函數(shù)和繪圖方法等，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括時(shí)域分析、頻域分析和根軌跡分析，設(shè)定的思考題不僅使學(xué)生能夠繪制響應(yīng)曲線、頻率特性曲線和根軌跡，而且可以通過分析，進(jìn)一步加深對(duì)基本理論的掌握。例如，根據(jù)時(shí)域響應(yīng)曲線可以分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性；穩(wěn)定性可以通過求特征根來確定，也可以由奈奎斯穩(wěn)定性判據(jù)確定，還可以由伯德圖得出的穩(wěn)定裕量確定。

（三）制作了電子教材和電子課件

制作了與教材配套的電子教材和電子課件，詳細(xì)地介紹了基本原理和例題的求解過程，將此部分內(nèi)容共享到網(wǎng)站上，便于學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)。電子課件以簡(jiǎn)單清晰為原則，重點(diǎn)和主題突出，內(nèi)容逐行播放，畫面清晰生動(dòng)，便于學(xué)生思考和對(duì)重點(diǎn)的掌握。

（四）制作了學(xué)習(xí)輔助光盤

學(xué)習(xí)輔助光盤是文字教材的拓展。學(xué)習(xí)輔助光盤按照“總—分”的順序給出各部分內(nèi)容，先以分支圖形式給出本門課程的要求、重點(diǎn)和難點(diǎn)，然后按章把學(xué)習(xí)內(nèi)容分成四個(gè)部分：第一部分是每章的學(xué)時(shí)分配、學(xué)習(xí)重點(diǎn)、難點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)；第二部分是例題，便于學(xué)生掌握解題方法；第三部分是測(cè)試，結(jié)合每章的知識(shí)點(diǎn)給出一些選擇題并附有答案，便于學(xué)生考查自己對(duì)于基本知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，做到心中有數(shù)；第四部分是作業(yè)，通過完成此內(nèi)容可以使學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí)。

（五）出版了輔助教材

任課教師結(jié)合工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫了輔助教材《微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)》，于2013年由高等教育出版社出版。書中介紹了控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例，可以使學(xué)生加深對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)的理解，掌握測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提高理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

三、結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過幾年的教學(xué)實(shí)踐，教學(xué)團(tuán)隊(duì)在教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化和立體化教材建設(shè)研究方面取得了初步的成效，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得到提高，及格率、優(yōu)良率的比例呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，成果包括：（1）結(jié)合我校人才培養(yǎng)目標(biāo)、學(xué)生的專業(yè)特色、先修課程和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化，取得了良好的教學(xué)效果。（2）建立了由主教材、實(shí)驗(yàn)教材、電子教材、電子課件、學(xué)習(xí)光盤和輔助教材組成的多元立體化教材，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。（3）主教材注重取長(zhǎng)補(bǔ)短，借鑒了其他教材的優(yōu)點(diǎn)，分析了其他教材存在的不足，按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律組織了教材的內(nèi)容和次序。（4）主教材注重理論聯(lián)系實(shí)際，有航空航天特色。例題和習(xí)題中列舉了一些工程應(yīng)用實(shí)例，有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題等能力。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] 黃振菊.應(yīng)用型課程教學(xué)內(nèi)容體系的重構(gòu)與優(yōu)化[J].黑龍江高教研究，2012（8）：176-178.

[2] 李進(jìn)才.優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容的幾點(diǎn)思考[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2001（5）：11-13.

[3] 王海峰，嵇會(huì)祥，張以科.地方工科院校教材建設(shè)的思考[J].長(zhǎng)春工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2013（4）：123-125.

[4] 許世華，曹軍，譚會(huì)恒.關(guān)于校本教材建設(shè)的幾點(diǎn)思考[J].高教論壇，2012（3）：49-51.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]