机械控制工程课程教学改革的思考

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摘要：随着新工科建设的推进，社会对机械和电子信息工程类专业人才提出了新的要求，为了满足多元化创新型人才的培养要求，有必要对机械控制工程课程进行深入探索与综合性改革。本文论述了机械控制工程课程在智能制造领域中的地位及教学改革的必要性，并针对教学现状和问题进行了探索性思考，从教学内容、教学手段和知识呈现等方面对控制工程课程教学进行创新性改革，以期实现新工科建设背景下创新型人才的培养目标。

关键词：新工科；机械控制工程；教学改革；与时俱进

1引言

工程改变世界，行动创造未来，改革呼唤创新，新工科建设在行动[1]。随着新工科建设的深入推进，社会对工程类高素质创新型人才的培养提出了更高的要求，不断全面且深入地推进教学改革来提升教学质量和课堂效率已成为高校本科教育的重要任务。在应用型本科院校的众多工程专业的培养计划中，机械控制工程是一门重要的专业基础课程，更是培养智能制造领域中卓越工程师的核心课程之一，该课程重点研究经典控制理论，既是一门广义的系统动力学，又是一种合乎唯物辩证法的方法论，对启迪和发展人们的思维和智力有很大的作用[2]。随着社会的快速发展，新技术、新产品和新工艺层出不穷，与此同时各学科及相关课程的内容也在不断更新，为了适应社会的发展，为了满足人才市场对创新型人才的需求，为了响应新工科建设的号召，不少教学工作者对机械控制工程课程教学进行了系统且深入地综合性改革，在井喷式发展与深入推进下取得了一定的成效。但机械控制工程课程现有的教学模式是否能够完全适应时代的发展，可否切实满足社会的需求，能否实现在新工科建设背景下高素质复合型型人才的培养目标，还需要进一步探索与思考。

2机械控制工程课程特点及教学改革的必要性

机械控制工课程是以机械系统为研究对象，具有前后课程关联度大、计算复杂、理论深、逻辑性强等特点。作为一门重要的专业基础课，课程内容较为丰富，涉及到传递函数的求解，机械控制系统数学模型的建立，线性定常系统的时域分析、频域分析及轨迹描述，系统稳定性判定及非稳定系统的校正等[3]。目前，一般院校给与该课程的课时通常为40或48课时，更有甚者只分配了32个学时，在这种课时量严重不足的情况下既要保证授课内容的完整性，又要确保学生能把这种计算量大、理论性和逻辑性强的课程内容完全掌握并及时消化吸收，难度较大。在课时被大量压缩的情况下，为了完成大纲中规定的教学内容，大部分课堂教学都处在一种赶进度的状态之中，因此，一系列的教学问题也逐渐凸显出来了。在新工科建设背景下，基于创新型卓越技术人才的培养特点和机械控制工程课程在培养创新型人才中的重要性，目前我国工科院校机械控制工程课程的教学现状及存在的典型问题主要有：（1）教材陈旧固化，没有跟上现代化进程；（2）教学方法及手段传统单一；（3）所学内容与工程实际应用脱节；（4）学生的数理基础薄弱，学习积极性不足。随着计算机技术与现代教育技术的迅猛发展，机械控制工程课程教学呈现方式也得到了全新的改变。目前，各高校课堂上所采用的主流教学手段往往是将板书和多媒体课件相结合，并辅以Matlab软件进行教学支持。这种主流教学手段的最大优势在于省去了大量的板书时间，提高了教学效率，切实符合少课时情况下机械控制工程课程的教学。提升课堂效率是一线教育工作者们的共同愿望，而提高课堂时效才是我们永恒的追求。因此，为实现教学质量和教学效率的同步提高，对机械控制工程课程进行教学改革对发展该课程的教学就显得如此之重要。

3机械控制工程课程教学改革的探索性思考

对于机械控制工程课程教学现状及凸显出来的不足，该课程的教学改革可以从如下几点进行改进：

3.1调整教学内容，服务与时俱进

时代的进步离不开高素质人才，而人才的培养是促进社会发展的有效举措。高等学校培养学生的最终目的就是让更多的人才投入到社会中去，离开学校后能否快速地适应社会，能否顺利地找到适合自己的工作岗位，能否迅速地投入到实际的工作岗位并能独当一面，这些问题值得我们去认真思考。随着社会的发展与技术的革新，不同的时期对技术的要求不同，特别是一些新产品、新技术的出现，对机械控制工程课程教学会带来显著地影响。机械控制工程课程的教学要做到实时关注社会需求的变化，以人才市场和职业市场需求为导向，适时合理地调整教学内容，删除部分复杂且在实际工作中很少用到的抽象内容，适当增加与课程相关的新知识，拓宽学生的知识视野，提升学生的认知水平。以学以致用和与时俱进为原则，合理搭配新旧知识并丰富课堂内容，使得课堂内容具有详略得当、新旧合理等特点，促使学生在思想上和知识结构上做到与时俱进，以适应时代的变化，迎接社会的挑战。

3.2创新教学手段，丰富教学形式

随着信息技术的高速发展，多媒体教学已成为我国各大高校的一种重要的教学手段之一，呈现出来的优势劣势较为明显，恰当且合理地使用不仅能提高课堂效率还能丰富教学形式，可有效地激发学生上课的兴趣和热情。但在实际的授课过程中，教师不能一味地依赖多媒体课件，不能在课件无法放映的突发情况之下就乱了方寸，导致课堂无法继续进行，更不能把备课简单地转化为是一种课件的获取过程，倘若教师无法从这些情况中脱离出来，那么多媒体教学的优势就很难得到充分的体现，带给我们的往往是它的不足之处。在合理使用多媒体教学的前提下，改变传统的一言堂“满灌”模式，采用启发式教学，组织学生积极参与教学和讨论，引导学生认真思考，鼓励学生大胆发言，提升课堂的活跃度，在引导与讨论环节中促使学生理解并消化授课内容，产生“滴灌”的精准效应。由于机械控制工程课程的理论性和逻辑性较强且具有一定的抽象性，学生在学习过程中往往需要反复来回地翻阅教材，并且存在的疑问也较多，如果不及时解答相关的疑问，将严重影响到后续课程内容的教学与学习。因此，教师除了在课堂上的授课之外，还应该在课后为学生进行不定期的答疑，答疑方式可以是面对面进行，也可以通过微信和发邮件等形式进行，通过答疑不仅能迅速快捷地解决学生在学习中的疑难困惑，还能为后续课程的讲解夯实基础，进一步促使课堂教学时效性的提高。

3.3活化知识呈现，提升课堂兴趣

学习的动力离不开个人坚定的意志力，而兴趣往往是学生学习的助推器，可见兴趣的培养在课程教学中是何等的关键。因此，不少教育工作者就如何提升学生的学习兴趣进行了大量的探索与思考，并取得了阶段性成果，为新工科建设背景下深入推进课程教育改革打下了一定的基础。在机械控制工程教学中，基于该课程的特点，大部分学生在学习过程中很难对这些晦涩的内容提起兴趣，导致最终的学习效果不够理想。因此，我们可以从知识呈现方式上进行合理地变化，让呈现出来的知识更具生动性和形象性，让学生在这种生动且形象的情景中去理解相关的概念和知识，在一定程度上能提升课堂兴趣，具体可以从教材的选取以及课件的制作等方面着手。对于教材的选取，在保证课程内容完备的基础之上，尽量选用由纸质与数字资源有机融合的新形态教材[4]，此类教材能实现纸质教材与数字资源的一体化，并且丰富的数字教学资源既是对纸质教材的补充和拓展，又提供了更为方便、快捷的内容更新途径，同时为自主学习和个性化学习创设了空间，并且在视觉上也给学习者带来了一种全新的阅读体验，能最大限度地激发学习者的学习兴趣和热情，也可满足“互联网+”、4G时代和新工科背景下学习者的学习需求。对于课件的制作，由于该课程中涉及到公式推导的内容较多，对学生而言难度较大，在制作课件时应尽可能的简化公式的推导过程，对于一些非常重要的参数和相关公式的讲解时，比如时间响应的组成和分类，可借助虚拟动画和动态曲线的呈现来辅助同学们理解，将同学们的思维从枯燥的数学解析情景中转向实际的物理场合中去，通过生动且形象的动画展示能让同学们比较轻松地建立起数学解析式与物理场合之间的内在联系，可有效地激发学生的学习兴趣，促使教学质量的提高。

4结语

随着新工科建设的深入推进，社会对创新型人才提出了更高的要求，为满足人才市场和职业市场的需求，为了实现多元化创新型人才的培养目标，有必要根据时代特点对现有的教学方法和手段进行全方位地改革。基于机械控制工程课程特点和教学现状，可从教学内容、教学手段和知识呈现等方面进行探索性思考。以学以致用和与时俱进为原则，合理地调整教学内容，以丰富教学形式为目的，适时地创新教学手段，以提升课堂兴趣为目标，巧妙地活化知识呈现，在提高课堂效率的同时，着力于学生兴趣的培养和课堂时效性的把控，是提高该课程教学质量的有效途径。

作者：刘雁峰 毕仁贵 曾钦 单位：吉首大学物理与机电工程学院