自動(dòng)化學(xué)科概論課程教學(xué)研究

1、自動(dòng)化學(xué)科概論課程教學(xué)研究2010年12月常熟理工學(xué)院(教育科學(xué))第12期JournalofChangshuInstituteofTechnology(EducationalSciences)Dec.2010No.12A動(dòng)化學(xué)科概論課程教學(xué)研究徐惠鋼(常熟理工學(xué)院教務(wù)處,江蘇常熟215500)摘要:自動(dòng)化學(xué)科概論課程應(yīng)講清楚自動(dòng)化,自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù),自動(dòng)化學(xué)科,專業(yè)的知識(shí)體系和課程體系等基本內(nèi)容,形成自動(dòng)化學(xué)科知識(shí)體系構(gòu)圖.教學(xué)中應(yīng)根據(jù)課程內(nèi)容的特點(diǎn),針對(duì)性地采用不同教學(xué)方法.在學(xué)生數(shù)理基礎(chǔ)較弱,學(xué)時(shí)較少等約束條件下為實(shí)現(xiàn)上述教學(xué)目標(biāo)做了初步探索和實(shí)踐.關(guān)鍵詞:自動(dòng)化專業(yè);學(xué)科概論課;知識(shí)體系

2、構(gòu)圖中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):10082794(2010)12-0107-03學(xué)科(專業(yè))概論課是對(duì)大學(xué)新生的專業(yè)人門教育課程,其目的是讓學(xué)生在對(duì)專業(yè)深入了解的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)的目的性更明確,學(xué)習(xí)更主動(dòng),從而學(xué)得更好n1.學(xué)科概論課程一般以工程思想教育,學(xué)風(fēng)教育與學(xué)習(xí)方法教育為主,通過專業(yè)認(rèn)識(shí),人才培養(yǎng)方案和治學(xué)養(yǎng)成等模塊解決”為什么學(xué)”,”學(xué)什么”,”如何學(xué)”的問題1.李鴻昌等1通過對(duì)專業(yè)導(dǎo)論課教學(xué)效果的對(duì)比調(diào)查發(fā)現(xiàn),經(jīng)專業(yè)導(dǎo)論課學(xué)習(xí),學(xué)生對(duì)就業(yè)前景的認(rèn)知程度提高最快,而對(duì)本專業(yè)基本情況,學(xué)習(xí)方法的認(rèn)識(shí)雖有提高,但總體水平偏低;對(duì)畢業(yè)后進(jìn)一步深造及本專業(yè)的發(fā)展方向等問題,隨專業(yè)

3、差異較大,一般對(duì)寬口徑,行業(yè)特點(diǎn)不明顯的專業(yè)在此問題上的認(rèn)知程度較低.這個(gè)調(diào)查結(jié)果與我們?cè)诮虒W(xué)實(shí)踐中的體會(huì)基本相同,學(xué)生對(duì)于就業(yè)前景,就業(yè)崗位最為關(guān)注,而且這個(gè)問題也比較容易通過教師的講述為學(xué)生所理解;但作為一個(gè)專業(yè)的知識(shí)體系,往往會(huì)涉及到幾十門課程,這些課程一般都需要用到較深的數(shù)理知識(shí),既不能象科普講座那樣泛泛而談,又難以對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋?學(xué)生難以真正理解.我校自動(dòng)化專業(yè)自設(shè)立就開設(shè)了自動(dòng)化學(xué)科概論課,在教學(xué)實(shí)踐中不斷總結(jié),研究,改進(jìn),對(duì)應(yīng)用型本科自動(dòng)化專業(yè)設(shè)立自動(dòng)化學(xué)科概論的教學(xué)目標(biāo),教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法形成了較為完整的認(rèn)識(shí).一,本科新生學(xué)科概論課的特點(diǎn)1.學(xué)習(xí)目的的引導(dǎo).新生對(duì)大學(xué)

4、學(xué)習(xí)的緊張程度認(rèn)識(shí)不足,以往被灌輸?shù)摹备咧幸疵鼘W(xué)習(xí),到大學(xué)就輕松了”,或者從學(xué)長(zhǎng)那里得到的”考試只需求及格,非常容易”等誤導(dǎo)信息容易使他們心理放松而忽略了中學(xué)到大學(xué)角色轉(zhuǎn)換的困難,而一旦遇到困難就容易知難而退,繼而通過網(wǎng)絡(luò),游戲等方式放縱自己.學(xué)生的實(shí)用主義傾向較為嚴(yán)重,對(duì)于未來職業(yè)及與職業(yè)聯(lián)系緊密的應(yīng)用技術(shù)感興趣,而忽略了知識(shí)的連貫性,意識(shí)不到基礎(chǔ)理論的重要性,在低年級(jí)以基礎(chǔ)課程為主的學(xué)習(xí)中容易產(chǎn)生急躁,厭煩心理.2.學(xué)習(xí)方法的形成.新生以往形成的學(xué)習(xí)習(xí)慣,所擅長(zhǎng)的學(xué)習(xí)方法難以適應(yīng)大學(xué)的學(xué)習(xí)要求.在應(yīng)試教育背景下,學(xué)生往往習(xí)慣于老師從多側(cè)面,多角度將知識(shí)講透,通過大量習(xí)題掌握知識(shí),缺乏自主

5、安排學(xué)習(xí)計(jì)劃的主動(dòng)性,自我約束的自覺性,不適應(yīng)較多存疑的課堂教學(xué)方式,較少具有懷疑和批判意識(shí).3.工程意識(shí)的培育.許多中學(xué)很少開設(shè)實(shí)驗(yàn)課,收稿日期:201011-15基金項(xiàng)目:常熟理工學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目(CITJGN2008l9)作者簡(jiǎn)介:徐惠鋼(1969一).男,江蘇常熟人,常熟理工學(xué)院教務(wù)處副教授,主要研究方向?yàn)楣I(yè)自動(dòng)化.107應(yīng)付考試用的是”背實(shí)驗(yàn)”的方式;社會(huì)和家庭極少關(guān)注學(xué)生考試以外的事情,幾乎沒有參加企業(yè)實(shí)踐的機(jī)會(huì),因此實(shí)踐能力欠缺,工程意識(shí)缺乏.對(duì)于工科學(xué)生,這種意識(shí)和能力是不可或缺的.4.專業(yè)思想的穩(wěn)定.自動(dòng)化是一個(gè)寬口徑的專業(yè),學(xué)習(xí)的知識(shí)內(nèi)容很多,應(yīng)用范圍很廣,沒有明確的

6、行業(yè)應(yīng)用背景,難以用通俗的描述講清其專業(yè)內(nèi)涵.學(xué)生對(duì)此專業(yè)的選擇往往不是出自自己意愿,或是在沒有真正了解的情況下做出的.因此,我們?cè)诒究频谝粚W(xué)期開設(shè)自動(dòng)化學(xué)科概論課,盡可能解決這些問題或?yàn)榻鉀Q這些問題打下基礎(chǔ).二,教學(xué)內(nèi)容的把握在新生中開設(shè)學(xué)科概論課由于不能引入較深的高等數(shù)學(xué)知識(shí),難以對(duì)問題進(jìn)行科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋?從而難以揭示其真諦.同時(shí),要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi),想把四年中將學(xué)習(xí)的自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)的主要內(nèi)容講清楚,讓學(xué)生不僅知其然,而且知其所以然也是不現(xiàn)實(shí)的”.但如講得過于淺顯,也易誤導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生科學(xué)問題不需要高深數(shù)理知識(shí)也能懂的錯(cuò)覺.自動(dòng)化學(xué)科概論教學(xué)內(nèi)容的選擇要把握以下幾點(diǎn):1.理解自動(dòng)化.通過易于理

7、解的實(shí)例較深人地介紹自動(dòng)化的研究?jī)?nèi)容,自動(dòng)化的作用,應(yīng)用領(lǐng)域,自動(dòng)化在工業(yè)化,信息化與現(xiàn)代化建設(shè)中的重要性.2.了解自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù).介紹自動(dòng)化的最基本的原理與最核心的概念,讓學(xué)生建立”反饋”,”閉環(huán)控制”,”系統(tǒng)”等基本概念,了解自動(dòng)控制原理,自動(dòng)控制系統(tǒng)與自動(dòng)控制工程各自的含義與包含的內(nèi)容.有選擇的扼要介紹先進(jìn)的,深?yuàn)W的自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù),使學(xué)生對(duì)整個(gè)自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)有一個(gè)較完整的了解.3.把握自動(dòng)化學(xué)科,專業(yè)的知識(shí)體系和課程體系.分析自動(dòng)化學(xué)科包含的內(nèi)容,給出整個(gè)自動(dòng)化學(xué)科的完整知識(shí)體系和自動(dòng)化專業(yè)的完整課程體系.使學(xué)生了解將來從事自動(dòng)化專業(yè)工作必須具備的基本知識(shí)結(jié)構(gòu).必須掌握的基本知識(shí)內(nèi)

8、容.4.了解自動(dòng)化學(xué)科,專業(yè)的發(fā)展.介紹自動(dòng)化的學(xué)科專業(yè)背景,使學(xué)生對(duì)其全貌和發(fā)展有系統(tǒng)了解;介紹學(xué)科中主要組成環(huán)節(jié)間的關(guān)系,建立系統(tǒng)的概念;介紹自動(dòng)化專業(yè)與相關(guān)專業(yè)的關(guān)系,加深對(duì)自動(dòng)化專業(yè)特點(diǎn)的理解.】08三,教學(xué)方法與手段探索從自動(dòng)化學(xué)科概論課的特點(diǎn)和對(duì)教學(xué)內(nèi)容把握的分析來看,自動(dòng)化學(xué)科概論課承擔(dān)了較多的任務(wù),要實(shí)現(xiàn)這些教學(xué)目標(biāo)必須積極探索富有新意的教學(xué)方法與教學(xué)手段,才能使課程的講解深入淺出,達(dá)到良好的教學(xué)效果.,1.多種途徑引導(dǎo),激發(fā)學(xué)生興趣.抓住學(xué)生入學(xué)階段熱情好奇的特點(diǎn),通過圖文并茂的課件充分展示自動(dòng)化的廣闊應(yīng)用范圍和發(fā)展前景,樹立從事專業(yè)工作的信心和決心;通過參觀實(shí)驗(yàn)室,在實(shí)驗(yàn)室

9、和課堂上對(duì)一些控制系統(tǒng)的有趣演示,激發(fā)學(xué)生興趣;通過畢業(yè)生的成功案例和現(xiàn)身說法,科技競(jìng)賽作品的展示和介紹,學(xué)科競(jìng)賽的組織安排情況介紹等確立學(xué)生致力專業(yè)學(xué)習(xí)的信心.2.根據(jù)課程內(nèi)容的不同特點(diǎn),針對(duì)性地采用不同教學(xué)方法.對(duì)自動(dòng)化的內(nèi)涵,外延和定位,采用大量圖文并茂的課件演示,并參觀校內(nèi)工程訓(xùn)練中心獲得感性認(rèn)識(shí);對(duì)自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)的基本原理與核心概念,通過生活中易于理解的案例引入,用類比的方法逐步深入,再通過教員具有切身體會(huì)的研究項(xiàng)目將概念講透;對(duì)于自動(dòng)化學(xué)科的知識(shí)體系,需要掌握的知識(shí)元及其相互關(guān)系,通過負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖用圖解的方式逐一講解;對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)的課程體系,需要學(xué)習(xí)的主要課程及其相互

10、關(guān)系,通過實(shí)際工作中具體崗位的知識(shí)能力要求與負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖對(duì)應(yīng)的自動(dòng)化學(xué)科的知識(shí)體系對(duì)比加以說明,幫助理解;對(duì)于現(xiàn)代自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)和發(fā)展,結(jié)合區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展需求,采用講座的形式進(jìn)行選講.3.注重實(shí)踐意識(shí),工程意識(shí)的培養(yǎng).學(xué)科概論課教師參與到專業(yè)入學(xué)教育過程中,帶領(lǐng)學(xué)生參觀實(shí)驗(yàn)室,與實(shí)驗(yàn)室指導(dǎo)教師分工,分小組進(jìn)行講解;在學(xué)科概論課教授過程中,重點(diǎn)安排一兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室的深入體驗(yàn),由教師完整演示對(duì)一個(gè)對(duì)象的控制過程,并在教師指導(dǎo)下由學(xué)生一步一步跟隨指導(dǎo)老師操作,完成這個(gè)控制過程,看到控制結(jié)果;結(jié)合工廠見習(xí),先在運(yùn)動(dòng)控制和過程控制綜合實(shí)驗(yàn)室中了解整個(gè)控制原理,再到運(yùn)動(dòng)控制和過程控制生產(chǎn)企業(yè)中實(shí)

11、地對(duì)比了解.4.形成系統(tǒng)的構(gòu)圖.系統(tǒng)的概念和方法是自動(dòng)化的核心之一,在教學(xué)中通過人工實(shí)現(xiàn)控制過程的案例推演出實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的方法和構(gòu)成,再抽象出負(fù)反饋閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖,進(jìn)而擴(kuò)展得到控制知識(shí)層的傳感與檢測(cè),網(wǎng)絡(luò)與通信,計(jì)算與處理,控制與智能,執(zhí)行與驅(qū)動(dòng),對(duì)象與建模六個(gè)知識(shí)域,并細(xì)化得到每個(gè)知識(shí)域包含的知識(shí)元;同時(shí),分析控制知識(shí)層的基礎(chǔ)和應(yīng)用領(lǐng)域,得到基礎(chǔ)知識(shí)層和系統(tǒng)知識(shí)層的組成.在此過程中通過反復(fù)的強(qiáng)化,在學(xué)生腦海中形成由知識(shí)層,知識(shí)域,知識(shí)元和知識(shí)點(diǎn)四個(gè)層次組成的自動(dòng)化學(xué)科知識(shí)體系構(gòu)圖,讓學(xué)生在以后學(xué)習(xí)過程中清楚所學(xué)內(nèi)容從何而來,用到哪去,形成理論聯(lián)系實(shí)際的意識(shí).5.注意授課進(jìn)程節(jié)奏,交流學(xué)習(xí)方

12、法.教學(xué)中要與高等數(shù)學(xué)課程進(jìn)度配合,適當(dāng)拉長(zhǎng)教學(xué)進(jìn)程,在一定的高等數(shù)學(xué)(微積分)知識(shí)的基礎(chǔ)上,將最基本的原理與最核心的概念講清楚;對(duì)需要高深數(shù)理知識(shí)才能講深講透的原理,方法,只設(shè)法把涉及的科學(xué)問題講清,解決此問題的難點(diǎn)講清,或僅介紹解決問題的思路,不介紹具體解決問題的原理,方法.特別要加強(qiáng)與學(xué)生的學(xué)習(xí)方法的交流,把自己或別人的成功方法供學(xué)生借鑒.通過這些循序漸進(jìn)的處理,增加學(xué)生信心,同時(shí)對(duì)學(xué)習(xí)自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)的難度有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),促使他們學(xué)好數(shù)理知識(shí),為今后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).6.改進(jìn)考核方式.改變以往主要考核知識(shí)記憶的方式,引導(dǎo)學(xué)生走出應(yīng)試學(xué)習(xí)的怪圈,加強(qiáng)過程考核,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題,資料

13、搜集,資料整理,分析解決問題,撰寫報(bào)告以及組織協(xié)調(diào)的能力.我們的成績(jī)?cè)u(píng)定中,平時(shí)成績(jī)占40%,課程論文占60%;平時(shí)成績(jī)中作業(yè)占20%,小組討論,交流,課堂提問回答問題占20%.課程開始時(shí)就將考核方法細(xì)則告知學(xué)生,每次上課除了布置一些課后作業(yè)外,還布置一些討論話題供學(xué)生小組討論,下次上課時(shí)抽出一定時(shí)問由各組代表自由發(fā)言.課程論文在現(xiàn)代自動(dòng)化科學(xué)技術(shù)選講后布置,由學(xué)生自主選擇題目;教師介紹資料搜集,整理的基本方法,科學(xué)論文寫作的基本要求;然后學(xué)生分組搜集資料,討論完成論文撰寫;最后制作成PPT安排各組公開交流,由全體學(xué)生打分和教師批閱結(jié)合給出小組分?jǐn)?shù),小組成員間根據(jù)各自承擔(dān)的工作相互打分確定各人

14、成績(jī).匯報(bào)交流由學(xué)生組織主持,教師現(xiàn)場(chǎng)點(diǎn)評(píng),學(xué)生參與熱情很高.四,結(jié)束語在新生中開設(shè)自動(dòng)化學(xué)科概論課對(duì)學(xué)生專業(yè)思想形成,學(xué)習(xí)興趣培養(yǎng),學(xué)習(xí)信心樹立具有重要作用,而針對(duì)新生數(shù)理基礎(chǔ)較為薄弱,工程意識(shí)欠缺的實(shí)際,需要在教學(xué)內(nèi)容把握,教學(xué)方法與手段,考核方式上進(jìn)行研究,找到適合學(xué)生的自動(dòng)化學(xué)科概論課程教學(xué)方法.一種教學(xué)模式的形成需要一個(gè)反復(fù)研究改進(jìn),及時(shí)總結(jié)提高的過程,我們?cè)谧詣?dòng)化學(xué)科概論課程教學(xué)中作了些改革和實(shí)踐,其效果雖可從學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,課堂的反應(yīng),課程論文的質(zhì)量得到反應(yīng),但對(duì)專業(yè)思想,學(xué)習(xí)習(xí)慣形成的影響尚無跟蹤考量,學(xué)科概論課教師還需要在課程內(nèi)容的選擇,教學(xué)資源的豐富等方面進(jìn)行不斷探討,研究和

15、提高.參考文獻(xiàn):1戴先中,趙光宙.自動(dòng)化學(xué)科概論M.北京:高等教育出版社,2006:1-4.2蘇小林,趙巧娥.電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)概論教學(xué)研究J.電氣電子教學(xué),2010(S1):7073.3李鴻昌,龍肖毅,趙建軍.對(duì)專業(yè)導(dǎo)論課教學(xué)效果的調(diào)查與分析J.大理學(xué)院,2010,9(1):8891.ResearchesontheTeachingoftheIntroductiontoAutomationXUHuigong(TeachingAffairsOffice,ChangshuInstituteofTechnology,Changshu215500,China)Abstract:Itisnecess

16、arytooffertheintroductorycoursesforautomationmajorstohelpthemsolvetheirproblemsinthestudygoal,thelearningmethods,specializedideology,andengineeringawareness.Teachersshouldteachba.siccontentsaboutautomation,automationscienceandtechnology,knowledgesystemoftheautomationasadisci.pline,coursesystemoftheautomation,andhelpstudentsf