《自动控制原理》教学模式探索

费红姿 刘 龙 李文辉 李学民

（哈尔滨工程大学动力与能源学院，黑龙江 哈尔滨 150001）

1 引言

目前，我国许多重点大学都把建设高水平研究型大学作为奋斗目标，其目的就是要培养现代社会需要的高层次人才。研究型教学理念的提出，在教学改革方面打开了一扇窗户，提供了一个新的思路。曾经有人问诺贝尔物理学奖获得者格拉肖：“你认为培养一个杰出的科学人才的关键是什么？”，他回答：“我认为关键在于让年轻人停止当学生，使他们开始成为研究者”。想一想，他的话确实是有一定道理。大学里传统的教学型授课模式已经很难满足人才培养的需要，本科生教育由教学型向研究型教学模式的转变是研究型大学向高水平发展的必然趋势。

2 研究型教学的特点

研究型教学是相对于以单向性知识传授为主的教学型模式提出的，它是指将学习与研究融为一体的教学体系。这种教学模式给学生更大的发挥空间，可以充分发挥学生的主动性，他们不再是单纯的被动接受，而是变成主动思考、提问、设计和实施等。与教学型为主的教学模式相比，研究型教学具有以下特点。

2.1 学生的主体地位

对学生来讲研究型教学就是由被动式学习变成主动式学习，学生是教学活动的主体。研究型教学的目标不仅仅是向学生传授知识，更重要的是教会学生学习和研究问题的方法，培养学生发现问题、研究问题、解决问题的能力。在整个教学过程，应充分发挥学生的主动性，由传统的教导式变为自主式、对话式、探究式，在教学过程中自始至终离不开学生的参与和积极的探索活动。

2.2 老师从主导变成引导

对老师来讲研究型教学就是由传授式教学变成互动式教学，老师不再是教学过程的主体，从主导地位变成引导地位。尤其在学生探索未知领域和社会实践等活动中，教师要起到组织、引导、启发的作用。

2.3 教学与研究的有机结合

研究型教学强调以探索和研究为基础的教学，坚持教学与研究有机结合，在研究中学习。具体内涵是，注重在探索和研究的教学过程中激发学生的求知欲、好奇心和学习兴趣；强调与学科发展保持紧密联系，以此保持教学内容的新颖、增强教学活力[1]。教学与研究的有机结合，是世界一流研究型大学教育和教学的普遍做法。

3 研究型教学方法探讨

研究型教学模式可以是多样化的，但概括起来，主要包含两个基本内容：一是以研究为本的学习模式；二是学习过程与研究实践相结合的课程体系。《自动控制原理》课程的特点是理论性较强，又与工程实践结合比较紧密，如果完全由学生自主学习，会有很大的困难。结合《自动控制原理》课程自身的的特点，按照研究型教学的目标，本文着重在以下几方面进行了探索：

3.1 定理公式的讲解

《自动控制原理》课程中的定理和公式较多，很多定理公式通常要有较繁琐的推导过程，也比较抽象。在以往的教学过程中过于强调数学描述与推导，忽视了数学推导与工程实际的关系，忽视了解决工程实际问题的本质需求，使学生对原理的掌握仅仅处在一种“数学层面”上的理解。学生普遍觉得理论知识与实际问题脱节，不知道这些理论应该怎样在实际中应用。在教学过程中，我们结合专业领域的控制问题，从实际问题入首，提起学生的兴趣，引发学生的思考，之后再逐步深入进行讲解。例如在讲解控制系统的数学模型时，针对热能与动力工程专业的学生，结合目前研究的科研课题方向，提炼出工程实际应用实例。具体以柴油机综合控制系统中的电子调速系统作为例子，首先讲解控制系统的组成结构，并将柴油机速度控制系统数学模型的简化和分析过程贯川在教学过程中，引导学生怎样从问题入手，解决实际问题，这样不仅可以使学生更具体地理解理论知识，而且可以增强学生的实践性认识，收到了较好的教学效果。

3.2 提出论题，课堂讨论

培养和提高学生分析解决问题的能力是现代大学教育的重要理念和思想，教师在教学过程中应充分注意采用灵活多样的教学方法，激发学生的学习激情和兴趣，鼓励学生大胆提出问题，并引导他们去思考、探索和发现。为此，本课程开展讨论式教学，由学生或者老师提出论题，鼓励学生在课堂上发表不同的见解，提出不同的解决方法，形成思维碰撞的火花，在老师与学生之间形成思想上的互动。使学生在讨论中学习和提高，把所学知识灵活运用，达到举一反三的目的。例如提出一个问题，把学生分成几组收集资料，提炼观点，提出解决问题的方法。可以先组内讨论，再课堂讨论，教师点评，最后教师总结发言，对学生做出正确的引导。学生通过自身的参与，提高学习的主动性，同时也为学生的创造力和想象力的发挥提供了更广阔的空间。

3.3 充分运用现代化教学手段，丰富教学形式

采用先进的计算机多媒体教学，是提高《自动控制原理》课程教学效果的重要手段。利用多媒体编制《自动控制原理》课件，通过对文字、图像、动画等信息处理，形成图文并茂的多媒体教学软件，将学生带入一个形象、具体的环境，使教学的概念实体化，增加课堂的形象性和感染力，活跃课堂气氛，激发学生的学习积极性，也有利于教学内容的理解和掌握。多媒体教学在一定程度上弥补了传统教学在直观性和动感性方面的不足，取得了传统教学方法无法比拟的效果。多媒体教学不仅能大大提高课堂的教学效率，也使学生巩固了所学知识，开阔了思路，促进了教学内容的讲授和教学质量的提高。

此外，建立网络平台也是一种方便的现代化教学手段。利用学校的资源，我们建立了《自动控制原理》课程网站，可以实现课件下载，实时测试，网络教学，在线答疑交流等，有效的利用网络资源，实现资源共享。网络平台突破了时间和空间的限制，使学生可以自由地学习并共享优秀教育资源。

3.4 开设研究型的实验室

《自动控制原理》是一门理论性较强的工程科学，同时又具有很强的实践性。从以往的教学经验来看，学生学懂这门课不很难，但是深入透彻的理解并将它应用到实践中确实不容易。在理论学习中增加实验内容，可以大大加深学生对理论的理解，激发学生的学习兴趣。

但是，传统的实验环节通常是设定的题目，设定的环节，没有给学生发挥的空间。实际上《自动控制原理》中很多知识都需要灵活运用，才能深入理解，举一反三。在基本实验教学基础上，可以把实验平台分成三个层面：基础实验平台、仿真实验平台和研究型实验平台。建立开放式的实验平台，让学生通过理论知识的学习，自己设计实验方案，在仿真平台上进行仿真检验和修订，最后在研究型实验平台上验证设计的方案。从而使学生有更大的发挥空间，充分发挥学生的主动性，体验到学习和创新的乐趣。

4 建设一支高素质的教师队伍

要培养学生的创新能力，建设研究型大学，必须要有一支高水平的教师队伍。知识的传授、学生能力的培养和素质的提高，都需要教师精心培养和正确指导。高等学校的高水平教师，往往都在科学研究方面有所建树，他们不但具有严谨的工作态度、科学的研究方法，而且具有强烈的创新精神和创新意识。这样的教师授课，视野广阔，教学内容直接接触科学研究前沿，学生在这种氛围的熏陶下，创新精神和创新意识会得到潜移默化的增强。因此可以说，高素质的教师队伍是研究型教学模式的转变的必备条件。

研究型教学模式的建立需要进行大量的研究与探索。研究型教学模式的建立，还需要对教学管理模式和教学运行机制等配套的改革也提出了新的要求。因为研究型教学势必要求课程教师有更多的投入，教师的投入方式也呈现多元化，那么如何对课程教师的投入进行合理的评价？如何对教学效果进行合理的评价？如何建立有效的激励机制鼓励教师开展研究型教学？等等，都是值得我们进一步探索研究的问题。

[1]陆小毛.高贵临 探 索研究型本科教学体系，提高现代农业人才培养质量高等农业教育.2007-9，9：26-2.

[2]仵春，李珊珊.浅议美国研究型大学的大学职能.决策论坛2007，17.

[3]李培利，吴敬文.美国研究型大学提高本科教育质量的思考2007，2.