浅谈《智能控制系统》课程的教学创新

高玮玮　王明红　杜向阳　周俊　雷菊阳　闫娟　董浩楠

摘要：近年来，随着机器人技术的飞速发展，越来越多的学生对《智能控制系统》这门课程产生了浓厚的兴趣。通过对现代装备与控制工程专业《智能控制系统》课程的实践教学方法进行探讨（包括前期课程的合理设置、课程内容的科学安排与实践教学目标的实现方式）实现对知识链的合理优化及实践环境的优化配置，可有效提高学生利用已有知识解决实际问题的能力，使学生充分学好《智能控制系统》这门课程。

0、引言

智能控制系统是人工智能学科中的一门重要课程。随着相关应用在多个领域中的出现，特别是最近几年机器人技术的飞速发展，越来越多的学生开始对这门课程产生了浓厚的兴趣。因此，如何让学生能够在整个课程的学习过程中始终保持浓厚的兴趣，并增强学生利用所学的知识理解并解决实际问题，成为授课教师应该注意的首要问题。为此，在实际的教学工作中，以实际应用引导学生的学习兴趣，既满足了学生了解智能控制系统实际应用的需求，又加深了学生对于算法的理解。

1、课程性质分析

《智能控制系统》课程重在加强学生对智能控制算法（如遗传算法）的理解与运用。学生在学习此课程时，难免会遇到接受困难的问题。主要原因在于学生在控制科学方面理论基础与实践经验的不足。为此，在教学过程中，应当尽量避免单一地对智能控制算法进行枯燥的讲解，应当结合现实生活中的简单实例，启发学生对简单问题的思考，引导学生理论联系实际的思考方式。

2、具体实施过程

在实际的教学过程中并不是简单的通过实例向学生讲述抽象知识，应当在培养学生通过案例理解问题的基础上，通过案例加强学生对相关知识的掌握与理解。其具体实施过程包括案例准备、问题设定、实施讨论及总结思考四个环节。

2.1案例准备

针对课程中的知识难点，结合学生易于理解的案例构建整个教学课程的案例库。值得注意的是，案例的数量并非越多越好。最好使用同一案例解释多个知识难点，如汽车自主驾驶系统可以同时解释该课程中的中的模糊控制系统和专家控制系统，这样更有助于加强学生从整体上把握课程知识，真正做到融汇贯通。

2.2问题设定

通过案例的描述引出问题，结合案例中存在的现象解释问题，问题的设定不应当超越学生现有的认识范围。如在讲授专家系统时，以和生活密切相关的远程中医专家系统为例，易于学生的理解以及对相关问题的思考。

2.3实施讨论

在问题确立后，应当充分发挥学生的主观能动性，在活跃课堂气氛的同时，强化教学效果。对此，可采用分组讨论或反转课堂的方式，激发学生主动学习、主动思考的积极性。同时，在实施过程中，主讲教師应当充分发挥课堂主导作用，在摒弃传统填鸭式教学的同时，引导学生以正确的方向思考问题。

2.4总结思考

基于学生在主讲教师引导下的思考结果，将所有讨论结果汇总，并与课程难点知识进行对照，使学生的学习过程回归课程主线。

3、能力提升

在完成部分章节学习后，为提升学生对知识的总体把握及应用能力，必须要引入相关实践教学环节。基于此，该课程共有3个课程实践环节，分别为：粗糙度无损检测实验BP及RBP神经网络逼近、药品销售预测、基本遗传算法设计实验，强化学生对智能控制系统的理解与应用。在课程设计环节中，为充分发挥案例教学法的优势，主讲教师对每一位同学的案例场景进行调整，激发每一位学生主动思考的能力。要求学生按照主讲教师设计的场景，通过一定技术手段实现案例。同时，在课程设计报告的撰写过程中，要求学生用相关课程知识解释案例演示中存在的现象。这样，不仅扩大了学生的认识范围，更能深化学生对课程核心知识的掌握。

4、结语

通过这几年的教学摸索，发现在智能控制系统的教学过程中，结合案例进行教学可以很好地提升学生对抽象知识的理解。自在我校《智能控制系统》课程讲授过程中推广以来，学生学习积极性明显提高，课堂气氛也有了较为明显的改善。更为重要的是，通过该教学法的实施，学生对该课程的掌握情况得到明显提升，对知识的应用能力也明显加强。

参考文献：

[1]韩红， 焦李成. 谈计算机视觉课程的教学创新[J]. 计算机教育， 2010，19： 84-86.

[2]王明红. 数控技术课程教学内容和教学环节的安排与实施[J]. 机械设计教学研究， 2012： 189-192.