控制工程基礎(chǔ)是機械設(shè)計制造及其自動化本科專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才，要求學生的基礎(chǔ)知識扎實，知識面寬廣，應(yīng)用所學知識解決工程實際問題的能力較強�？刂乒こ袒A(chǔ)課程的研究對象是機械工程系統(tǒng)，學生通過學習機械工程控制的基本原理，深入研究學習經(jīng)典控制理論，掌握實際機械系統(tǒng)的簡化并建立數(shù)學模型，進而通過數(shù)學模型對系統(tǒng)進行參數(shù)辨識、時域響應(yīng)分析、頻域響應(yīng)分析和穩(wěn)定性分析，進而對系統(tǒng)進行改進，解決工程實際問題。傳統(tǒng)教學過程中缺乏工程實際對象的分析學習，抽象內(nèi)容多，理論聯(lián)系實際少，不能學以致用，也束縛了學生的思維發(fā)展，學生學習的主動性和積極性差，實驗課程內(nèi)容設(shè)置和工程實際差距較大，考核方式和內(nèi)容死板，學生的知識應(yīng)用能力、綜合分析問題和解決問題的能力、創(chuàng)新能力方面有所欠缺。為了提高控制工程基礎(chǔ)的課程教學質(zhì)量，按照培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的要求，本文從教學內(nèi)容、教學手段、教學方法、實驗教學、考試方法等方面進行改革探索與實踐。

　　一、課程教學內(nèi)容改革機械類專業(yè)學生學習控制工程基礎(chǔ)，學時有限，課堂上應(yīng)該講授重點、難點，對要求掌握的內(nèi)容重點講授，內(nèi)容安排應(yīng)該循序漸進，由易到難，便于學生學習理解�？刂乒こ袒A(chǔ)課程的主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)數(shù)學模型的建立，系統(tǒng)的時域和頻域分析，系統(tǒng)設(shè)計和校正。機械類專業(yè)的重點教學內(nèi)容在于采用數(shù)學方法，利用物理學、電學、力學、液壓等基礎(chǔ)知識建立機械系統(tǒng)的數(shù)學模型，后續(xù)章節(jié)內(nèi)容都是在數(shù)學模型的基礎(chǔ)上進行分析和研究。傳統(tǒng)上因為傳遞函數(shù)、系統(tǒng)分析及設(shè)計校正的教學內(nèi)容理論性強、內(nèi)容系統(tǒng)，講授較易，所以教師往往在這一部分講授較多，忽視了系統(tǒng)的抽象、簡化及建模教學環(huán)節(jié)。機械類專業(yè)學習這門課程為了是解決工程技術(shù)問題，沒有系統(tǒng)的數(shù)學模型建立，一切無從談起，在有限學時的條件下，數(shù)學建模是重點。微分方程和傳遞函數(shù)是數(shù)學模型的不同表達形式，內(nèi)容放在一個章節(jié)講授。系統(tǒng)分析部分的內(nèi)容，安排時域響應(yīng)分析，利用時域研究的直觀性，逐步推進到頻率響應(yīng)分析，這樣安排有利于加深對教學內(nèi)容的理解和學習。通過對系統(tǒng)設(shè)計和校正內(nèi)容的學習，了解常用校正方法的構(gòu)成和作用，領(lǐng)會系統(tǒng)參數(shù)調(diào)整和動態(tài)校正的方法。

　　二、改革教學方法和手段1．開展連貫式、啟發(fā)式教學控制工程基礎(chǔ)課程闡述的是原理性知識。在課堂教學中，講授應(yīng)注重深入淺出，用通俗易懂的語言將抽象的理論變成學生樂于接受、消化、理解的內(nèi)容，同時以機械工程中多見的實例輔助、活躍教學內(nèi)容，并適當增補專業(yè)知識，加強知識的連貫性，設(shè)法調(diào)動學生的學習積極性，發(fā)揮學生學習的主觀能動性。例如在學習拉式變換的數(shù)學方法時，有些同學會產(chǎn)生“為什么學習該部分內(nèi)容，它與機械系統(tǒng)控制工程有什么聯(lián)系”的疑慮，所以在進行章節(jié)內(nèi)容的講授過程中要做到承上啟下，環(huán)環(huán)相扣，為學生點明該部分知識與其他內(nèi)容的相關(guān)性。

　　同時采用啟發(fā)式教學。在教學過程中，首先提出問題讓學生自己思考、分析，并進行討論，老師再分析，引出學生需要學習和掌握的新知識，進而深入詳細講解重點知識。這種“提問一討論一解答”的啟發(fā)討論式教學增強了教師與學生之間的交流，活躍了課堂氣氛。

　　2．傳統(tǒng)教學與多媒體教學相結(jié)合在傳統(tǒng)教學方法中，教師一般都是邊寫、邊講、邊示范，教師與學生之間互動性較強。但本課程的特點是圖形公式多、內(nèi)容抽象，在有限的課堂時間內(nèi)，老師還用傳統(tǒng)的教學方法，僅憑語言和粉筆就會感到力不從心。而應(yīng)用多媒體技術(shù)，將信息數(shù)字化，把圖像、圖形、動畫、視頻、文本等用多媒體來表現(xiàn)，就可以在有限的課堂時間內(nèi)以圖文并茂的方式將大量的信息傳遞給學生，使理論推導和圖形繪制(如方塊圖、伯德圖、乃奎斯特圖)等操作變得形象而簡便，使原本枯燥、抽象的理論闡述變得形象和具體。

　　但是在控制工程課程中，一個詳細的理論推導過程需要較長的時間和多張幻燈片進行闡述，內(nèi)容之間的銜接不好把握。故而在制作多媒體課件時應(yīng)注意突出重點、內(nèi)容精煉，不宜將所有內(nèi)容都添加、堆砌  到課件中。傳統(tǒng)教學與多媒體教學各有優(yōu)劣，應(yīng)將兩種教學手段相結(jié)合，取長補短，達到良好的教學效果。例如，在系統(tǒng)數(shù)學模型的建立中，用多媒體課件可以將模型直觀、迅速地呈現(xiàn)出來，推導微分方程的過程可以用動畫的形式順序銜接，但中間一些細節(jié)還需要結(jié)合板書的形式進行詳細講授。這種以“多媒體教學為主一板書為輔”的講授方式既節(jié)省教學時間、使教學內(nèi)容形象直觀，又“粗中有細”，讓學生易于理解和掌握。

　　三、理論實踐相結(jié)合，改革實驗教學內(nèi)容為了適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，增加三性實驗項目設(shè)置。實驗內(nèi)容緊密聯(lián)系工程實際，充分應(yīng)用計算機輔助技術(shù)，按三個層次，模塊化組織實驗教學�；A(chǔ)知識層次實驗教學主要讓學生驗證掌握所學基本知識基本技能；綜合性實驗重點培養(yǎng)學生動手操作能力和分析綜合能力；設(shè)計性實驗是學生根據(jù)所學知識設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神和解決問題的能力。根據(jù)以上思路和要求在以下幾個方面組織實驗內(nèi)容：

　　1．系統(tǒng)建模應(yīng)用SIMULINK進行系統(tǒng)建模、仿真、分析，掌握基于Matlab／SIMULINK進行系統(tǒng)設(shè)計、分析和仿真方法。

　　2．系統(tǒng)的時域和頻域分析方法掌握一階、二階系統(tǒng)的時域、頻域特性，主要參數(shù)對系統(tǒng)動態(tài)特性的影響，了解基于Matlab／SIMU—LINK進行時域和頻域特性分析的方法。

　　3．系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析運用Routh穩(wěn)定判據(jù)、Nyquist穩(wěn)定判據(jù)和Bode穩(wěn)定判據(jù)判斷系統(tǒng)穩(wěn)定性。

　　4．典型控制系統(tǒng)的設(shè)計和校正方法了解校正裝置對系統(tǒng)性能的影響，掌握系統(tǒng)分析和校正方法，通過對實際控制系統(tǒng)的分析和控制，掌握系統(tǒng)的控制原理和實際應(yīng)用。

　　四、課程教學引入計算機輔助技術(shù)控制工程基礎(chǔ)的理論性強，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖復雜，在系統(tǒng)響應(yīng)求解時采用傳統(tǒng)方式教學易使學生摸不著頭緒。在講解完基本的理論求解方法之后，利用MATLAB軟件進行系統(tǒng)響應(yīng)求解，可以快速計算繪制得到復雜系統(tǒng)時域響應(yīng)曲線、頻率響應(yīng)曲線和乃氏曲線。另外，運用其MATLAB中的Simulink模塊進行系統(tǒng)仿真時可以設(shè)計出界面生動、形象、直觀的自動控制系統(tǒng)，使學生熟悉、了解系統(tǒng)的構(gòu)造過程和相關(guān)特性的分析方法。

　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，許多學生對于計算軟件的接觸也日益增多。針對控制工程計算量和繪圖量大的特點，采用MATLAB軟件進行輔助教學。將MATLAB軟件引入課堂，一方面讓學生對數(shù)字仿真有所了解，另一方面可以讓學生觀測結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對機械系統(tǒng)特性的影響。

　　五、開展網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)，豐富學習資源網(wǎng)絡(luò)化輔助課程學習對于在校生的知識獲取越來越重要，網(wǎng)絡(luò)課程突破了課堂授課的時空限制，為學生提供更全面、廣泛的內(nèi)容，幫助學生更好的學習和理解新知識，在拓展學生的思維空間、激發(fā)學生的創(chuàng)新思維和培養(yǎng)創(chuàng)新能力方面有著不可替代的作用。教師通過有效的課程管理、網(wǎng)絡(luò)教學設(shè)計、作業(yè)布置，達到網(wǎng)上教學、交流和評價的目的。機械控制基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)課程主要由基本課程內(nèi)容、互動教學、測試、作業(yè)、超級鏈接5個主要的功能模塊組成。解決了控制工程基礎(chǔ)學時少、內(nèi)容多的矛盾，并且可以提高學生的學習興趣，培養(yǎng)提高學生主動學習和自主學習的能力。

　　六、改革考試方法和考核機制在控制工程基礎(chǔ)課程的學習中，考試方法和考核內(nèi)容是引導教學模式和學生學習方法的機制。在注重素質(zhì)教育、培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的今天，僅憑期末考試成績來評價學生的學習情況是很不科學的，課程考核方式也是影響教學效果的一個重要因素。

　　平時上課不聽講，在期末考試之前突擊的學生大有人在。這些應(yīng)付考試的學生缺乏對知識的深入理解，往往會出現(xiàn)考試過后腦袋一片空白的情況。為了加強學生分析解決工程實際問題的能力，在控制工程基礎(chǔ)的考核方式上進行大刀闊斧的改革，全面合理評價學生的學習過程與效果，改變學生為了考試而考試的理念，所以將考核成績分為平時作業(yè)成績、實驗成績和期末考試成績和面試成績幾個方面。平時作業(yè)成績占總分的20％；實驗成績根據(jù)實驗考勤、實驗態(tài)度、動手能力、創(chuàng)新能力、實驗報告等來綜合評分，實驗成績占總分的10％ ；面試成績由教師與學生面對面交流給定，占總成績的10％；理論考試采用閉卷考試，試題以主觀應(yīng)用型題目為主，著重考核學生對知識點的掌握與綜合應(yīng)用能力，考試成績占總分的60％。

　　通過控制工程基礎(chǔ)課程改革的不斷深入和探索，實施課程改革方案，不斷改進教學方法和教學手段，理論和實踐相結(jié)合，極大地提高學生的學習主動性，使原本枯燥的理論知識變得形象直觀，筆耕文化推薦期刊，更易于理解掌握，提高了課堂教學質(zhì)量和實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)了學生運用所學知識分析解決實際工程問題的能力，鍛煉了學生的動手能力。隨著科技的進步和發(fā)展及對培養(yǎng)應(yīng)用型人才要求的不斷提高，控制工程基礎(chǔ)課程教學改革將持續(xù)推進。課程教學與現(xiàn)代化信息、試驗手段相結(jié)合，取得良好的教學效果還需在實踐中繼續(xù)研究探討。