试析现代控制理论课堂教学优化
运用控制论指导优化课堂教学
、
控制论 与课 堂教 学控制
１ ． 控制 论对 课 堂教 学 的指导 价值 控 制 论 由美 国数 学 家 维 纳 （ Ｎ・ Ｗｉ ｎ ｅ ｎ ｅ ｒ ） 提出，
其在动态发展过程中协调平衡 。
・
１ ０ ０・
乐进 军 ： 运 用 控 制论 指 导 优 化课 堂教 学
２ ． 课堂教 学控 制 的主体
教师
学 生
教学控制的主体不 只是教师 ， 学生同样是重要 的控制主体 ， 两者相互影响 ， 具有互控性。比如教师
的教 学 热情 能 点燃 学 生 的学 习激情 ， 学 生对 学 习 的 冷漠 和 被 动也 会使 教 师 情 绪低 落 。 因此 ， 教 师 应 加
介绍 了课 堂教 学控 制的四种模 式 ， 以及 如何正确理 解和把握课 堂教 学控制 ， 并从教 学 内容、 教 学互动、 师生
作用、 教 学生成 、 教学方式、 教 学环境等方面提 出了运用控帝 】 论指导优化课 堂教 学的策略和要求 。
关键词 控制论 课堂教学 优化
课 堂 教 学 是 一 种 有 目的 、 有计 划 、 有 组 织 的复 杂 活 动 。随 着课 程 改 革 的深 入 发 展 ， 课 堂 上学 生 主 体 地位 愈 发 凸 显 ，但 这 些可 喜 变 化 发生 的 同时 ， 不
以产 生这 样 的 问题 ，是 因为课 堂 教 学 既有 预 设 性 ， 又动 态 发 展 ， 具 有 灵 活 性 和 开 放性 的 特 点 ， 是 一个
况信息等 ， 与教学 目标和期望进行对 比， 分析 是否 达到（ 或超出） 预期 目标 以及 存 在 的差 距 ， 对 教 学进 程及时加 以调节 ， 使教学更具针对性 、 有效性 和生
“现代控制理论”课堂实践教学经验浅谈
资源共享课” 项 目支持 作者简介 ： 郭强（ １ ９ ８ ３ 一 ） ， 男， 内蒙古化德人 ， 河南理工大学机 械与动力 工程学 院， 讲师； 闫艳燕（ １ ９ ７ ９ 一 ） ， 女， 山东烟 台人 ， 河南理工大学机
关键词 ： 现代控制理论 ； 实践性 ； 反馈 ； 教学
中 图分 类号 ： Ｇ ６ ４ ２ ． ０ 文 献 标 志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ４ — ９ ３ ２ ４ （ ２ ０ １ ５ ） １ ６ — ０ ２ １ ２ — ０ ２
当代大学生多 为“ 独生子女 ” ， 在“ 养 尊处优 ” 的环 境中生活 了 １ ０多年 ， 他们 已经有 了抵制 困难 的倾 向 。 在机械学科 中 ， “ 现代控制理论 ” ｌ ｌ Ｉ 是一 门控制 理论与
理解和接受 ， 他们 愿意吗 ？” 至此肯定 能够形成 共鸣 。 此 时再 引入 “ 状态 空 间” 的概念 就可 以使他 们容 易接 受和理解 了。因此 ， 在第一堂课采用 实例教学 和问题 教学刺激 学生的求知欲 ， 为我们 后期的课程 开展开 了
个好头 。
数理论 ” 、 “ 矩 阵理论 ” 密切相关 ， 并 且主要 以分 析计算
２ ０ １ ５ ｆ ｉ －４月 第 ｌ ６期
教 育教 学论 坛
ＥＤ Ｕ ＣＡ ＴＩ ＯＮ ＴＥ ＡＣ ＨＩ ＮＧ Ｆ ＯＲ Ｕ卜 １
Ａｐｒ． ２０１ ５
Ｎ Ｏ． １６
“ 现代控制理论 ’ ’ 课堂实践教学经验浅谈
郭 强， 闫艳燕 ， 张 燕， 高 国富 ， 赵 波 （ 河南理工大学 机械与动力工程学 院 ， 河南 焦作 ４ ５ ４ ０ ０ ０ ）
使学 生在脑海 中形成解 答这些 问题 的渴求 ， 进而 引出 控制 的概念 ， 这样就能 激发他们继续深入 学习这 门功
现代控制理论课程教学改革的思考
现代控制理论课程教学改革的思考摘要: 现代控制理论课程教学改革，应在多方面开展。
在课程体系方面，应打破现代控制理论与经典控制理论完全分开的体系；在教学内容方面，要立足于基础理论，拓宽知识面；可选择国外优秀的原版教材作为参考实施双语教学；在实验教学方面，借助MATLAB软件开发综合性的实验，这样才能取得较好的效果和提高教学质量。
关键词: 现代控制理论；教学改革；MATLAB；综合性实验Abstract: Modern control theory teaching reform should be carried out in many ways. In the curriculum, it should break the modern control theory and classical control theory entirely separate system; in the teaching content, it should be based on the basic theory and broaden their knowledge; choice of foreign outstanding original material as a reference implementation of bilingual education; in the experimental teaching, comprehensive experiments can be developed with the MATLAB software, so as to achieve better results and improve the quality of teaching.Key words: modern control theory；teaching reform；MATLAB；comprehensive experiment现代控制理论是自动化专业的一门重要专业课程，它通过对系统建立具体的状态空间模型，使用时域法、频域法等方法分析控制系统的性能，对系统进行综合、校正[1-2]。
“现代控制理论”课程教学改革的思考与探索
力， 讨论了目 前本课 程教学中 存在的问题 ， 针对该课程理论性较 强的特Ｊ 点结合教学过程中的实际体会， 在教学内容、 教学方法和 实验教学等
方 面做 了一些改 革措 施 ， 取得 了良好 的教 学效 果 。
巩 固延 续仍 然 局限在 数学 理论 阶段 ， 很难 跟 实际 问题 结合 起 来， 从而 限制 了实验作用的发 挥。
６ ． 学 习兴趣 不 高
过 多的数学 内容 、 较少 的实 际问题使 得这门课程 显得过于 沉 闷， 学习内容枯燥无味 、 难懂、 学不进去 ， 学生难以感兴趣 。 为了解决 上述 问题 ， 提 高教学质量 ， 必须对 本课 程进行 改 革， 探索新 的教学模式 。
第２ ６ ９ 期
Ｄ Ｏ Ｉ 编码 ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ７ — ０ ０ ７ ９ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ３ ０
课 程教 材 改革
“ 现代控制理论＂ 课程教学改革的思考与探索
程启明 薛 阳 贾再一 米 阳 王 莉
“ 现代控制理论 ” 为电类专业硕士研究生 的学位课程 ， 也是 “ 自动控制原理”的后续课程 。 该课程包 括系统状态空间模 型的 建立与求解 、 系统 的能控性 ／ 能观性， 稳定性 的分析、 状 态反馈 和 状态 观测器 的设 计、 最优控制 器的设计 等 内容。本课程具 有跨 学科 、 概念抽象 、 公式多 、 数学 推导烦琐 、 难以理解等特 点。 口 为 了促 进学生对 课程 内容 的学 习， 培养 学生掌握知识 和运用理论
《现代控制理论》教学方法探讨
《现代控制理论》教学方法探讨【摘要】《现代控制理论》是自动化专业一门很重要的专业课，但是由于这门课程理论性非常强，涉及到大量线性代数和微分方程的相关知识及分析过程中会有大量数据计算，在教学过程中往往不会产生很好的教学效果。
所以本文就如何提高学生在学习过程中的学习兴趣及MatLab软件在课堂及实验中的应用进行探讨。
【关键词】现代控制理论;教学方法;Matlab;自动化随着经济和科学技术的飞速发展，控制系统中大系统和智能控制系统的出现，经典控制理论已经不能满足需求，从而产生了现代控制理论。
所以《现代控制理论》这门课程是自动化专业继《自动控制原理》之后非常重要的一门专业课，包括的内容很多，范围很广，且有的内容有相当的深度。
《现代控制理论》课程的学习是以线性代数和微分方程为主要的数学工具，以状态空间法为基础来分析与设计控制系统。
在教学过程中，主要面临以下几个问题：一、学生在学习中容易关注运算细节，而缺乏整体概念在《现代控制理论》课程的学习中会涉及到大量的计算方法和计算公式，很容易让学生造成只关注计算方法与计算过程，没有系统的概念而忽略了为什么要采用这种方法及用这种方法可以解决什么问题。
比如，在分析一个系统的性能之前，首先应该建立一个数学模型来描述系统内部状态、外特征及内部各参量和外部特征参量的关系，这就是现代控制理论这门课程重要内容之一——状态空间表达式的建立。
通过建立一个系统的状态空间表达式，来建立一个数学模型以便于对这个系统进行定性与定量的研究。
在讲课的过程中会给学生讲解由传递函数建立状态空间表达式、由高阶微分方程建立状态空间表达式等方法，往往这时候学生只知道把各种方法生搬硬套的拿来做完计算就可以了，对这个过程中为什么要设置那么多的状态变量，状态变量和微分方程有什么联系，微分方程怎么得到等一些列问题并不关心。
所以这门课程的学习中很容易就会上成了数学课，学生会把大部分的注意力放在计算的方法和数据的正确与否，而没有系统的概念，对这些微分方程是怎么建立的和为什么要建立状态空间表达式及建立状态空间表达式是用来解决一些什么问题并不关心。
浅谈控制论在课堂教学中的运用
浅谈控制论在课堂教学中的运用作者：张明非来源：《读与写·教育教学版》2016年第11期中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2016）11-0036-01为使思想政治课教学适应现代教育要求，本文中，笔者以马克思主义认识论作指导，从思想政治课教学和改革的实践出发，结合学生学习过程的心理特点及其活动规律，运用了控制论（有序原理）的观点，对课堂教学理论和实践问题进行了肤浅的探讨和研究。
1 课堂教学是一个控制系统课堂教学是一个控制系统，教师是这个系统中的施控部分，学生是受控部分。
教师要很好地完成教学计划，必须与学生形成一个最佳的系统，达到最佳的教学效果。
在教学过程其控制系统程序用图例表示：首先，在教学过程中，教师必须把收集来的前馈信息按教学需要进行分类，作为资料以备查用。
接着，信息获取后，教师在教学原则的指导下，根据教学目的的要求、教材内容、学生实际等方面前馈信息，有机地结合在一起，运用推理、思维，进入综合整理，编入教案，加工成给定信息，并通过具有信息的变换和传递作用，如课堂教学媒体输入受控部分——学生，学生通过视、听觉感官而获取信息，感知周围世界，由大脑进行加工消化，迂回曲折地产生了学生的反映，即真实信息。
其次，学生又通过光信号、声音信号以及文字信号等闭合通道，将对讲课的意见和学习效果反馈回施控系统，教师从反馈信息中了解到教学效果和意见，重新调整自己的讲课技术或内容，再作为给定信息和评价信息输入给学生，以求教与学新的平衡。
2 教学过程就是信息的传播、流动控制系统离不开信息的输入、传递、加工、处理、输出、反馈等，离开了信息，就失去了控制。
教学过程就是信息的传播和流动过程。
其信息流动用图表示：从上图可以看出，“实践——认识——实践”这个马克思主义客观规律的反复循环过程与控制论中负反馈调节原理相同。
教学过程是教师指导下的学习、认识过程，也必须遵循“实践——认识——实践”这一马克思主义关于人类认识过程的一般规律，但它又有自己的特点，既有联系又有区别。
“现代控制理论”课程教学改革与研究
士学位课程。本课程建设 目地使学生掌握现代控制理论这 门
１明确培养 目标 ，教学内容构建与整合
课程的规律 ，培养研 究生既具备教严谨 的基础 理论知识又具备
依 照 研 究生 的培 养 方 案 ，教 学 内容 构 建 与整 合 必 须 先 了解
较强的工程 能力 。依据课程 内容及研究生培养 目标 ，结合研 究 控制科学 的知识结构体系，理解控制理论研究的科 学规律 。现 生 教 学 特 点 ，根据 以往 的教 学经 验 讲 授 现 代 控制 理 论 ，这 门课 代 控 制 理 论 的理 论 性 相 对 较 强 ，为 了加 强 我校 研 究生 “工 程研 程理论性比较强 ，太抽象 ，非常有必要培养学生的课题 工程研 究性 ”的培 养 ，按 现 代 控 制 理 论 的 状态 空 间 建立 、运 动 学 分 析 、 究能力 ，为 了提高现代控制理论这 门课程的工程研 究性 ，课程 能控 性 、能 观 性 分 析 、稳 定性 分析 和 线 性 系 统 综 合 这 五 个 模 块
０引言
建 模 、系 统性 能分 析 和 控 制 系 统 综 合 设 计 三 大 知识 模 块 展 开
“现代控制理论”为机械电子 、仿生装备与控制工程 专业 的 教学 ，并加强这三大模块的实践教学，提高学生理论研 究能力
学位专业课 ，自学校招生研究生 以来一直是研 究生一年级的硕 和 工 程 创 新 的 能 力 。
ｗ ｈｉｌｅ，ｉｔ ｃｏｍｂｉｎｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈ ｅ ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｉｎ ｔ ｈ ｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｄｕｃａｆ ｉｏｎａｌ ｐｒａｃｔｉｃｅｓ，ｍ ｏｄｅｍ ｃｏｎｔ ｒｏｌ ｔｈｅｏｒ ｙ ｃａｕｓｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｐａｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｋｎｏｗ ｌｅｄｇｅ ｏｎ ｔｏ ｓｔｕｄｅｎｔｓ．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍ ｅ ｔｉｍ ｅ，ｉｔ ｅｍ ｐｈａｓｉｚｅｓ ｔｈｅ ｃｕｌｔ ｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｔ ｈ ｅｉｒ ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ ａｂｉｌ— ｉｔｙ ａｎｄ ｔ ｈ ｅ ｅｎｈａｎｃｅｍ ｅｎｔ ｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ ａｂｉｌｉｔｙ．Ｆｏｃｕｓｉｎｇ ｏｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇ ｒｅｓｅａ ｒｃｈ，ｔ ｈ ｅ ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｔｉｃａ ｌｌｙ ｒｅｆｏｒｍ ｅｄ ｂｙ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｎｇ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔ，ｔｒａｎ ｓｆｏｒｍ ｉｎｇ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｔｒａｉｎｉｎｇ ｏｆ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍ ｅｔｈｏｄｓ．Ａｄｄｉｔｉｏｎａ ｌ ｌｙ，ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｒｅｓｅａｒ ｃｈ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｃｏｎｔ ｉｎｕａｌｌｙ ａｍ ｅｌｉｏｒａｔｅｄ ｄｕｒ ｉｎｇ ｔ ｈ ｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｐｌｅｍ ｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｐｏｓｔｇｒａｄｕａｔｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ；ｍｏｄｅｍ ｃｏｎｔ ｒｏｌ ｔｈｅｏｒ ｙ ；ｅｄｕｃａｔｉｏｎａｌ ｒｅｆｏｒｍ ；ｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ
“现代控制理论”课程的教学探讨
基于素质教育的现代控制理论课程教学改革的探讨
基于素质教育的现代控制理论课程教学改
革的探讨
素质教育是培养学生全面发展的重要理念，在当今社会，控制理论课程作为一门重要的理论课程，它不仅要培养学生的理论知识，还要对学生的素质全面发展有着重要的作用。
因此，基于素质教育的现代控制理论课程教学改革是十分必要的。
首先，改革教学内容。
现代控制理论课程要以素质教育为宗旨，以培养学生的能力发展为目的，强调实践和实践意识的培养，因此，课程的内容要注重实践，以提高学生的实践能力为重点，使学生在实践中熟悉控制理论，培养学生的分析问题、解决问题和思考问题的能力，更好地发挥控制理论的价值。
其次，改革教学方式。
课堂教学重视启发性的教学，重视学生的参与和探究，教师要以引导的方式，尽可能激发学生的研究兴趣，使学生在积极探究的过程中，自主地研究，有助于提高学生的创新能力。
再次，改革教学侧重点。
课程教学要重视基础理论和实践能力的培养，要将理论和实践结合起来，在理论研究的基础上，加强实践操作，增强学生的实际操作能力，使学生在研究中更好地发挥控制理论的价值和作用。
最后，改革评价方式。
现代控制理论课程的评价要注重学生的实践能力和能力发展的评价，要把素质教育作为重要的考
核指标，以发挥素质教育的价值为目标，依据学生的实践能力，进行综合素质评价。
基于素质教育的现代控制理论课程教学改革，旨在通过改变教学内容、教学方式、教学侧重点和评价方式，增强学生的研究能力，培养学生的创新精神，提升学生的素质，以期达到培养学生素质全面发展的目的。
《现代控制理论》课程教学改革的探索与实践
《现代控制理论》课程教学改革的探索与实践滕青芳【摘要】知识经济的飞速发展向高等教育提出挑战。
为了培养高素质创新性人才，高校必须进行教育改革，提高教学质量。
现代控制理论是自动化专业的核心课程，针对这门课程理论性强、较为抽象性等特点，本文从教学结构、教学体系、教学内容、教学方法、双语教学及其教材建设、成绩评价机制等方面探讨了有关教改举措，并通过具体实例阐述了这些教学方法的使用目的、实施过程、实施效果等。
通过这些改革，可以提升课程教学质量，有助于培养和提高学生创新能力和实践能力。
%The rapid development of knowledge economy challenges the higher education.In order to cultivate high-quality innovativetalents,university education must reform to enhance the quali-ty of teaching.As a core curriculum of automation maj or,modern control theory has the character-istics of strong theory and abstract.From many aspects such as the teaching structure,teaching system,teaching contents,teaching methods,bilingual teaching and its teaching materials as well as performance evaluation mechanism,etc.,the teaching reform measures are discussed in this pa-per.By means of some concrete examples,their purpose,implementation process and implementa-tion effect are illustrated in detail.Through these reform and practice,our teaching quality can be improved comprehensively.As a result,it is conductive to cultivate and improve students'innova-tion ability and practice ability.【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】4页(P156-159)【关键词】现代控制理论;教学改革;教学质量;教学方法【作者】滕青芳【作者单位】兰州交通大学自动化与电气工程学院，甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】G642.0众所周知，创新是知识经济发展的动力；教育是知识经济的先导产业，也是引领知识经济时代最重要的部门；知识和高素质的人力资源是最为重要的资源。
数智化背景下“现代控制理论”课程教学改革探索
数智化背景下“现代控制理论”课程教学改革探索目录一、内容简述 (2)1.1 背景与意义 (2)1.2 研究目的与任务 (4)1.3 国内外研究现状综述 (4)二、现代控制理论概述 (6)2.1 现代控制理论的发展历程 (6)2.2 主要内容与特点 (7)2.3 在工业领域的应用 (8)三、数智化背景下的教学改革需求 (9)3.1 数智化环境下的教学挑战 (10)3.2 教学改革的必要性 (11)3.3 教学改革的目标与方向 (12)四、“现代控制理论”课程教学现状分析 (13)4.1 课程设置与教学内容现状 (14)4.2 教学方法与手段现状 (15)4.3 学生学习效果现状 (17)五、教学改革探索与实践 (18)5.1 教学内容与方法的改革 (19)5.1.1 引入案例教学 (20)5.1.2 加强实践教学环节 (21)5.1.3 利用信息技术提升教学效果 (23)5.2 教学资源配置的优化 (24)5.2.1 建设智能化教学平台 (25)5.2.2 整合优质教学资源 (26)5.2.3 提高教师教学能力 (27)5.3 学生学习激励机制的构建 (28)5.3.1 设立创新实践项目 (30)5.3.2 实施个性化教学辅导 (30)5.3.3 建立多元化的评价体系 (31)六、教学改革效果评估与展望 (33)6.1 教学改革效果的初步评估 (34)6.2 教学改革的持续改进策略 (35)6.3 未来发展趋势与展望 (37)七、结论 (38)7.1 研究成果总结 (39)7.2 研究不足与局限性分析 (40)7.3 对后续研究的建议 (41)一、内容简述随着信息技术的快速发展和数字化转型的不断深化，现代控制理论课程面临着新的挑战和机遇。
在数智化背景下，对现代控制理论课程教学改革进行深入探索，具有重要的现实意义。
本次教学改革旨在适应新时代的需求，将传统课程内容与现代技术相结合，培养学生的创新能力和实践技能。
探究现代控制理论的课程教学改革
探究现代控制理论的课程教学改革在教育十二五规划——国家中长期教育改革与发展规划纲要中，国家明确提出：高职教育要适应社会生产力发展的需求，办出特色，办出水平，培养高水平的双师型高职教育人才和塑造符合社会就业需要的优秀大学生。
现代控制理论课程的教改研究工作全面推进自动控制类专业课——现代控制理论的综合性建设，全面提升青年教师自动控制类课程的教学质量，提高了大学生自动控制系统理论分析和实践操作的能力。
现代控制理论的教学以自动控制原理和线性代数作为学科基础，以工程建模、分析和优化设计为应用目标，同时现代控制理论的教学与计算机控制技术、MATLAB、EDA（EWB）和Protel等课程的教学紧密联系在一起，形成了一个相辅相成、相互依存的不可分割的自动化整体教学体系。
一、现代控制理论课程教学改革与建设综述自动控制类课程理论知识的发展和教学推广要以实践作为基础，在控制工程科学与计算机科学高速发展的时代背景下，我们开展以下四项教育教学改革研究工作。
二、现代控制理论课程教学改革与建设的实践过程本次教改完成了现代控制理论教材的审阅，教学大纲的优化设计，教学计划中针对核心理论知识学时数的调整以及课堂教学方法的实质性改进等诸多重要工作。
1、现代控制理论教学大纲得以重新修订修订后的教学大纲中突出了拉普拉斯变换和拉普拉斯反变换对系统性能分析、计算的重要性，同时扩大了系统三大数学模型建模理论的学时数。
新大纲中强调了MATLAB7.0工程计算软件在系统状态方程的解、系统能控能观测性分析、极点重新配置以及状态观测器设计等诸多方面实践教学环节的设置。
全新的教学理念旨在让学生掌握至少一种自动控制系统计算机辅助分析和设计软件的使用，使得自控系统的课堂教学全面步入矩阵时代。
2、现代控制理论课堂教学环节的优化设计现代控制理论在课堂授课过程中与传统的授课环节和课堂时间比例分配相比较，全新的课堂环节设计方案主要突出以下两点：① 任课教师每15—20分钟，完成一个重要理论命题的讲解和证明；题目讲解时要包含与题目相关的基础概念、基本定义、简化算法和系统辨识。
“现代控制理论”课程教学改革与实践
、
研题 ” 三大板块 ． 给不 同基础层 次的学生辅助指导 二、 教 学 内容 的 设 计 “ 现代控制 理论” 课程抽 象 、 理论 性强 ． 内容 多、 课 时少 ， 且 对数 学基础要求较 高： 如果教 学 内容安排 不合 理 。 就 容 易出现 “ 教 师难教 ． 学生难学” 的局 面 ． 最终影响学 习效果 为此我们 做 了如 下改革。 １ ． 精选教 学内容
课程 教 育研 究
教育研究
“ 现代控制理论” 课程教 学宿迁学院 江苏 宿 迁 ２ ２ ３ ８ ０ ０ ）
【 摘要】 以培养， ａｍ型人才为目 标， 对“ 现代控制理论” 进行了教学改革； 从理论教材的选取、 教学内容的设计、 教学方法运用
三方面进行 了较深入地探 索， 取得 了较好 的教 学效果。
倾听意识、 倾 听 能力 和 倾 听 习惯 三 个 方 面［ ５ １
的 多为量化 的评 价方式 在这种评价观 的导 向下． 教 师疲于应 对 学校 及上级所施加 的压力 ．沉浸 于如何提 高学生成绩 的牢 笼之 中 ． 偏 于以最快 的速度传输最 多的知识 点 “ 倾 听” 价值 的 日益凸显使倾 听教 学走上教 学的历 史舞 台 ．倾 听教 学实践 中 教 师和 学生 的观念和行 为被 以往的评价观及 教学 习惯所误 导 着。 制约着倾听教 学实践 的顺利开展 学校 文化 是 学校 师 生在 长期 生 活 中积淀 下来 的 思想观 念、 行 为方式 和生 活 习惯等 ． 主要 包括 以下几 方面的 内容 ： 学 校 同事之 间的关 系、 学校的教 学文化 、 学校 的研 究气氛 以及校 外有 关方面对学校教 学的影响等。营造倾 听型 学校文化 ， 以倾 听的理 念和精神 熏陶学校 里的文化主体 ．使之 成为 学校 师生 的 思想观念 、 行 为方式和生 活习惯 ． 从 而为倾 听教 学的顺利 开 展创造有利 条件
“现代控制理论”课程教学中存在的问题及对策
教育部下发《关于开展新工科研究与实践的通知》，提出了高等工程教育的新思路[1]。
这就要求高校对学生的培养模式和培养方法产生根本性的变革[2]。
“现代控制理论”是自动化专业开设的专业课程，它是自动控制理论课程的后续课程，是一门承上启下的课程[3]。
与使用专递函数的古典控制理论显著不同，它对控制系统的分析和设计主要是通过对系统的状态变量的描述来进行的，基本的方法是时间域方法。
“现代控制理论”比经典控制理论所能处理的控制问题要广泛得多，因此，掌握现代控制理论基本理论和方法对于复杂控制系统的设计有着重要意义。
该课程理论性强，有很多抽象的概念和数学公式推导，课堂理论教学和实验实践环节上与实际工程应用背景相结合难度较大，这不仅对学生的数学基础和专业基础有很高的要求，对教师的专业素养和知识积累也有很高的要求。
一、“现代控制理论”课程教学中存在的问题目前国内“现代控制理论”教材的主要特点是理论性强、概念抽象、涉及大量矩阵运算和数学推导，使学生一定程度以为这门课是一门数学课，而不是一门工程课。
学生在学习过程中常常感到深奥晦涩，抽象难懂，不易掌握。
课本中相关的实例也都是电路、电机或机械模型，所以出现学生学习积极性下降，听课不认真等现象。
另外，一些重要核心概念，比如，状态转移、能控性、能观性、状态反馈、状态观测器的介绍也都没有与具体原型应用相结合，显得理论晦涩难懂。
实验实践教学与实际应用脱节，目前该课程的实验内容和实验条件比较缺乏，使得实验仅仅成为课堂内容的仿真验证，很少有综合性设计性实验，学生很难跟实际控制对象结合起来，从而限制了实验作用的发挥。
二、“现代控制理论”课程教学的改革措施（一）在保证课程理论体系的基础上优化教学内容教师应将核心概念和核心方法作为教学重点，主要讲解线性定常系统的状态空间表达式及其求解和稳定性分析。
对于时变系统、离散系统和非线性系统的分析等，以教师介绍学生了解为教学目标。
教学过程中，重点讲清概念和理论应用背景及使用方法。
《现代控制理论》课程的CDIO模式教学改革
《现代控制理论》课程的CDIO模式教学改革作者：李华雄来源：《教育教学论坛》2017年第25期摘要：《现代控制理论》是大学本科自动化专业重要的专业基础课程。
针对《现代控制理论》课程的教学内容与工程应用背景，结合CDIO工程教育理念和教学实践，提出了基于CDIO教育理念的《现代控制理论》课程教学改革方案，以提高工科自动化专业本科生的实践创新能力，为培养相关专业卓越工程师提供了思路和借鉴。
关键词：《现代控制理论》；CDIO；工程教育；教学改革中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）25-0117-02一、引言《现代控制理论》（Modern Control Theory）是工科自动化本科的重要专业基础课程，在国内高校自动化及相关专业中已普遍开设。
《现代控制理论》是本科课程《自动控制原理》的深化，又是研究生课程《自适应控制》、《线性系统理论》、《最优控制理论》、《鲁棒控制》等专业课程的基础[1]。
因此，该课程在工科自动化专业课程中具有承前启后的地位，在工程教育的教学改革中如何来提高该课程的教学质量显得尤为重要[2]。
在工程教育研究中，CDIO教育理念模式近年来受到世界高等教育界的广泛关注[3]。
CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate）是本世纪初由麻省理工学院、瑞典皇家工学院等大学创立的面向未来卓越工程师的大学教学方法。
CDIO教学方法的思想包括Conceive（构思）、Design（设计）、Implement（实现）和Operate（运作）四大要素，其强调工程教育应使得学生对工程应用具有充分把握，发展面向工程应用实际的综合能力[4-6]。
《现代控制理论》作为一门典型的工科专业课程，是培养自动化领域未来卓越工程师必备的基础核心课程，具有CDIO涉及的工科课程特点，尤其适合开展CDIO模式的构思、设计、实现和运作理念课程建设。
二、工程背景下的现代控制理论教改鉴于《现代控制理论》的工科特色背景，在教改实践中，可以现代控制理论工程应用案例为导向，在课堂中引入控制系统构思（Conceive-Control systems）、控制系统设计（Design-Control systems）、控制系统实现（Implement-Control systems）和控制系统运作（Operate-Control systems）等内容，将CDIO模式教学思想和方法渗透到课程的各章节内容，形成由学生“做中学”的知识获取模式。
“现代控制理论”教学改革与实践3页word文档
“现代控制理论”教学改革与实践“现代控制理论”是自动化专业开设专业基础课程之一，也是研究生最优控制理论等学位课程基础。
该课程以矩阵理论为数学基础，讲述状态空间设计法适用于线性、非线性、时变等系统。
[1]因此，“现代控制理论”学习对于复杂控制系统设计有着重要意义。
但该课程理论性强，包含了大量数学公式与抽象概念，在课堂教学与实验环节上难以与工程背景相结合。
为此，重庆大学自动化学院自动控制原理课程组在多年教学与实践基础上对“现代控制理论”课程教学内容、教学模式、实验教学等进行了改革与实践，建立了理论结合实际教学模式，对课程先进教学体系建设做了有效剖析。
一、理论教学改革1.强调理论体系教学通过绪论内容学习，学生了解现代控制理论发展史。
现代控制理论是在经典控制理论基础上，应多输入多输出复杂系统控制需求而产生。
现代控制理论以状态空间法为核心，建立系统状态空间方程很适合使用计算机程序求解，因此在现代大型计算机控制系统中得到广泛应用。
[2]现代控制理论主要内容包括：状态空间建模、状态方程求解、能控能观性、稳定性剖析、状态反馈设计与最优控制等。
在教学过程中引导学生建立系统理论学习体系，首先是控制对象数学建模，基于状态空间法建立系统状态空间模型，掌握状态变量、状态空间方程、状态空间线性变换等重要概念；得到系统数学模型后进行定量剖析，即对状态空间模型求解，定量地剖析系统自由运动响应与一般运动响应；对系统进行定性剖析，即主要剖析对决定系统行为与研究系统结构具有重要意义几个关键特性，如能控性、能观性、稳定性等，掌握能控能观性概念、能控能观结构分解、李雅普诺夫稳定性理论等基础知识；在系统定量与定性剖析基础上进行状态反馈与观测器设计，掌握状态反馈设计不同结构、极点配置方法、状态观测器设计等重点内容。
通过以上内容系统学习，学生可以循序渐进地掌握现代控制理论关键知识点，建立相应理论知识体系。
2.重视理论知识与工程案例结合“现代控制理论”课程教学内容多，包含了大量理论概念与矩阵方程，学生在课堂上容易感到枯燥，甚至将理论知识错误地等同于数学公式计算，不能联系实际工程应用背景。
《现代控制理论基础》教学改革思路概要
《现代控制理论基础》教学改革思路概要《现代控制理论基础》教学改革思路一、《现代控制理论基础》教学现状《现代控制理论基础》是自动化专业的主干课程，它以状态空间法为主，研究系统状态的运动规律，学习这门课程的任务在于掌握现代控制理论的基本知识、基本方法，初步培养进行系统分析以及系统设计的能力，为进一步从事有关方面的学习和研究工作奠定基础。
“现代控制理论基础”课程在我国高校开设已近30年。
随着理论的快速发展和对多学科的渗透，对该课程的专业要求越来越高，课程内容也在不断完善。
目前，不仅许多高校的自动化、信息和计算机学科将该课程作为本科生的必修课，而且机械、化学、经济、生物工程等学科也相继开设了该课程，已成为科研工作者的必修课。
目前，对于本科生来说，现代控制理论的内容已被多个学科列为研究生入学考试的专业基础课程之一，越来越受到学生的重视。
基于《现代控制理论基础》的快速发展及重要性，本课程在自动化专业教学中的位置也越来越突出，更因为本课程已被多个学科列为研究生入学考试的专业基础课，因此受到授课教师和在校学生的高度重视。
但是本课程理论性很强，内容抽象、枯燥、公式推导多，学生学习兴趣低且感觉与实际无联系，使学生学习本课程的效果不好。
二、《现代控制理论基础》教学改革构想本课程旨在借助MATLAB软件教学平台，充分发挥MATLAB功能强大、界面友好、语言自然、开放性强的特点，提高学生的学习兴趣和积极性，取得满意的教学效果。
matlab软件是mathworks公司于1984年推向市场的一套高性能的数值计算和可视化软件，它集数值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体。
经过十几年的发展，matlab已经成为一个国际公认的最优秀的科技应用软件，并且其强大的扩展功能更是为各个工程领域提供了分析和设计的基础。
作为一种科学计算语言，matlab具有极强的适应能力，成为适合多学科的大型优秀应用软件，已成为国内外高等院校高等数学、数值分析、数字信号处理、自动控制理论以及工程应用等课程的教学工具。
浅谈课堂教学的调控和优化
浅谈课堂教学的调控和优化发表时间：2018-01-30T11:49:43.600Z 来源：《读写算（新课程论坛）》2017年第11（上）作者：蒋朝光[导读] 小学数学课堂教学的调控, 指在课堂上教师为获得最佳效果, 运用控制论的原理, 根据学生的反馈信息, 对教学内容、方法和过程等作必要、恰当、适时地调控。
如何调控和优化好教学活动呢？下面结合教学实践谈几点做法。
蒋朝光（四川省广安市前锋区小井乡小学校广安 638500）为了适应我国的应试教育向素质教育转轨的趋势, 教师必须把课堂教学同提高学生素质有机地结合起来。
要提高学生素质，提高教学效果, 必须重视课堂教学调控和优化。
小学数学课堂教学的调控, 指在课堂上教师为获得最佳效果, 运用控制论的原理, 根据学生的反馈信息,对教学内容、方法和过程等作必要、恰当、适时地调控。
如何调控和优化好教学活动呢？下面结合教学实践谈几点做法。
一、优化教学思想，调控教学目标课堂教学是完成教学目标, 促进学生身心健康发展的主渠道, 其任务是综合性的。
教师的教学要坚持 “以生为本”的教学理念，着眼于“三维目标”，强化自主、合作、探究学习；尤其要“立德树人”，培养学生良好的思想品德, 以形成健康的心理品质。
因此, 在课堂教学中要尊重学生主体地位，调动学生全员参与，发挥学生聪明才智，让学生学得扎实，品学兼优。
教学目标是教学系统的核心要索。
每一节课，每一个教学层次〈单元 ) , 教师都应该有明确、具体的教学目标。
教师应明确一堂课传授什么知识, 学生应掌握什么内容, 达到何种程度也要求过高会挫伤学生学习的积极性；要求太低会阻滞学生智力的发展。
所以, 要把教学目标控制在学生的最近发展区, 以促进学生思维的发展。
例如：“百以内的加、减法口算”这部分内容, 第一节课的教学目标可确定为让学生学会两位数加、减一位数 ( 不进位、退位 ) 的计算方法, 掌握相同数位上的数相加、减的算理, 并引导学生类推出三位数加、减一位数的方法, 培养学生开拓知识的能力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
心的进行现代控制理论 的学习。 合理的分配学 习课时 ， 在学生的现代控制理论 的历史与重要性进行
全面的了解之后 ，高校的教师还需要对现代控制理论课堂教学的内容时 行合理 的课时分配。对重复的教学内容进行逐一的删减 ，根据实 际的社 会企业 内部 的需求变化 ，及时的更新教学课件 。根据班级与学生的不 同
合的考虑 ， 现代控制理论 的教学优化 ， 必须把现有 的教学方法进行改革。 从纯粹 的现代控制理论教学进行改变， 转变成理论结合实例 的教学方法 ， 在实践过程中 ， 采用深入浅出的实例教学 ，让学生在实例学习中，可以
会要求现代控制理论人才 ，可以从不同的角度对问题进行思考 ， 运用 自 身所学到 的知识进行对实际问题 的分析与处理 。所以高校在进行现代控 制理论的教学过程中 ， 还是比较注重学生对现代控制理论 的知识掌握的。 高校要求学生要对控制理论做到全面有效 的掌握 ，用函数建型的分
析方法对控制理论进行全面的掌握 。对系统 的响应与稳定性进行全面的 分析与了解 ，同时注重对学生 自我思考能力 的培养。与此同时 ，把建立 空间模 型的数学建模方法 当作现代控制理论的重要思路 ， 帮助学生利用 经典的控制理论 ， 对熟悉的物理概念与工程背景 ，进行对现代控制理论
行分析讨论。 【 关键词 】 现 代控 制理论 课 堂教 学 人才培养 中图分类号：Ｇ ４ ２文献标识码：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ８ — １ ４ ６ 一 Ｏ １
前言
代控制理论 的课堂教学过程中 ，教师也很难与学生进行较好的互动。高
现代控制理论是 自 动化专业 教学 的主要内容 ，现代控制理论的应用 领域较广 ，不管是电气工程还是 自 动化专业的学生都会应用得到。现代 控制理论 的应用面较广 ， 是理工 自 动化与电气化专业学生的必修课程。 现代控制理论课程是以理论为教学的基础 ， 着重理论分析是现代教学的 重要手段 ， 在理论的教学基础上 ， 进行学生的分析能力的提高 以及学生 对问题的实践解决。现代控制理论在课堂的教学优化需要通过不断的教 学经验总结得来 。根据学生 的学习现状 ，设计出符合学生学 习与易于接
试析现代控制理论课 堂教学优化
梁 传颂
西北民族 大学电气工程学院 甘 肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ３ ０
【 摘 要】 现代控制理论课程 在进行教 学过程 中，必须把教 学内容与教学实践深入 结合 ， 提 高学生的理论知识与实际操作 能力。本文通过现代控制 理论的教学现状介绍，找 出现代控 制理论课程教学 问题，继 而提 出现代控 制理论课 堂教 学优化策略。全文 围绕现代控制理论课 堂的教 学优化 问题进
习的积极性。学生一旦了解了现代控制理论在实际应用过程中的重要作 用 ，自 然会引起学生对现代控制理论学 习的重视。让学生更有兴趣与耐
、
现代控制理论的教学现状
自动控制理论在现代 的工厂 、 企业里应用得较为广在泛 ，国内很多
企业在机械生产过程中 ，都会应用到现代控制理论进行设备的改造 。生 产设备在在用现代控制理论之后 ，可以大大的提高设备 的生产效率 。现 代控制理论的核心是控制系统 ，国内很 多设备的生产企业开始利用现代 控制理论进行生产设备的优化升级改 良 生产 。一些生产产家也在应用现 代控制理论知识进行机械的操作与改装 ， 应用现代控制理论提高企业 的
受 的教学模式 。社会对人才的需求以及学生的个性是进行现代控制理论
教学根本 。
一
高校必须对现代控制理论课堂教学内容做 出较大的改革。重视理论结合 实践，把现代控制理沦课堂教学与实际的生产操作相结合。现代控制 理 论课堂教学优化 ，必须把现代控制理论课堂教学 与其他相关知识进行 有
机的结合 ，在课堂教学中多向学生介绍现代控制理论的发展历史 ，以及 现代控制理论在实际应用中所具有的优势 。激发学生对现代控制理论学
校学生的学习考核与中学对 比，次数 明显下降，所以教师也很难从学生 的学习考核结果 中及时了解学生对学习 内容的具体学习情况 。现代控制
理论学习内容的枯燥使得学生在课后也很难 自 觉自 发的对学 习内容进行 自 主学习。
三、现代控制理论课堂教 学优化策略
传统的现代控制理论课堂教学已经不能够满 足学生的学 习需求了 ，
需求安排 出符合学生学 习需求的课件 ，教师要现代控制理论的课程教授 过程中 ， 必须要保持学生学习课程 的完整性与系统性。教学过程中 ， 找 到现代控制理论里的重点 内容 ， 要求学生及时的进行掌握 ，适时的对学 生 的学习情况进行考核 ，了解学生的学习情况与知识的掌握情况。教师 在课堂教学过程 中， 注意引入教学实例进行现代控制理论 的课堂教学教 化 。让学生可 以更加详 细、具体的了解课本里 面的现代控制理论。选择 难度适中的实例 ，可以让学生对现代控制理论知识有更加 明确的理解 ， 提高学生对现代控制理论 的掌握程度 ，加强学生对现代控制理论的实际 运用能力。
的全面分析掌握与了解 。高校的教师非常注重知识 的交互传授 ，把涉及 现代控 制理论的知识让学生进行全面的了解与获知 ，从而形成一个完备 的知识链 。
结语
从现代控制理论的教学现状与教学优化方制理论课程教学 问题
现代控制理论课程的具有较高的理论性 ，所以在学习过程中，对学 生而言 ， 具有较高的抽象性 ，不利于学 习过程中的学 习想象。并且 ，现 代控制理论具有较大的数学量 ，现代控制理论里包括 了很多的理论证 明 与矩阵的计算 ，对于初级入 门的学生具有非常大的难度 。很多学生在人 门学习 中，就明显的感觉到了现代控制理论课程的较 大的学习难度 。因 为太多的数学计算排布在现代控制理论课程 的学习里，所以学习内容缺