基于多样化教学的控制工程基础教学改革探讨
《控制工程基础》课程教学的改革探索
瞬巷性能
启发 与互 动式教学方法贯 穿整个教学 过程 。例如在讲
到控制 系统与非控制 系统的概念 时 ，启发学生思考 在
日常生 活与生 产 实践 中 自己所熟 悉 系统 （ 电扇 、 如 空 调、 饮水 机 、 洗衣 机 、 搅拌 机 、 数控 机床进 给 系统等 ） 的 类 型 ．并用 讨论 的方式 让学生讲述各 种系统 的工作 目 的与实 现的方式 ， 最后教师进行点评 与归 纳。这样启 发
馈控制系统工 作原 理时 ，首先启 发学生用 自己的感性 思 维分 析 日常生 活 中抽水 马桶 的工作 过程 与原理 ， 然 后引 导学生结合教材上提 到的液面 自动调 节器 的反馈
一
期的教学实践中总结体会到， 多媒体课件与Ｍ Ｔ Ａ 仿 ＡＬＢ 真技术相配合 ， 并配以适当的传统板书教学手段是一
一
ｆ稳 能： 态 度 稳态 鸯性 稳 精 —— 误麓‰
时响分 问应析１
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探 索教学方 法 ， 激发学生兴趣
ｒ 零颡幅德 。 ）
该 课 程传 统 的课 堂 教学 方 法 以教 师 单 向讲 授 为 主。 学生在课 堂中大 多处 于被动接 收的状态 。如何提 高
控制原 理进行系统分析 ， 并激励学 生在课外运用 “ 测偏 与 纠偏 ”的反馈 控制原理大量分 析生活与生产实践 中
各种熟悉 的控制 系统工作原 理 ，在大量 消化吸 收各种 控制 系统 巧妙设计 思路的基础上不 断培 养学生进行系
统设计的创新思维。又例如 ， 很多学生在接触超调量与 调整时间等概念时 ， 始终觉得很抽象与枯燥 。 针对这种 现象 ， 启发学生在学 习相关 知识点之前 ， 讨论 自己对乘 坐不 同类型汽车 的感受 ，然后引导学生认识 汽车的性 能与乘车时感觉是否平稳 以及 颠簸之后恢复平稳 的时
《控制工程基础》课程教学改革与实践
的一门重要的专业基础课 ， 其主要讲授控制系统基本 概念 ， 学模 型 ， 数 时域 、 域和状 态空 间分析法 ， 频 系统设 计 和校正 ， 控制系 统的应 用和分析 等基础 知识 。课 程 难 点主要有 三点 。首先 ， 本课程涉 及到 “ 积分 ” “ 微 、线 性代数 ”、复变 函数 ” “ 等许多数 学方 面知识 ， 学生所 对 学过 的知识点 掌握是个 考验 。其次 ， 课程包 含 的术 语 和定义都比较抽象 ， 尤其是许多章节内容需要作图才 能理解其 概念 和原理 ， 生理解 困难 。再 次 ， 学 理论 和实 践脱 节 ， 学生理解 往往停 留在表 面 ， 不知 道学 的理 论 到
上 结合现代教 学手段 的一些改进措施 ， 通过理 论与实践的有机结合 ， 大大提 高 了学生对机 电控 制 系统的分析设计
能 力。
【 关键词 】 教 学改革 ； 控制工程基础 ； Ａ Ｌ Ｂ Ｍ ＴＡ 【 中图分类号 】 Ｇ ４． ６２ ０ ０ 引 言 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 １０—７Ｘ ２ １）５０６—２ ０３７３ （０００ — １ ０ ４
底有 什么用脚 。 因此 ， 用新颖 的教学 方式使学 生能更 容易经典 控 制 与现 代 控制 的界 淡 限， 把两者有机的结合起来 ， 主要介绍基本概念 、 基本 原理 和基本 方法 ， 出方法论 。对 于大量 的数 学知识 ， 突 讲课 时不 苛求 严格 的数 学 推证 ， 比较 直观 的物 理概 从 念 出发提 出 问题 、 分析 问 题和解 决 问题 。先 从简 单 的 控 制 系统建 立 系统 的功 能框 图 ， 象 的把 系 统 的控制 形 过 程表 示 出来 ， 学生 有 了直观 的 控制 系统组 成结 构 让 的概念 。如 何对 复 杂系 统从 理论 上来 分析 其性 能 ， 这 就涉及 到数 学模型 的建立 。再通过 分析经典 例子让 学 生 意识 到建立 数 学模 型 的重要 性 ， 并激 发 他们 自己建 立 模 型的兴趣 。数学模 型对 于系统 的分析和 研究极 为 重要 ， 这部 分 内容 一定 要讲 透彻 。系统 分析 和设计 内 容 增加 实 际物 理 系统 的实例 ， 过 对实 例讲 解给 出抽 通 象定 义 ， 合各种 现代手段 丰 富课 堂 内容 ， 结 提高 学生 学
“控制工程基础”课程教学改革探索与实践
作者简介 ：董海棠 （９５ ） １７ 一 ，女，甘肃陇西人 ，兰州交通大学机电工程学院，副教授，工学硕士，主要研 究方向 ： 控制理论及计算
机控制技术 ； 冯中毅 （９１ ） １７一 ，男，甘肃白银人 ，兰州城市学院信息工程学院，副教授，主要研究方向 ： 软件设计及数据库技术。（ 甘肃
极性不高。
２ “ 制工 程 基 础” 理论 与实践相 结工程 基础”课 程教 学相关内容的改革 ．控 在 课程体系方面，学校 进行了广泛 的改革 和创新，增加 了
虽然 “ 控制工程基础”是 工科院校机械设 计制造及其 自动
化、车辆工程、工业工程、热能动力工程 专业 的必 修课，绝大 控制系统仿真和开发的新内容。按照专业基础课 、专业必修课、 多数院校也都开设 了相 关的实验 课程 。但一方面由于某些实验 专业选修课的要求进 一步完善了课程体系。
５ 加 强理 论 课 程 内容 的拓展 ，形成 完善 的理论 课 程 体 系 ．
以“ 控制工程基 础”课程为理论 基础，以多种形式逐渐完
现代 控制理论” 的教学 ，构建控 制理论课 程体系。比如在 分 学生 对 “ 控制 工程 基础 ”课 程存 在认识 上 的误 区，认 为该 善 “
现代控制理论”的专题讲座等。 课程与自己将来就业及深造关系不大，所以在学习该课程时积 毕业班开设 “
中国 电力教育 Ｃ Ｐ ＥＥ
２０ 年 ５ 上 总 第１ 嗍 ０９ 月 ３
“ 控制工程基础 ＂课程教学改革探索与实践
董海棠 冯中毅
摘要 ：本文通过对机械大类专业本科生 “ 控制工程基础”课程教学中 存在的问题进行分析，提 出了 铁路交通类院校机械 类专业的 “ 控 制工程基础”课程的改革方向，－． Ｙ￣教学内容、方法以及教学改革措施等方面对 “ ｒ 控制工程基础”课程的教学改革进行了 详细讨论。
“控制工程基础”互动案例式教学改革与实践
“控制工程基础”互动案例式教学改革与实践2017年2月以来，教育部积极推进新工科建设，号召培养在工程领域有工科基本的理论知识、过硬的专业技能，在实际的生产中能够依据工科思维做出可行性分析决策的高级新型复合工程师［1］，这对于全国各工科院校的教育教学模式提出了新的挑战。
一、“控制工程基础”课程概述“控制工程基础”是沈阳航空航天大学面向机械、车辆、航宇、能环等非控制类专业的一门重要专业基础课，主要研究经典控制论中的单输入—单输出控制系统的分析和校正方法。
无论从名称还是内容上看，课程都是控制理论与工程应用的有机结合体。
因此，如何充分利用时长有限的课堂教学，达成既能够使学生深入理解控制理论的精髓，又能实现与工程应用有效融合的目标，成为近年来课题组教学改革的重要课题。
二、课程教学中存在的问题目前课程存在如下两方面矛盾影响授课效果。
（一）课程对理论理解能力的高要求与学生基础知识薄弱的矛盾“控制工程基础”课程知识点众多，涉及高等数学、理论力学、电工电子等学科，如果学生前置课程的知识储备不足，就会导致理论理解困难，转而将注意力放到计算步骤和结果上，把控制学成了数学。
（二）教师“一言堂”的授课模式与学生工程实践能力培养需求的矛盾传统的课程教学模式以教师为主体进行理论讲授，强调计算方法，缺少实例引导，导致学生学习目的不明确，只知其然而不知其所以然，大大减弱了学生对课程的学习兴趣及课堂参与度，导致学生不仅不能很好地掌握所学内容，更难以将理论应用于实际。
三、互动案例式教学的改革举措鉴于上述问题，课题组以重塑学生在学习中的主导地位，激发学生学习的主观能动性，加强学生对重要理论的理解，提升学生解决实际问题的工程实践能力为宗旨，经过不断学习、积极探索，成功将案例教学法［2］引入课堂，逐步形成了具有自己风格的互动案例式教学模式。
具体措施如下。
结合学生的日常生活及专业背景，针对重要理论精编局部小型案例及贯穿型项目案例构建案例库，如以天宫机械臂等案例说明控制的概念；以抽水马桶等案例描述反馈的作用；分机械类（如人造卫星姿态运动系统）、电气类（如扬声器）、过程控制类（如水箱）案例解读数学模型的建立方法；以倒立摆、外科手术的激光操作控制系统［3］等案例进行多重知识点的阐释。
《控制工程基础》课程的教学改革与实践探索
教 学大 纲 ． 之适 应不 同专 业培 养计 划 的需 要 。 使 另 外 ． 课 程 内容 设 计 时 注重 创 新 ． 意 学科 交 在 注 叉 ． 学 生 自然 科 学基 础 已加 强 的形 势下 ． 技术 基 在 将
由于 近年 大 幅扩招 ．生 源整 体 素质有 所 下 降． 而 且 同一专业 同一 学科 的学 生 又分成 不 同层次 。 由于学 生对 相关 专业 基础 知识 的掌握 和理 解程 度层 次不 齐 。 不 同层 次 的学 生 接受 能 力 和学 习 的积极 性 等 方 面存 在很 大差 异
（ ） 程 理 论 性 强 。 学 方 法 单 一 一 课 教
该课 程理 论性 强 、 象 、 抽 涉及 知识 面广 、 要求 学生
具有 扎 实的专 业基 础和较 强 的抽象 思 维能力 ． 一 门 是 具有 一定 深度 和难 度 的课 程 在授 课 过程 中 ． 主要采
二 、 学 改 革 的主 要 措 施 与 实践 教
《 控制工程基础》 是高校非 电专业 ， 如机械类及相关
专业 的一门重要技术基础课 和骨干课 ． 对培养学生理论
的可 持续发 展 （ ） 学 团 队结构不 合理 六 教
思维和处理工程问题的能力具有重要作用 。然而 ， 原有 的课 程体系与教学模式难 以适应 人才培养 目标 的要求 。
一
的基础 性 ．又 要 及 时反 映 本 学科 领 域 的 最新 科 技 成
果． 体现 学科 的前 沿性 和时代 性 。根据 培养 方 案对 人 才 培养 的要 求 ． Ｃ Ｉ 在 Ｄ Ｏ理念 下重 新 审视 了传统 教 学 内容及 讲 解 的角 度 ， 出 素质 教 育 、 识 结 构 和能 力 找 知 培养 等方 面 的差距 和缺 失 。注重 强调 基础 训 练 、 象 抽
控制工程基础教学改革方案
控制工程基础教学改革方案一、背景随着社会的发展，控制工程作为一门重要的工程技术学科，其在自动化、信息、通信、能源、交通等领域起着至关重要的作用。
然而，目前我国控制工程基础教学仍存在着一些问题，例如教学内容陈旧、教学手段单一、学生实践能力薄弱等，导致学生对控制工程基础理论掌握不够深入，实际操作能力不足，影响了学生的综合素质和就业能力。
因此，对控制工程基础教学进行改革势在必行。
二、改革目标1.更新教学内容，使之更符合当前科技发展趋势和实际工程需求。
2.改善教学手段，强化实践教学环节，提高学生的实际操作能力。
3.培养学生的创新意识和工程实践能力，为其未来的工程实践和科研奠定扎实基础。
三、改革内容1.更新教学内容（1）优化课程设置，增加现代控制理论和技术、数字控制系统、自动控制与智能控制等新兴领域的教学内容。
（2）引入案例分析和典型工程应用案例，让学生更好地理解和应用控制理论知识。
（3）加强与实际工程实践结合，开展校外实践教学活动，增强学生对控制工程的认识和实践能力。
2.改善教学手段（1）采用多媒体教学、网络教学等现代化教学手段，提高课堂教学效果。
（2）建立实验教学中心，配备先进的实验设备和测试仪器，拓展学生的实验教学视野，提高实践操作能力。
（3）加强实践教学环节，开设工程实践类课程，积极组织学生参与实际工程项目开发和实施。
3.培养学生的创新意识和工程实践能力（1）引入创新创业类教育，鼓励学生参与实验室科研项目和创新项目，培养学生的创新意识和实践能力。
（2）设立项目实践课程，组织学生进行工程实践项目的设计与实施，培养学生的工程实践能力和团队合作精神。
（3）加强学生综合素质教育，注重学生的自主学习和综合能力培养，提高学生的综合素质和就业竞争力。
四、改革保障1.加强对教师队伍的培训和建设，提高教师的教学水平和科研能力，建立教师团队，推动教学改革和创新，营造良好的教学氛围。
2.加强教学资源建设，逐步引进新设备和技术，改善教育教学条件，提高教学质量。
控制工程基础课程教学改革实践3篇
控制工程基础课程教学改革实践3篇（一）一、目前课程教学中存在的问题1.1具体来讲，有以下几个方面的问题（1）内容多，学时少本课程是一门较为开放的学科，涉及的数学知识、电子技术等其他学科的内容越来越多，尤其是随着计算机的发展，新内容不断涌入，控制论的知识越来越丰富，然而在教学过程中，学时却被一再压缩，目前已减少至38～40学时（其中还有4个学时的实验内容），教学内容多、课时少的矛盾越来越突出。
（2）实验单一，理论与实践脱节实验是理论教学的不可或缺的有益补充，同时也是提升学生主动学习的积极性和原动力的主要方面，然而，目前由于近几年招生规模的扩大，实验室设备明显不足，通常采用三、四个学生一组的方式，就造成学生没有动手的机会，更给缺乏学习主动性的部分学生提供不做实验的借口，而且实验室所开设的实验大都是验证性实验，缺少综合性、设计性和创新性实验，造成学生理论与实验、实践环节脱节，根本无法满足不同学习层次的学生的需要。
（3）教学方式单一在传统的教学模式中，教师和教科书是信息传递的主要媒介，还有黑板、粉笔、挂图、模型、仪器等，虽然有教师采用多媒体教学，但仍停留在以PowerPoint演示文稿为载体，照搬教材文字和内容进行教学的方式，起不到应有的教学效果，这已大大不适应信息社会对《控制工程基础》教学的要求。
（4）考核方式单一在中国传统教育中，考试作为评价学生学习过程和教师教学活动的唯一标准和方式，抹杀了个别学生的个性发展，这种考核方式不对学生的创新能力进行评价，必然导致部分学生在学习该课程时，过分追求考试结果而忽视学习过程，忘记了学习的本质，丧失了学习的动力，同时教师也缺乏进行教学内容和方法创新的动力。
二、课程教学改革的若干方法与实践为适应高等教育改革进一步发展的趋势，满足培养应用型机械工程技术人才的需要，我们课题组全体教师对《控制工程基础》课程进行了一些有益的改革和实践，具体如下。
（1）优化教学内容根据控制理论的学科的发展趋势，结合我校对机械类工科学生的人才培养的整体要求，教研室全体教师集体讨论，在既注重强调基础训练、抽象思维能力及综合应用能力的培养又符合时代特色和学科自身发展规律的基础之上，制定新的教学大纲，优选合适的教材，优化整合教学内容：增加了实际工程中经常用到的根轨迹法和现代控制论的初步内容，强化MATLAB 软件在控制领域的应用内容，删去一些不够典型且已陈旧的例题和习题，取而代之的是与工程应用结合紧密、具有代表性的习题和例题，精简了一些要求过高的内容，比如高阶系统的时间响应分析、信号流图和Mason公式以及赫尔维茨判据内容，既减轻学生的负担，又能保证对控制论整体知识的理解和掌握。
“控制工程基础”课程教学改革与实践-精品文档
“控制工程基础”课程教学改革与实践基金项目：本文系苏州科技学院“控制工程基础”课程教学改革项目（项目编号：2010KJB-33）研究成果。
“控制工程基础”是机械专业的专业基础课，是研究控制论在机械工程中应用的科学。
这是一门跨控制论与机械工程技术理论领域的边沿学科，是解决机械工程中系统分析和设计的方法论。
通过它学习运用控制论的基本原理及基本思想方法；分析、研究机械工程中有关信息的传递、反馈及控制，研究机电系统的动态及稳态性能。
课程要求学生们掌握有关的基本理论，初步掌握系统设计、校正的方法，能够为学生们进一步从事有关知识的学习及机电控制问题的研究尊定基础，课程内容丰富，难度高。
由于该门课程不仅涉及到控制理论，还涉及到实验，内容较多。
如何激发学生的学习兴趣是本课题研究的关键，为了在有限的学时中尽可能地引导学生入门，提高学生在理论分析和实践动手方面的能力，笔者从课程的理论教学、实践教学及课程改革等方面进行了一定的探索和研究。
同时为了进行有效的课堂教学，鼓励学生主动学习，本文主要从传统教学方法中分析现有的问题，然后根据问题，提出解决方法及实施3年改革的成效与结果，以此证明改革的有效性。
一、传统教学方法中存在的问题1.传统理论授课分析本课程传统课堂授课过程中，主要以教师为主，学生只是被动接受知识。
授课教师从传递函数讲起，引出时域分析方法和频域分析方法，然后讲解根轨迹和控制系统的综合校正方法。
这个授课过程和步骤比较适合于基础较好的学生，苏州科技学院（以下简称“本校”）本专业主要为本二及本三的学生开设，学生相对基础较弱。
不仅如此，机械专业先修课程中的“复变函数”一课是考查课，不作为考试课，因此学生们对知识理解不够深入，对于空间的概念、变换的概念也没有完全建立起来。
在这样的条件下，进行“控制工程基础”的理论授课，讲拉氏变换，讲空间，讲频域变换，学生们就普遍反映课程难学，听不懂。
由此，上课睡觉的情况也逐渐增多，课堂纪律无法保证。
机械专业“控制工程基础”课程的教学改革与探索
制研 究。 （ 南 安 阳 ４ ５０ ） 河 ５００
“ 控制工程基 础”是 安阳工学 院机械 类、机 电类专业 的一 要让学生清楚地看 到伯德图的绘 制规 则和过程，需要用不同的 门重要 的专业基础课，是本科 生后续课程 的基础 ，它在专业课 粉笔去描述 ，作图速度相对 比较慢，讲课 效率 较低。如果采用 程 体系 中占有重要地位。 由于该课程 内容 丰富、理论性 强、涉 ＭＡＴ ＡＢ讲述，只需要几个命令，就可以得出所绘 制伯德图的 Ｌ 及知识面广’信息量大 、更新发展快 ，而且 比较抽象 、习题多、 图形。 难度 大，再加上 目前专业课 时的不断压缩，因此如何在 较短 的 时间内提高课堂教学效率取得较 好的教学效果 就成 为教师讲授
阐明了 通过改 变教学模式、 转变教学思想以及强化实践环 节来提 高教学效果。 教学实践表明， 通过这些教 学改革 ， 提高了 学生学习的积极Ｊ 胜，
培 养了 学生的创 新 能力。
关键 词 ： 控制工程基础 ； 教学方法 ； 教学改革 ； 实践 作者简介 ： 宋强 （９２ ） １７一 ，男，山东新泰人 ，安阳工学院机械工程系，讲师，工学硕士，主要研究方向 ： 智能控制及支持 向量机
进 行板书讲解，学 生边听边做 笔记 。这种 教学 方法，使学生感 域中的应用，如烧结 自 动控制、自动配料控制等，使学生认识到 到该课程 内容抽象，难 以理解 ，更不 清楚所 学的理 论知识在 工 自动控制对 国家 的发展 有深远的影响 ，从而提高了他们学习该 程 实践 中如何 应用。而且，在讲 根轨 迹、频率特 性等章 节时， 课程 的主动性 。 往往要在黑板上画许多图， 若采用粉笔绘 图， 要把曲线表现清楚 ，
《控制工程基础》课程教学改革的探索
主线， 即 系统建 模一 系统 分析一 系统校 正 。 比如 系 统建模 有 数 学描 述 的微 分方 程 、 传 递 函数 和频 率特 性 函数 等 ，还 有 图示 方法 的系统 框 图和 信号 流 图等 ；
教 师的反 馈信 号 ， 以及教 师根 据 教学任 务 和 反馈信 号 如何 及 时调 整 授课 内容和 方法 等 ， 最 终提 高教 学效 果和 学 生 的 ② 因为学 生对课 程 的重 要性 认识 不深 ， 就会 失去 学 习 学 习效果 。 教 师还 可 以把控 制理论 发展 历 程 中科 学 家 的故 的兴 趣 ； 但 是 因 为 它对 实践 有 重 要 的指 导 意 义 ， 就需要引 事 穿插其 中 ， 将大 大激 发学生 学 习控制 理论 的兴 趣。 导 学生 进行 学 习。 为 了调 动学 生 的积极 性 ， 教 师还 要将 传统 的板 书 教 学 ⑧ 由于 学 生对相 关 学科 的知 识 掌握 不够 扎 实 ， 做 不 到 与 多媒体 教 学手 段有 机 结合 起来 ， 并 充 分发 挥这 两种 教 学 融 会 贯通 ， 不 能把 这些相 关的学 科 整合 到一 起进 行 问题 解 手段 的优 势 ， 这样 才 能在 课 堂教 学 中与学 生 进行 良好 的互 决。 动。 也 能够及 时 了解学 生 的学 习状态和 对 知识 的理 解和 掌 针 对 上述 这 些 问题 ，我 们通 过 对近 些年 教 学 内容 、 教 握 程度 ， 便 于 能够 积极 调 动 学 生学 习 的主 观 能动 性 ， 根 据 学 方法 和 实践 教学 等几 方面 的教 学 改革和 探 索 ， 达 到 良好 学 生情 况调 整课 堂节 奏还 要布 置 一定 量 的典 型课 后作 业 ， 的效果 。 并 有针 对性 地 对课程 教 学 的重 点知识 进 行巩 固 ， 还 要 能够
《控制工程基础》实验教学研究与探讨
箭和 空 间探 测器 设计 出来 的复 杂和 高精 度 的控制 系统 ， 自 动控 制技术 的应用促进 了社会 经济 的发展 ，而客观 的社会 需 要又给 自动控制理论 的发展赋 以动力 。 控制工 程基础是 图１ Ｔ Ａ Ｐ — ｌ ｌ 型控 制理论模拟实验系统 的基本结构 机械 设计制造 及其 自动化 、机 械 电子工程 等专业 的一 门专 Ｔ Ａ Ｐ —ｌ ｌ 型 控 制 理 论模 拟 实验 装 置 由计 算 机 、 Ａ ／ Ｄ ／ Ａ 业基 础课 ， 该 课程涉 及到传 递 函数 、 微分 方程 、 时间响应 、 控 接 口板 、 模 拟实验 台和打 印机 组成 。 制 系统 的稳 定性、 稳 态误差 、 频率 响应和控制 系统 的校正 等 计 算机 负责实验 的控 制、 实验 数据 的采集、 分析 、 显 示、 主 要 内容 ， 理 论性较强 ， 计 算量大 、 涉 及到 的知识 面广。 储存和恢 复功 能 ，还 可 以根 据不 同的实验 产生 各种输 出信 号； 模 拟 实验 台是 被控 对 象 ， 台上 共有 运 算放 大器 １ ２ 个， ２ 控 制工程 基础 实验教 学现状 分析 与 台上 的其他 电阻 电容 等元器件 配合 ，可 组成 各种具有 不 目前 ， 本科 院校 的机 械工 程专 业几 乎都 开 设控 制工 程 基 础课 程。该 门课程理 论性 强 ， 学 生理解 起来 比较 吃力 ， 因 同系统 特 性 的实验 对 象 ， 台上还 有正 弦、 三角、 方波 等信 号 此该课 程都 设 有相 应 的实验 教学 ， 实验 教 学在 帮助 学生 正 源作 为备 用信号 发 生器用 ： Ａ ／ Ｄ ／ Ａ 板 安装在 模 拟 实验 台下 确 理 解 控 制工 程 的基 本概 念 、 理 论 联 系 实际 ， 提 高 学 习兴 面 的实验箱底板 上 ，它起 着模 拟与数 字信 号之 间 的转换 作 趣等 方面 起到 了非常重 要 的作用 。但 由于 受 师资力 量 、 传 用 ， 是计 算机与 实验 台之间必不 可少 的桥 梁 ； 打 印机可根 据 统 教 学等 诸 多 因素 的限制 ， 现有 的 实验仪 器及 实验 项 目不 需要进 行连 接 ， 对实验 数据 、 图形作 硬拷 贝［ ２ １ 。 由于 学 时 限
“控制工程基础”实践教学改革与探索
“控制工程基础”是机械类专业的一门重要专业主干课，它把控制论融入到机械工程领域，培养学生运用控制理论的基本原理来解决机械工程中实际问题的一门学科[1]。
该课程的特点是理论性强、概念抽象，对先修课程的知识储备要求较高，主要涉及高等数学、大学物理、理论力学、电工学、机械设计等方面的知识，具有一定的深度和难度。
使得学生在学习的过程中，感到难学、乏味，对所学内容不易消化、吸收和巩固，尤其对一些难点、重点内容，在有限的课时内无法实现内容扩展，因此在控制工程基础中合理融入Matlab 软件，可以有效扩充教学信息，使教学过程生动形象，紧密联系工程实际，适应新形势下的教学要求[2-4]。
一、xPC 系统介绍xPC 系统是MathWorks 公司开发的基于RTW （Re-al-Time Workshop ，RTW ）体系框架的附加产品，该产品可将PC 机转变为一个实时系统，用于产品原型的开发和测试。
采用2台PC 机便可构成xPC 的双机开发环境，其中一台PC 机作为宿主机，另一台作为目标机。
在宿主机上安装Matlab2010b 用于控制系统设计。
在使用xPC 前必须安装一个语言编译器，选用Microsoft Visual Stu-dio2010作为语言编译工具。
xPC 系统不需要在目标机上安装DOS 、Windows 、Linux 等任何一种操作系统，用户只需用特殊的启动盘启动目标机，BIOS 是xPC 系统实时内核所需的唯一软件。
二、制作xPC 目标启动盘（一）制作软盘目标启动盘可使用如下步骤生成对应于xPC 目标环境的软盘目标启动盘。
1.启动Matlab ，并在命令窗口输入如下命令函数：xpcexplr打开xPC 目标环境设置界面。
2.单击Configuration ，出现提示对话框，点Boot-Floppy 标签；3.将3.5英寸的软盘放入宿主机的软驱中，然后单击Create boot disk 按钮；4.关闭xPC 目标环境设置对话框；5.将软盘从宿主机中取出，放入目标机的软驱中。
机械工程专业《控制工程基础》课程教学改革的探讨
机械工程专业《控制工程基础》课程教学改革的探讨作者：张忠华蒋永华马继杰来源：《科技资讯》 2013年第20期张忠华蒋永华马继杰(浙江师范大学工学院浙江金华 321004)摘要:“控制工程基础”是机械工程专业一门专业基础课,分析了本课程目前存在的主要问题,从教学内容、教学方法、教学手段等方面对本课程的教学改革进行了一些积极的探讨。
关键词:控制工程基础机械工程教学改革教学方法教学手段中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)07(b)-0194-01现代科技的发展极大地促进了不同学科之间的交叉,由此引起了工程领域的技术改造和革命。
在机械工程领域,由于微电子和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透,从而形成了机电一体化技术。
自动控制技术是机电一体化技术的核心内容之一,已经成为从事机械与自动化工作人员不可缺少的重要理论基础之一。
为此,从20世纪80年代开始很多高校的机械工程及其自动化专业相继开设“控制工程基础”课程,并把它摆在专业基础课的重要地位。
由于该课程内容丰富、理论性强、涉及数学知识多,而且比较抽象、难度大,学生不仅需要具备扎实的高等数学和电路等课程的基础知识,还要有很强的计算机应用能力,再加上目前该课程课时的压缩,使得学生在学习“控制工程基础”课程时困难重重。
因此,如何在较短的时间内取得较好的教学效果已经成为教师讲授该课时的一个重要问题。
1 机械专业“控制工程基础”课程存在的主要问题“控制工程基础”是机械专业的核心课,是以控制论为理论基础,研究机械工程中广义系统的动力学问题。
它把数学基础课程与专业课程紧密结合在一起,因而它既是一门理论性比较强的课程,又是一门紧密联系工程实际的课程,不仅课程内容涉及的知识面广,而且所含的信息量大。
所以,“控制工程基础”教学大纲要求预修课程为高等数学、积分变换、电工与电子技术,然而大多数机械专业均没有开设“积分变换”与“复变函数”,学生在学习控制工程基础之前,对2门课程的了解几乎为零,加之教学学时不断压缩,因此学习控制理论时非常吃力。
《控制工程基础》课程教学改革的探索
《控制工程基础》课程教学改革的探索【摘要】本文探讨了《控制工程基础》课程教学改革的相关内容。
在介绍了背景信息、研究目的和研究意义。
正文部分主要分析了传统教学模式存在的不足，提出了课程教学改革的必要性，并探讨了新的教学方法，包括引入实践案例分析和建立多元评价体系。
在总结了课程教学改革的成效，探讨了未来发展方向，并对课程教学改革进行了总结与展望。
通过本文的研究，有望为《控制工程基础》课程的教学改革提供一定的参考和借鉴，推动课程的教学质量和教学效果的持续提升。
【关键词】控制工程基础、教学改革、传统教学模式、实践案例分析、多元评价体系、成效、未来发展方向、总结与展望。
1. 引言1.1 背景介绍"控制工程基础"课程作为工程类专业的重要课程，一直以来都是培养学生掌握控制理论和控制工程基本知识的重要环节。
随着时代的变迁和科技的发展，传统的教学模式在某些方面已经显露出一定的不足。
在这种背景下，需要对《控制工程基础》课程进行教学改革，以适应时代的需求和学生的学习特点。
传统教学模式往往以教师为中心，注重理论知识的传授，缺乏实际应用的案例分析和实践环节。
学生在课堂上往往缺乏主动性，缺乏对所学知识的主动探索和实践能力。
需要对课程教学进行改革，引入更多实践案例和互动性强的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高他们的实际操作能力。
通过对《控制工程基础》课程教学进行改革，不仅可以提高学生的学习积极性和实际应用能力，还可以促进学生的综合素质提升，培养学生的创新思维和解决问题的能力。
对课程教学进行改革具有重要的现实意义和深远的教育意义。
1.2 研究目的研究目的旨在通过对《控制工程基础》课程的教学改革探索，提高学生对于控制工程领域知识的理解和应用能力。
具体包括：一是探究如何有效弥补传统教学模式中存在的局限性，提升课程教学的针对性和实用性；二是寻找新的教学方法，激发学生的学习兴趣，提高他们的自主学习能力和解决问题的能力；三是通过引入实践案例分析，让学生在真实的工程案例中学习理论知识，培养他们的实践能力和创新精神；四是建立多元评价体系，全面评估学生的学习成果，激励他们的学习动力，促进他们的综合素质提升。
多元融合开展控制工程基础教学改革
Science &Technology Vision 科技视界0引言,。
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1加强课堂教中的师生互动。
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2构建虚实结合的实践教学模式,。
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,,Multisim NI ELVIS III ,、※基金项目:北京信息科技大学2021年度教学改革项目“基于MATLAB 和虚拟仪器技术的控制工程基础实践教学改革”(5112110839)。
作者简介:司娟宁（1986—），女，工学博士，北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院讲师，硕士生导师，主要从事模式识别与智能系统方面的研究。
郭阳宽（1964—），男，工学博士，北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院教授，硕士生导师，主要从事计算机视觉与机器人控制方面的研究。
多元融合开展控制工程基础教学改革司娟宁郭阳宽(北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院,北京100192)【摘要】根据新时代人才培养需求的不断变化和控制工程基础课程教学改革的需要,结合北京信息科技大学的实际情况,文章提出多元融合的控制工程基础课程教学改革方案。
将MATLAB 、Multisim 以及虚拟仪器等技术有机融合,在进一步改善教学质量的同时激发学生的学习兴趣、提高学生解决复杂工程问题的能力。
【关键词】控制工程基础;MATLAB ;虚拟仪器;NI ELVIS III中图分类号:G642文献标识码:ADOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2021.34.2153. All Rights Reserved.Science &Technology Vision科技视界,、、。
2.1基于Multisim 软件完成控制系统的电路仿真,,,、、,。
Multisim ,、,。
“控制工程基础”互动案例式教学改革与实践
“控制工程基础”互动案例式教学改革与实践控制工程基础是工程类专业中非常重要的一门课程，它主要介绍了传感器、执行器、信号处理、控制系统等相关知识。
传统的控制工程基础课程教学往往采用理论讲解和实验演示相结合的方式，学生通过听讲、做实验来掌握相关知识。
然而，这种教学模式存在着理论与实践结合不紧密、学生参与度不高等问题。
因此，开展互动案例式教学与实践成为提高教学效果的一种重要方式。
互动案例式教学与实践就是将案例教学与互动教学相结合，针对不同的教学内容和学习目标，设计相关的问题与情景，引导学生主动思考和参与讨论。
通过互动交流与合作，帮助学生更好地理解掌握控制工程基础的知识与技能。
在开展互动案例式教学与实践中，教师可以根据学生的实际情况和兴趣点，选择具有代表性、实用性和挑战性的案例进行分析和讨论。
案例可以是实际工程问题，也可以是虚构的场景，重点在于让学生能够运用所学的理论知识解决实际问题。
通过案例的引入，可以更好地激发学生的学习兴趣和思考能力，培养学生的实践能力和问题解决能力。
在互动案例式教学中，教师应该起到指导和引导的作用，引导学生将所学的理论知识与实际案例相结合，通过分析、讨论、演练等方式，逐步形成系统化的解决问题的思维模式。
同时，教师还可以通过提问、讨论、小组合作等方式，激发学生的思维，引导他们主动参与到教学中来，提高学生的学习积极性和主动性。
在教学过程中，还可以配合相关的多媒体教学技术，如使用仿真软件、实验平台等，让学生更直观地感受到控制工程基础知识的应用。
同时，还可以引入实际工程案例和行业应用实例，让学生了解到控制工程知识在实际生活中的运用，增强学生对该专业的认同感和兴趣。
通过互动案例式教学与实践，可以更好地激发学生的学习兴趣和学习动力，提高学生的学习体验和学习效果。
它在一定程度上可以弥补传统教学模式的不足之处，使学生更好地掌握控制工程基础知识，并能够将所学的知识应用到实际工程项目中。
综上所述，互动案例式教学与实践是一种有效的教学方法，对于控制工程基础课程的教学具有重要意义。
“控制工程基础”教学改革与实践
“控制工程基础”教学改革与实践摘要：“控制工程基础”是机电类专业重要的基础课程。
在分析课程特点和教学现状的基础上，结合自身教学体会，提出教学改革的目标和具体的教学改革措施。
教学实践证明，改革取得了一定的成效，可以更好地提高学生学习的积极性和工程实践能力，为提高教学质量提供了新思路。
关键词：“控制工程基础”；教学改革；MATLAB ；工程实践中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2018）28-0120-02收稿日期：2017-11-17基金项目：华南理工大学广州学院2017年校级质量工程建设项目“《控制工程基础》课程教学改革研究与实践”（52-JY170301）作者简介：王蕊（1982-），女（汉族），天津人，硕士，华南理工大学广州学院机械工程学院讲师，研究方向：机电控制及自动化。
一、引言“控制工程基础”课程是机电类专业学生的一门重要学科基础课。
课程在大三第一学期开设，是学生最先学习的控制类基础课程，在整个课程体系中起着承上启下的重要作用。
该课程学时少，一般只安排40或48学时，内容抽象，理论性较强，内容比较抽象，涉及数学、物理、电工、机械等大一、大二所学的多门学科知识。
学生要通过对“控制工程基础”这门课程的学习综合运用所学的上述知识，建立系统的概念，学会系统分析和设计的方法，为将来解决控制工程的实际问题打下基础[1]。
由于此课程的性质，导致教师难教，学生难学，学生对控制理论知识难以理解和吸收，学习的主动性不高且不重视，更不用提用所学知识去分析和解决工程实际问题了，从而严重影响了教学质量，难以满足应用型人才的培养目标。
因此，对《控制工程基础》课程进行适当的教学改革，对于提高教学质量和学习效率，帮助学生建立完整的知识体系链具有重要的意义。
二、教学目标作为应用型本科院校，根据专业定位和学生的实际情况，《控制工程基础》课程教学要夯实基础知识，增加实践环节，突出应用性和工程性，实现“内容实用、效果好”的教学改革目标。
控制工程基础教学革新
控制工程基础教学革新一、教学改革的具体内容（一）人才培养模式改革在广泛、深入地开展就业市场和毕业生质量调查的基础上，充分参照国家《工程教育专业认证标准》、《卓越工程师通用培养标准》、《普通高等学校专业本科专业目录和专业介绍》（2012版），借鉴先进的CDIO工程教育改革经验，重新调整专业培养定位，重新确定专业培养目标，重新修订培养方案，重新构建课程体系，使专业培养更能适应市场发展和行业需要，更能体现专业特色。
其中，“卓越计划”专业要把企业学习纳入人才培养方案整体考虑，认真研究和制定企业学习阶段的培养目标和培养方案，统筹好校内培养与企业实践的关系。
（二）课程规范化建设参照《燕山大学课程教学标准（暂行）》，结合该课程的个性特征，制定、修订或完善本课程教学及管理文件。
教改课程的教学标准应具体体现和落实新修订的专业人才培养的目标和要求。
应着力推进“项目式”教学改革，改革方案应切实可行，保证无立项经费支持后能继续依新方案开展教学。
在规定期限之前，分两批完成课程规范化建设。
立项建设课程“边改边试”，将改革成果及时付诸课堂并进行实时效果检验。
（三）实践教学的改革优化改革基础课教学内容和授课组织形式，进一步调整教学运行机制和教学资源配置，切实提升基础课，尤其是大班授课的基础课程教学效果，探索一种具有广泛适用性的教学模式。
实践教学是高等教育的重要环节，直接关系到学生高技能培养目标的实现，是我们推进教学改革的重要组成部分。
经过积极努力，我们在《控制工程基础》原有理论的基础上，添加了三级项目，分别设立了阀控缸位置闭环稳定性的研究、阀控缸位置闭环的快速性的研究、阀控缸负载位置闭环PID控制策略研究、阀控缸系统频域动态特性仿真与测试四个项目，项目实施之前有针对性的对学生进行相关培训，包括软件、硬件、数据采集处理等。
鼓励学生查阅液压试验台相关信息，了解液压元件、液压系统、液压原理。
并且在教学方法、作业、考试等方面也实施了相对应的举措。
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课程整合·－ ８９ －2018年6月下 第12期（总第438期）10.3969/j.issn.1671-489X.2018.12.089基于多样化教学的控制工程基础教学改革探讨*◆庞晓旭 韩建海 邱明 仲志丹摘 要 针对控制工程基础课程存在的理论基础强、内容抽象、学时短、涉及多学科知识且仅注重理论教学等特点，在分析如何让学生明白控制工程基础是干什么的，如何结合实际以及怎么学习的基础上，探讨以项目教学为主线，以案例教学为辅，引入控制技术前沿及科研技术难题，探索教—学互换教学模式的教学方法，提高教学质量，培养学生创新能力，提高学生综合素质，让学生具有国际竞争力。
关键词 控制工程基础；项目教学；案例教学；教学改革；教—学互换教学模式中图分类号：G642.0 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2018)12-0089-03Discussion of Teaching Reform of Control Engineering Founda -tion based on Diversifi ed Teaching //PANG Xiaoxu, HAN Jianhai, QIU Ming, ZHONG ZhidanAbstract There are many characteristics for Control Engineering Foundation, such as strong theoretical, teaching content abstract, short course, involving multi-disciplinary knowledge and focusing only on theoretical teaching. Based on the analysis of making students under-stand the role of control engineering , how to combine the actual as well as how to learn, the paper discussed teaching methods, the main line is project teaching with case teaching as a supplement, and intro-ducing control technological frontier and scientifi c research and tech-nical problems, exploring the teaching-learning exchange teaching mode, then improving the quality of teaching, cultivating students’ innovative ability, improving students’ comprehensive quality, at last the students have international competitiveness.Key words control engineering foundation; project teaching; case teaching; teaching reform; interaction teaching model of teaching and studying１ 引言控制工程基础是以经典控制理论为基础的专业技术基础课，其主要研究单输入、单输出和系统三者之间动态关系，是现代控制理论和智能控制理论的基础课。
课程涉及*项目来源：河南省高等教育教学改革研究与实践重点项目（2017SJGLX048）；河南科技大学重大教育教学改革研究（2015ZD-004）；河南科技大学教育教学改革研究（2017-083）。
作者：庞晓旭，河南科技大学机电工程学院，讲师，研究方向为高端轴承设计及性能分析；韩建海、邱明、仲志丹，河南科技大学机电工程学院（471003）。
高等数学、大学物理、理论力学、电工电子等，理论知识强且多，内容比较抽象且涉及面广等[1]，因此，学生学习起来非常困难。
随着河南科技大学宽基础教学模式的改革，课程课时量减少，教师很难全面系统地对课程进行全方位讲授，且传统上只注重理论教学，实践环节相对占比重较少；甚至由于学时有限的原因，教师仅讲授公式定理，导致学生只知其然而不知其所以然，仅会使用公式进行考试。
这就造成学生对课程的了解仅限于表面，不了解学习这门课的目的是什么，具体如何运用，更难以利用所学知识有效解决工程实际问题，因此大大减弱了学生学习的兴趣及参与度。
随着教育国际化的发展，加入工程教育国际互认《华盛顿协议》，不仅可以提高我国工程教育质量，而且有利于提高我国本科生在国际市场上的竞争力。
河南科技大学机械设计制造及其自动化专业于2016年通过中国工程教育协会的认证，这标志着该专业的本科毕业生可以得到国际上的认可。
为了与工程教育培养目标一致，满足工程教育的毕业要求，需对控制工程基础进行教学改革。
本文以项目教学为主线，案例教学为辅，控制技术前沿及科研技术难题为引导，实施教—学互换教学模式，提高学生学习兴趣，增加学生参与度，进而达到提高学生综合素质的培养目的，增强学生国际竞争力。
２ 加强绪论的讲授，激发学生学习兴趣控制工程基础是一门理论基础课，很多学生接触到这门课的第一感觉是不知道它是干什么的，甚至学完后依然不明白其有何实际用处，因此会在茫然中开始学习，混沌中结束学习，当然不会有兴趣学习这门课[2]。
在首次课讲授时，教师首先要让学生明白这门课是干什么的，有何实际用处，如何与工程实际相结合。
这就要求教师必须重视绪论课的讲授，要重点突出控制在机械工程领域的重要性，可以通过由易到难工程实例、由低端设备到高端设备自动控制、由古到今控制理论的运用等方面和学生一起分享，让学生感受到控制的重要性及实际运用；同时可以列举国际控制技术前沿和科研难题以及国内还存在的差距等，以·课程整合 － ９０ －2018年6月下 第12期（总第438期）此来激发学生学习控制的激情，如可以讲授空调制冷系统控制、天宫一号的精准对接、机器人的快速反应、古代指南车发明等。
通过绪论课的教授，要让学生明白这门课是干什么的，有何实际用处，作用的重要性，以及现在还存在什么样的难题亟待解决等，他们自然会提高学习这门课的兴趣及激情。
３ 以项目教学为主线，增加学生参与度，提高团队协作及自学能力项目教学就是以某个特定工程实际项目的研究贯穿于整个讲授过程，是基于项目的教与学的教学模式[3-4]。
项目教学可以很好地实现理论和实践的有机紧密结合，课堂上以理论储备为主，课下用理论知识来解决工程实际项目。
如针对机械设计制造及其自动化专业实施“直流电机闭环控制系统设计”项目教学，要求学生通过对项目的研究，学习直流电机速度和位置控制系统的建模方法、一阶系统分析、二阶系统分析、误差分析、频率响应分析，以及根据分析结果对系统进行校正设计。
以该项目为主线，贯穿整个教学过程，学生可以根据教师教学进度进行项目研究，也可以根据自己情况通过自学进行项目研究。
该项目教学主要培养学生解决复杂工程问题能力、团队协作能力、撰写报告能力以及表达能力等。
以河南科技大学机电工程学院机自卓越班为例，全班30人共分为六个小组，每个小组领取项目指导书。
项目小组内人员分工由项目小组自行商定，根据项目指导书以团队协作形式进行项目研究。
在项目进行过程中，指导教师对每个小组进行考核，考核内容包括研究报告撰写、PPT 制作汇报、项目创新程度、团队协作等，并根据项目研究情况给出考核成绩，计入总成绩。
通过项目教学，激发学生学习兴趣，增加学生参与度，进而提高学生综合素质。
４ 以案例教学为辅，拓展学生解决问题能力创新意识及能力的培养并不一定要创造出新的事物等，更要求学生具有举一反三、触类旁通、综合知识运用的能力。
在以项目教学为主线的情况下，同时进行多种案例教学，不仅可以拓展学生知识面，更可以提高学生分析解决问题的能力。
只有见过并做过一定的设计实例，才能积累一定的经验和知识储备，这样学生才有更大更多的信心去创新。
案例教学（case-based teaching）是以工程实例讲授为辅助的教学法，有助于培养和提高学生主动参与课堂讨论[5]的兴趣。
案例教学具有以下特点。
1）案例是为教学目标服务的，因此，案例应具有一定的代表性，具有触类旁通的作用；且应该来源于工程实际或科研课题等，要与所讲授的理论知识有直接的联系，加深学生对知识的理解，更好地培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
2）案例教学要客观生动、图文并茂，具有吸引人的特点。
控制工程基础是理论基础课，理论知识比较多，容易造成学生课堂上注意力不集中甚至玩手机或打瞌睡。
因此，要求案例不仅仅是一堆数据罗列、公式推导等，要尽可能地采用动画、曲线、仿真模型等对案例进行生动分析和讨论，最好是经过教师认真编排的生动的工程实际案例。
3）案例应该多样化。
案例教学旨在让学生加深对所学理论知识的理解，培养运用所学知识解决实际问题的能力。
案例的多样化不仅可以增加学生的知识面，而且可以拓展学生的思维。
案例教学以其直观生动的特点，可以很大程度上调动学生积极性，同时可以实现教学相长，促进师生共同进步。
如在教学过程中可以以市面上较多的平衡车为例，剖析平衡车的平衡原理，分析平衡车采用何种控制方法，采用何种校正方法进行系统校正，以及如何通过系统的校正来解决平衡车所涉及的控制工程基础中稳准快的特点。
５ 让学生参与教学，实现教—学互换，提高综合素质工程教育专业认证要求教学以学生为中心。
传统上教学一般以教为主，其实教学是一种教师和学生的双边互动行为，双方要有及时的沟通和对话[6]。
传道授业解惑是为学习而存在，更是为学习服务的，激发学生学习兴趣，让学生真正成为学习的主体。
因此，改变传统以教师为主体的教学方式，让学生参与教学活动，实现一定程度的教—学互换，培养学生学习兴趣及主动性。
为此，教师可预先布置1～2个知识点、某个例题或者学生自己总结的案例等，如二阶系统瞬态响应的性能指标、方框图的简化方法或例题、伯德图的绘制方法或例题等，让学生自行学习，并将下次课的前10分钟留给学生，鼓励学生自己来讲授该知识点、例题或自己总结的案例等。
教师对讲授的内容进行积极评判，对暴露的问题进行补充，激发学生积极思考、主动学习的兴趣，增强学生的成就感，进而提高控制工程基础的教学质量。
６ 结语控制工程基础理论性强，知识点多，具有多学科集成、联系实际紧密等特点。
当今社会的快速发展对学生的综合素质教育提出更高更多的要求，这也就要求不断改革高等教育教学方法及教学手段，以适应社会的快速发展。