概论性课程教学改革的新思路

概论性课程教学改革的新思路

摘要：针对《自动化专业概论》教学中遇到的问题，确立了概论性课程建立课程新体系、教学形式多样化、注意专业热点和前沿问题的渗透等改革新思路。

关键词：自动化专业概论；教学改革；实践教学

一、课程设置的目的和意义

《自动化专业概论》课程是在入学之初，为引导自动化类专业新生正确认识和理解自动化专业的性质以及它在社会发展中的作用和地位而设置的一门课程。其目的是，通过本课程的学习使学生认识自动化专业的性质、特点以及自动化技术的作用和地位，了解自动化专业的培养目标和教学内容，树立正确的专业思想和学习观，为今后在校学习激发学习潜力，打下良好的专业背景基础。因此，《自动化专业概论》可作为一门面向大学一年级自动化专业和电气工程及其自动化专业入学新生而开设的专业基础课。

控制科学与工程属于一种交叉性学科。它的研究内容涉及多个学科的知识，其研究成果也可应用于多个学科领域中。例如，计算机、机械、机电、纺织以及管理等多个专业都涉及到自动化技术。因此，为促进本专业与其他专业的融合，加快交叉性学科的发展，《白动化专业概论》又可作为一门选修课面向全校其他专业开设。学生学习该课程后，可初步了解自动控制专业的基本原理和基本知识，对本专业的特色有初步的认识，并能够分清本专业与其他专业的区别和联系，理顺本专业所学课程与其他相关专业所开设课程的关系。另外，“自动控制”不仅仅是机器的控制，也不局限于自然科学中，从宏观上理解“控制”的含义，在整个自然界、整个社会以及各种政治斗争中都存在着“控制的思想”［1］。因此将“自动控制”的观念和思想应用到其他专业，甚至人文管理科学领域中，有利于学生综合能力和整体素质的培养。

二、教学过程中遇到的问题

1.学生所需专业基础知识薄弱，传统的课程体系有待于进一步改进

本课程的教授对象或者是没有任何基础知识的入学新生，或者是对本专业所需基础知识掌握较少的其他专业的学生(包括文经管专业以及艺术专业的学生)，同时该课程学时又相对较少(16个学时左右)。因此如何在有限的学时内，让学生快速入门，掌握该课程的主要内容和思想是教学工作的难点所在。

而在以往的教学过程中，并没有充分考虑所有选课学生的知识体系结构，讲课的起点较高，很多先行课程中的基础知识一带而过，使得学生难以理解。并且课程侧重较多的定理证明和推导，从而造成所讲内容晦涩难懂，使得很多学生难以入门，并很快就对该课程失去兴趣，无法达到预期的教学效果。

2．教学形式单一化，学生的学习能动性不能够充分调动

以往的教学形式主要是单一的课堂讲解。这种单一的教学形式很难使学生深刻地理解抽象的概念和理论知识。同时，学生在学习过程中，一直处于被动接受状态，自由思考的空间很小，这样也很容易扼杀学生的学习兴趣，因此很难充分调动学生的主观能动性，不利于素质教育下的人才培养［2］。

3．教学内容更新缓慢，专业前沿和热点问题涉及较少

以往的教学主要围绕教材内容展开讲解，对最近儿年的专业前沿和热点问题讲述较少，甚至欠缺，造成教学内容在一定程度上落后于时代的进步。而自动化的许多新兴的研究领域，比如人工智能领域，发展非常迅速，每年都有大量的新的研究成果和新的理论甚至新的研究领域诞生。例如，云模型理论、仿生模式识别理论等分别是我国李德毅院士和王守觉院士最近几年刚刚提出的新理论，并在当今的科学界开创出了一片新天地。这些新诞生的理论往往站在科学研究的最前沿，而且这些理论的最初应用成果往往具有一定的趣味性，例如日本利用人工情感理论研制出情感机器人等。因此，在概论性课程教学中，引导学生关注这些理论的发展方向，可以充分调动学生的学习积极性。但是，这些新内容一般要经过几年甚至十几年的时间才能够出现在教材中，因此仅仅围绕教材内容进行概论性课程的教学，学生就无法了解当今专业的前沿和热点问题，也就很难真正培养学生的学习兴趣。

三、概论性课程改革思路

在当今的节约型社会中，如何充分合理地利用教学资源，优化教学效果，一直是值得教育工作者深入研究和思考的问题，概论性课程改革也应遵循这样的原则。

1．建立课程新体系

(1)围绕中心，实例讲解，注重基本概念的理解

在教学过程中，省去繁琐的公式和理论推导过程，将重点放在对自动化技术所涉及的基本概念和基本知识的理解上。在讲课过程中，从实用角度出发，通过实例来讲解基本原理，重点培养学生动手解决实际问题的能力，让学生能够更加形象、容易地接受专业知识，同时注重学生学习方法的培养。

(2)精选教学内容，遵循先易后难、由浅入深、循序渐进、衔接自然的总体编排原则，重新调整各章节讲述的顺序

第1章“专业培养目标和人才素质要求”是自动化专业人才素质教育的起点，进行介绍性讲解；第2章“自动化的概念和发展简史”、第3章“自动控制系统的类型和组成”，以及第4章“控制的基本方法”是自动化技术的基本概念，也是自动化技术的核心内容，进行重点讲解；第5章“自动化的应用范畴”和第6章“自

动化的展望”是自动化技术当前的应用情况和未来发展的展望，该部分内容可结合当前研究的热点和前沿问题展开讲解。这样，既可以快速引导学生入门，又可以很好地培养学生对本专业的学习兴趣。

2．教学形式多样化

本课程在教学形式上采用多种教学环节和教学方法相结合的方式展开。

(1)理性传授和多媒体感性展示相结合

利用多媒体课件和板书相结合的教学手段，教师通过精讲的方式促进学生对重点概念的理解。而对于某些应用实例，可采用与多媒体视频技术(Flash影视等)相结合的教学方式让学生更加直观、深刻地掌握所学内容。

(2)课堂讲解和现场教学参观相结合

在教学改革中，根据加强实践教学，注重能力培养的基本原则，在课堂讲解的同时，充分利用现有教学仪器设备组织学生参观各种实验控制系统的演示，如足球机器人比赛系统，多阶倒立摆控制系统，智能机器人等实验装置。通过观摩各种控制实验，可帮助学生进一步形象化地理解“自动控制”的概念，了解“自动控制”的应用范围。

(3)课堂讲解与专题讲座相结合

在课堂重点讲解基本原理和概念的同时，开设大量的关于自动控制领域前沿和热点问题的系列讲座，让学生自主选择听取其中自己感兴趣的内容，开阔学生的视野，增大知识量，同时培养学生的学习兴趣。

(4)课内教学和课外专业思想讨论相结合

根据课内所学知识，让学生组成讨论组对某个专题展开讨论，同时以报告的形式上交讨论结果，从而提高学生的学习能动性。

(5)指定答疑和网上答疑相结合

建立网上答疑系统，学生可以在指定答疑以外的时间进行网上答疑，并且可以给授课教师提出听课意见和建议，从而可及时收到学生的反馈信息，进一步完善教学方法。

3．提高教师自身业务水平，创造条件使其将专业热点和前沿内容带进课堂

过分地拘泥于课本上的知识内容，必然跟不上学科的发展，也不能够站在学术的前沿。为了让学生了解最新的学术动态，尽量与世界的学术发展接轨，我们采用前半部分课程进行课堂基础知识讲解，在学生掌握了该领域的基础知识