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关于提高“机械工程控制基础”课程教学质量的探讨

来源:www.timetimetime.net 时间:2019-11-05 编辑:阅读

“机械工程控制基础”课程是河南大学机械与动力工程学院的机械设计,制造与自动化,机电工程,测控技术与仪器,热能与动力工程以及车辆工程。技术(以下简称“研究所”)。专业基础必修课。该课程在这些专业知识系统中起着主导作用。它紧密地联系并应用了先修课程,例如高级数学,复杂功能和积分转换,电气和电子等,并为后续课程奠定了理论基础。本课程主要关注经典控制理论的概念,例如“系统”和“反馈”。研究问题具有普遍的工程实践价值,有利于机械专业学生树立“系统”和“反馈控制”思想。它为使用控制理论分析和解决实际工程问题奠定了基础。

“机械工程控制基础”以反馈控制理论为核心,突出了基本概念和方法,介绍了控制系统建模方法,并分析和设计了线性系统的时域,频域和根轨迹。因此,该课程理论性强,涉及数学,物理学,电工等方面的知识,较抽象,是一门具有一定深度和难度的课程。在大学生人数增加,学生素质参差不齐以及教学时间不断压缩的情况下,如何提高教学质量,加深对反馈控制理论的基本概念和方法的理解,并增强学生分析问题和系统解决问题的能力在所有教师面前都是一项艰巨的任务。

在这些年的教学和探索中,我们不断克服教学中遇到的问题,总结教训,提高教学质量。主要从教学内容,教学方法,实践环节和考核体系等方面改善教学环节,教学质量稳步提高,学生满意度越来越高。

一,提高教学内容

完善的教学内容是学生学习和理解轻松愉快的知识的主要原则。为了保证教学效果,对教材的选择和教学内容的安排进行了改进。

1。教材选择

教材是学生学习本课程的主要工具,是学生课前准备和课后复习的重要参考。因此,教材的优劣在一定程度上影响着学生的学习效果。根据各专业的不同特点,我们编制了适合各机械专业的通用教材。根据学生的不同基础,注重学生的接受能力和课堂质量,编写不同的教案,有针对性地讲解课程的核心内容。

当我在一所独立学院就读时,发现学生的数学基础薄弱,复杂的函数和积分变换不太牢固。因此,在解释系统的数学模型之前,首先对学生分别进行一阶微分方程的求解训练。然后,从概念到实例详细描述了“机械工程控制基础”中所用到的傅立叶变换和Laplace变换,使基础差的学生容易接受控制理论的基本知识。概念和知识。

2。教学内容安排

随着本科教学改革的不断深入,我校“机械工程控制基础”课程从最初的48小时缩短到32小时(包括4小时的实验课程)。在教学中,课时与讲课量之间存在着严重的冲突。这对教师的专业知识水平和教学水平提出了更高的要求。

为了解决课堂上突出的矛盾,我们逐步解决了师生双方的难题。积极拓展学生的课外学习和实践,安排一定量的课外练习和实践练习,敦促学生深刻理解课堂上讲授的概念和方法,通过课外作业进一步理解和加强学习。同时,在深入分析教材知识结构的基础上,教师把握教学重点和难点,有效实施重点教学。关键和困难的问题应从概念到示例,并进行少量分析和推论,详细说明每个细节和要求。讲座内容遵循从简单到复杂的基本规律,使学生的知识水平逐步提高和逐步提高。为了使教学内容更简单,将通过实例和问题与学生进行讨论,使学生成为学习的动力,提高学习的质量和效果。

在教学内容的组织上,逐步,逐步加深,强调对基本概念的理解和运用,减少了一些定理和公式的推导。在教学过程中,着重强调经典控制理论的主要内容,着眼于知识系统的完整性和工程问题的应用分析。该理论与现实有关。例如,将诸如电路系统和液压系统之类的模型分析引入课堂,以提高学生的灵活性。使用知识解决问题的能力。在课程中,解释和教授本课程中的MATLAB语言用法。让学生能够动手实现公式的推导,计算和模拟,从而提高学生的学习和成就感。

二,完善教学方法

改进教学方法是提高学生课堂教学效果的主要原则。改进教学方法主要包括改进教学方法,采用启发式,讨论式和激励式等新颖的教学方法。

1.改进教学方法

目前,主要的课堂教学方法有两种:黑板和电子讲义。

减少书写板的时间,提高课堂效率,使用多媒体教室进行教学,并引入计算机辅助教学工具,例如MATLAB。多年来,根据我们编写的教科书和教学计划,我们不断改进电子讲座。讲座涵盖了经典控制理论的所有内容,并丰富了课堂中的信息。充分发挥Powerpoint的演示功能,并在课堂上使用关键点和难点使用不同颜色和字体大小的字体和线条,以便学生及时掌握关键点和难点并紧跟课堂进度。为了简化课程中的系统框图,奈奎斯特图,伯德图等的绘制,使用Powerpoint的动画功能和MATLAB软件协助整个电子讲座“直播”,丰富了课堂内容,不仅仅是灌输知识。

每张幻灯片的布局应清晰,整洁,标准化,并使用图片和动画完善文字。让学生直接观察复杂的时域响应曲线,频率响应曲线和奈奎斯特曲线,以加深对概念的理解和掌握。在解释一些公式推导和练习时,在Powerpoint不方便阐述的情况下,它使用黑板的手写推导和计算来提高解释的效率。学生也可以方便地跟随老师的思想并深刻理解这些困难的知识点。例如,当在频率特征量中解释系统的截止频率的概念时,结合图形和计算公式,指出振幅频率特性的频率被零频率降低。幅度乘以3 dB,即系统对应的零频率幅度为0.707倍。频率值,使学生可以深入了解3dB的零频率幅度和零频率幅度的0.707倍之间的关系。

2.采用新颖的教学方法

教师的专业水平和知识结构是所有教学活动的核心。在教学活动中,仅仅拥有知识是不够的。还必须具有一些传授知识的技能。大多数教师的知识水平已经达到教学要求。相对缺乏的是对某些教学方法和技术的灵活控制,尤其是对于刚加入教学团队的博士生而言。为了提高教学效果,应采取新颖的教学方法来防止灌输老套的教学模式,这主要体现在以下几个方面。

(1)提高引进质量。简介几乎是所有课程的第一课。有必要使第一堂课更好,以便学生对学习课程本身有强烈的兴趣和动力。在介绍《机械工程控制基础》时,除了介绍该课程的性质和主要内容外,还讲授了控制理论的发展历史,控制理论在世界文明中的作用以及一系列内容。控制领域的国内外科学家。科学的贡献,让学生全面掌握控制理论,然后介绍当今控制理论的应用领域,例如柔性制造,太空探索机器人,飞机控制等,鼓励学生学习教科书中经典的控制理论部分。在将来。有兴趣学习更多有关现代控制理论和随机控制的知识。

(2)采用启发式和基于讨论的教学方法。启发式和讨论式都是交互式教学方法。他们可以启发学生思考,介绍由教师讲授的课堂要点和难点,让学生参与问题的讨论并表达自己的观点,形成师生互动。课堂气氛增强了学生的学习主动性和课堂质量。对于启发式和以讨论为导向的讲座,教师必须认真准备一系列相互关联并在不同层次上得到推广的问题。提出问题时,教师应及时控制教室的学习氛围。对于回答问题的学生,他们应该给予一定的鼓励。对于回答错误的学生,应及时予以纠正。整合师生思想,引导学生创造性思维。

(3)采用激励教学法。激励性教学对学生来说是一个难题或难题。一旦学生被克服,他们将给予一定的语言奖励和奖励,以提高他们在课程中的成就感。例如,在教授系统的时域分析时,让学生编写自己的程序来计算系统的时域分析的特征量,并绘制特定系统的时域分析响应曲线。对于那些认真完成家庭作业的人,他们将在期末成绩中给予一定的加分。

第三,加强实践环节

过去,建立积分放大电路用于控制系统仿真的实验模式已经过时,并且已经使用诸如MATLAB和LabVIEW等计算机辅助教学软件进行实验。

MATLAB控制系统的仿真实验具有建模方法简单有效,参数调整方便,仿真结果即时的优点。与传统的搭建硬件电路的实验模式相比,节省了硬件调试时间,使学生可以在每人一台计算机上执行控制系统仿真操作,从而提高了每个学生的分析问题和动手操作能力,并确保学生的课程。参与实验的程度。 MATLAB仿真实验的内容安排与理论教学相呼应,通过实验使学生对本课程的基本概念和方法有了更深入的了解。

随着测试技术的发展,虚拟仪器逐渐取代了传统的测试仪器。使用LabVIEW软件及其仿真工具包,我们编写VI程序以实现每个典型链路(例如一阶系统和二阶振荡系统)的时域响应,并编写系统的频率响应程序以绘制系统。在正弦信号下。奈奎斯特图和伯德图依次分析系统的稳定性和稳定性裕度。

通过MATLAB和LabVIEW等实验软件,增强了学生使用计算机解决工程问题的实践能力,对课堂理论知识的理解也起到了乘数的作用。

第四,完善考核制度

要不断完善考核体系,注重平时考核和实际考核,实行多元化考核制度。学生的平均成绩结构为:课堂成绩10%,作业成绩10%,实验成绩20%,期末成绩60%。通过这样的设置,学生开始关注课程学习的过程,让学生学好每一章,并及时做练习。扩大实验环节任务,注重学生实践能力的培养,减少学生进行实验教学的心理倾向。课程结束时,鼓励学生积极评价课程教学,反馈教学效果。

坚持考教分离的教学评价模式。根据学生的不同层次,组织教师编制不同难度的试题,建立相应的试题库。此外,他们还尝试独立编写新试题,加入试题库,以保证课程评估的质量。

阅卷后,对教学效果进行测量,总结考试的总体情况,编写试卷分析报告,为今后的教学改进提供参考。同时,要开展学生对课程的综合评价。让学生对教师的教学效果和质量进行评价,使大批受学生欢迎的一线教师脱颖而出,为提高学校整体教学质量创造良好的教学氛围。

五、总结

《机械工程控制基础》课程教学改革,在我院五个专业的教学内容、教学方法、实践环节和考核体系四个方面进行了初步尝试。取得了良好的教学效果:学生的日常学习兴趣和学习积极性越来越强;实践环节不断完善;学生电脑水平不断提高。程序编制和动手能力逐步增强;考核体系不断完善,学生考核更加合理,教师教学质量和水平稳步提高。

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