運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)課程群建設(shè)與優(yōu)化

摘要：課程是高校實(shí)施教育的核心，課程建設(shè)是高校為實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)進(jìn)行的重要工作。運(yùn)動(dòng)控制課程群建設(shè)是高校自動(dòng)化及電氣工程專業(yè)教學(xué)研究新的重點(diǎn)。但由于課程群建設(shè)缺少系統(tǒng)的理論指導(dǎo)，在課程群建設(shè)和評(píng)估等方面存在著很大的盲目性。主要探討運(yùn)動(dòng)控制方向的課程建設(shè)規(guī)律，提出了運(yùn)動(dòng)控制課程群建設(shè)和優(yōu)化的基本思路和措施，對(duì)有效借推進(jìn)課程體系建設(shè)等具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)控制；課程群；教學(xué)方法：評(píng)價(jià)體系

作者簡(jiǎn)介：陳嵐萍（1974-），女，四川內(nèi)江人，常州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，副教授；馬正華（1962-），男，江蘇昆山人，常州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院，教授。（江蘇 常州 213164）

基金項(xiàng)目：本文系江蘇省科技計(jì)劃立項(xiàng)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：BY2011125）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）19-0112-01

“課程群”是指針對(duì)某類專業(yè)人才培養(yǎng)，課程體系中具有某種性質(zhì)或擔(dān)負(fù)類似功能幾門課程的小集群，將這些具有相關(guān)性的課程組合在一起進(jìn)行整合優(yōu)化，刪除重復(fù)過時(shí)內(nèi)容，增加適應(yīng)社會(huì)發(fā)展可提高素質(zhì)培養(yǎng)的新內(nèi)容，以提高教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)課程建設(shè)的規(guī)模效益。為了實(shí)現(xiàn)課程體系結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，需要制定結(jié)構(gòu)優(yōu)化的目標(biāo)體系，建立綜合評(píng)價(jià)的數(shù)學(xué)模型，從多個(gè)備選方案的相互比較中做出科學(xué)抉擇。

一、課程群的特色與教學(xué)目標(biāo)

課程群建設(shè)是基于系統(tǒng)角度，根據(jù)學(xué)科發(fā)展和人才培養(yǎng)的規(guī)律進(jìn)行建設(shè)的，有了課程群的概念，就可以按“課程體系→課程群→主干課程”遞階控制的方式，分三個(gè)層次來(lái)組織并優(yōu)化運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)的課程體系。傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)課程設(shè)置缺乏對(duì)運(yùn)動(dòng)控制理論與現(xiàn)代信息技術(shù)關(guān)系的系統(tǒng)性研究，在調(diào)整及規(guī)劃新的專業(yè)課程體系時(shí)，采取如下策略：一是對(duì)需要保留的原有課程，從新的要求出發(fā)進(jìn)行課程交叉，內(nèi)容重組，體現(xiàn)學(xué)科的繼承性；二是加強(qiáng)系統(tǒng)科學(xué)、可持續(xù)發(fā)展等新興課程，體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制學(xué)科發(fā)展的新動(dòng)向；三是重視能力培養(yǎng)和素質(zhì)提高，加強(qiáng)實(shí)踐、實(shí)習(xí)課的教學(xué)。

課程體系改革的核心問題是優(yōu)化課程體系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以培養(yǎng)運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力為根本，就需要有針對(duì)性、循序漸進(jìn)地圍繞運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)課程群的相關(guān)課程進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革研究。

專業(yè)的課程體系應(yīng)是一個(gè)開放性的知識(shí)技術(shù)系統(tǒng)，以往的課程體系規(guī)劃多具有盲目性，各門課程之間彼此孤立，缺乏有效聯(lián)系，獨(dú)立性、創(chuàng)新性的實(shí)踐環(huán)節(jié)偏少，由于對(duì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展缺乏深入分析，致使教學(xué)內(nèi)容陳舊，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求了解不夠，造成教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)需求脫節(jié)，培養(yǎng)的學(xué)生不適合社會(huì)需要。

二、課程群教學(xué)體系改革與優(yōu)化

課程體系的改革及優(yōu)化是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要分析課程體系內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，即專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)理論課、專業(yè)技能課或課程群之間的相互關(guān)系，科學(xué)組織各課程的教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)分配。在此基礎(chǔ)上建立與社會(huì)需求、科技發(fā)展相適應(yīng)的，功能最優(yōu)、結(jié)構(gòu)合理、內(nèi)容完整的課程體系。

一是將MATIAB語(yǔ)言融合到后續(xù)的專業(yè)課程“控制系統(tǒng)仿真”、“自動(dòng)控制原理”和“運(yùn)動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)”中，不再單獨(dú)開課，結(jié)合專業(yè)課講，學(xué)生能學(xué)以致用。因?yàn)镸ATLAB語(yǔ)言是一個(gè)高效的數(shù)學(xué)分析與運(yùn)算軟件，可用作動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模與仿真，且能非常簡(jiǎn)易、形象地驗(yàn)證自動(dòng)控制理論和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，便于學(xué)生對(duì)深?yuàn)W的控制理論的學(xué)習(xí)與掌握。

二是將運(yùn)動(dòng)控制課程群的三門核心課程“電機(jī)與拖動(dòng)”、“DSP電機(jī)控制”以及“運(yùn)動(dòng)控制”進(jìn)行無(wú)縫銜接，將知識(shí)整合，專業(yè)課程設(shè)計(jì)中要求學(xué)生開發(fā)一個(gè)實(shí)際的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，既包括硬件電路設(shè)計(jì)，又含有DSP的軟件編程工作，可反映學(xué)生使用MATLAB以及電路設(shè)計(jì)軟件PROTEI的熟練程度以及靈活運(yùn)用能力，提高學(xué)生分析以及解決問題的能力。

三是將“現(xiàn)代控制理論”中的離散部分及“信號(hào)與系統(tǒng)”轉(zhuǎn)移到后續(xù)的“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”課中，既壓縮了枯燥難懂的理論部分，又利于通過相對(duì)容易的編程學(xué)習(xí)來(lái)掌握現(xiàn)代控制方法及信號(hào)分析。

四是為了提高學(xué)生的科研興趣、增強(qiáng)科研能力，取消應(yīng)用性較強(qiáng)的“微機(jī)原理與應(yīng)用”、“計(jì)算機(jī)控制技術(shù)”、“PLC與電氣控制”等課程傳統(tǒng)的期末考試，取而代之的是課程設(shè)計(jì)，將學(xué)生分成3～5人一組，每組給予不同的設(shè)計(jì)題目，讓學(xué)生自行查閱文獻(xiàn)、分工協(xié)作、集中討論，在教師指導(dǎo)下完成項(xiàng)目，同時(shí)撰寫科研報(bào)告，并通過分組答辯評(píng)定成績(jī)。

三、課程群教學(xué)改革與研究

課程群體系由“專業(yè)型向綜合性轉(zhuǎn)變”，形成工程導(dǎo)向的一體化課程體系。圍繞工程素質(zhì)、工程科學(xué)、工程實(shí)踐一體化設(shè)計(jì)專業(yè)課程體系，促進(jìn)課程之間的相互聯(lián)系和相互支持，從原先相對(duì)單一的專業(yè)課程逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐怨こ虒I(yè)課程和工程實(shí)踐課程為主體、自然科學(xué)課程為基礎(chǔ)、人文社科課程為補(bǔ)充的課程體系。在課程體系中加大工程實(shí)踐課程比例，強(qiáng)調(diào)以理論指導(dǎo)實(shí)踐、在實(shí)踐中檢驗(yàn)理論并強(qiáng)化其應(yīng)用和創(chuàng)新的螺旋式上升的學(xué)習(xí)過程。課程群體系的構(gòu)建考慮“服務(wù)地方行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)全面轉(zhuǎn)型升級(jí)”對(duì)工程人才的需求。

面向?qū)嶋H應(yīng)用制定教學(xué)計(jì)劃，以本專業(yè)教學(xué)大綱和教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)進(jìn)行合乎實(shí)際的課程教學(xué)大綱修訂。根據(jù)重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注工程問題、重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的教學(xué)思想，探索和研究適應(yīng)本專業(yè)培養(yǎng)要求的教學(xué)方法、考核方法改革。

1.探究性教學(xué)方法

在專業(yè)基礎(chǔ)課、實(shí)驗(yàn)課中重點(diǎn)探索研究性教學(xué)方法改革，

如：PLC與電氣控制，將教師的研究成果和研究思維融入教學(xué)，通過課題研究帶動(dòng)教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生探究精神、科學(xué)思維方法，為大學(xué)生到企業(yè)接受實(shí)踐教育打好基礎(chǔ)。

2.項(xiàng)目式教學(xué)方法

運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)方向設(shè)置貫穿四年的工程實(shí)踐項(xiàng)目，使學(xué)生系統(tǒng)得到構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的整體訓(xùn)練。借助校內(nèi)外的學(xué)科競(jìng)賽和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動(dòng)，如：全國(guó)、江蘇省的機(jī)器人大賽、智能小車大賽及仿真大賽，使學(xué)生在創(chuàng)新能力方面得到有效鍛煉，參與教師科研和企業(yè)工程師團(tuán)隊(duì)的工程問題處理，結(jié)合科研項(xiàng)目、企業(yè)實(shí)際問題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。

3.改變考核評(píng)價(jià)方式

在考核評(píng)價(jià)方面，改變重理論考試、輕實(shí)踐環(huán)節(jié)考核的考核方式，專業(yè)根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)提出新的能力要求，提高對(duì)工程實(shí)踐能力的要求，加大平時(shí)成績(jī)所占比例，增加小測(cè)驗(yàn)、小論文、報(bào)告、講演等環(huán)節(jié)，從考核“學(xué)習(xí)成績(jī)”向評(píng)價(jià)“學(xué)習(xí)成效”轉(zhuǎn)變，引導(dǎo)學(xué)生從注重“考試結(jié)果”向注重“學(xué)習(xí)過程”轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力、研究能力和工程實(shí)踐能力。

四、課程群結(jié)構(gòu)優(yōu)化的指標(biāo)及評(píng)價(jià)體系

課程群是一個(gè)由眾多課程組成的知識(shí)、技術(shù)系統(tǒng)，通過專家咨詢、層次分析、綜合評(píng)價(jià)方法是進(jìn)行這類系統(tǒng)研制優(yōu)化的可行方法。本著此原則，對(duì)運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)所應(yīng)開設(shè)的專業(yè)課程以及各課程重要性進(jìn)行調(diào)查咨詢，然后采用系統(tǒng)方法確定各課程的權(quán)重。課程群結(jié)構(gòu)優(yōu)化評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系是一個(gè)多層次、多目標(biāo)的指標(biāo)體系，進(jìn)行權(quán)重分配時(shí)，由于各指標(biāo)之間是不等權(quán)的，每類目標(biāo)又包括2-4個(gè)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則。權(quán)重分配考慮科學(xué)性，可采用層次分析法計(jì)算得出，同時(shí)咨詢專家意見，通過這兩種方法比較來(lái)確定。依據(jù)以下權(quán)重分配原則計(jì)算運(yùn)動(dòng)控制課程群的各專業(yè)課程權(quán)重系數(shù)，為課程群體系優(yōu)化及學(xué)時(shí)分配提供理論支持。

（1）強(qiáng)化基礎(chǔ)，權(quán)重系數(shù)0.15，包括三方面：基礎(chǔ)知識(shí)的完整性0.4，基礎(chǔ)理論的完整性0.4，基礎(chǔ)技能的完整性0.2。

（2）加強(qiáng)技能，權(quán)重系數(shù)0.2，包括三方面：信息技術(shù)應(yīng)用技能0.4，系統(tǒng)控制方案設(shè)計(jì)技能 0.4，檢測(cè)數(shù)據(jù)分析技能0.2。

（3）結(jié)構(gòu)合理，權(quán)重系數(shù)0.15，包括兩方面：理論與實(shí)踐結(jié)合0.5，知識(shí)與技術(shù)結(jié)合0.3。

（4）增強(qiáng)應(yīng)用，權(quán)重系數(shù)0.15，包括三方面：社會(huì)發(fā)展適應(yīng)性0.3，經(jīng)濟(jì)發(fā)展適應(yīng)性0.3，學(xué)科發(fā)展適應(yīng)性0.4。

（5）拓寬專業(yè)，權(quán)重系數(shù)0.2，包括三方面：專業(yè)技能寬度0.3，專業(yè)理論廣度0.3，專業(yè)知識(shí)寬度0.4。

（6）順應(yīng)發(fā)展，權(quán)重系數(shù)0.15，包括三方面：新技術(shù)的吸收程度0.2，新理論的吸收程度0.4，新知識(shí)的吸收程度0.4。

由于目標(biāo)體系及評(píng)價(jià)準(zhǔn)則均為模糊概念，各學(xué)校各專業(yè)的培養(yǎng)方案及專業(yè)規(guī)格互不相同，所涉及的專業(yè)課程及課程群也不相同，具體的量的尋找比較困難，考慮通過建立在模糊集合基礎(chǔ)上的加權(quán)疊加模型來(lái)實(shí)現(xiàn)課程體系的綜合評(píng)價(jià)。如課程體系反映學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀，可采用專家打分方法，經(jīng)統(tǒng)計(jì)平均可得單一因子滿足程度評(píng)價(jià)值，然后通過單一因子權(quán)重×滿足程度評(píng)價(jià)值=課程體系的綜合評(píng)價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]曾慶軍，徐紹芬，韋中利.自動(dòng)化專業(yè)控制類課程群實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2006，（5）：632-634.

[2]郭必裕.課程群建設(shè)與課程體系建設(shè)的對(duì)比分析[J].現(xiàn)代教育科學(xué)，2005，（4）：114-115.

[3]艾矯燕，韋善革.自動(dòng)化專業(yè)信息類課程群教學(xué)改革與實(shí)踐[J].理工高教研究，2009，28（3）：132-134.

（責(zé)任編輯：劉輝）