現代控制理論課程教學改革的探討

【摘要】現代控制理論是一門理論課程，其內容復雜難學，而且知識含量大。傳統的教學方式單一。本文根據在教學中存在的問題，進行教學方法的改革及研討。在教學方式上將傳統的教學方法進行改革，將現代化的多媒體教學應用其中，增強學生的學習興趣。將matlab應用其中，使學生能夠將現代控制理論的理論知識與實際相結合，體現其實用性。通過改革提高課堂教學效率，改革考核方式，建立和諧的課堂教學氛圍。

【關鍵詞】現代控制理論多媒體教學改革matlab

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）06-0021-02

1.現代控制理論教學現狀

現代控制理論是自動化、電氣專業本科學生的專業基礎課程，該課程是自動控制原理的后續課程，也是碩士研究生線性系統理論、最優控制理論等學位課程的基礎。因此，在教學中應該提高學生對現代控制理論重要性的認識，使其對這門課程感興趣，真正為將來的再學習或工作打下良好的基礎。現代控制理論在電氣專業本科教學大綱中規定是一門選修課，課堂教學為32學時，該課程包含線性系統狀態空間方法和李雅普諾夫判據兩部分。從課程來說，內容較多，課時較少。為了適應人才素質教育培養的要求，有必要對現有的課程進行有效的教學改革，探索新的教學模式及教學方法，注重對學生創新能力和綜合素質的培養。

2.課程教學方法的改革

2.1.教學內容的改革

對于電氣工程及其自動化專業的學生來說，主要是掌握狀態空間的表達式，線性控制系統的可觀性及可控性，利用亞普諾夫的穩定性判據。因為課時少，內容多，需要依據大綱選出重點內容，重點講授基本概念、基本原理和基本方法，重要知識點。在現代控制理論中，有很多需要數學的證明，而且都和線性代數有關，特別是矩陣方面的，這無疑增加學生學習的難度，降低學生學習現代控制理論的興趣和積極性。

2.2.教學方法的改革

教學方法是課程改革的重頭戲。教學過程是師生交往、共同發展的互動過程。現代科學技術的發展，要求培養的學生不是單純的繼承型、守業型人才，而是具有獨立思考、善于進取，有豐富創造思維能力，能適應新形勢發展需要的開拓型人才。為了在較短的學時內讓學生獲取到豐富的知識，作為教師一份十分重要的任務，就是大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，充分利用現代信息技術，改革課程教學方法和教學手段，適應教育發展的新時代要求。

現代控制理論是一門理論性比較強的課程，它的內容比較抽象，難以理解，其內容中包含大量的復雜的公式和證明。傳統的授課方式就是“教師+粉筆+黑板”的教學方式。這樣花的時間多，而且學生不易產生興趣。隨著計算機及通信技術的發展和應用，電子課件、投影儀的使用、運用多媒體教學大大改善了教學方式的單一性。在課堂教學中采用電子教案與黑板結合的方式，教師邊操作邊講解，根據學生的學習進度進行交互式教學，不斷向學生提出問題，引導學生思考，使其提出自己的設想和看法，然后由教師加以總結和理論上的提高。這樣既克服了教師課堂教學條件的局限性，又可以借助多媒體課件形象，將學生帶入一個形象、具體的環境，使教學的概念實體化，有利于教學內容的理解和掌握，很大程度上彌補了傳統教學在直觀性和動感性方面的不足，調動了學生學習的積極性；同時，采用多媒體課件，增加了教學信息量，解決了因學時少帶來的教學內容不足的問題。

另一方面可以借助matlab仿真軟件增加真實感。matlab是美國Math works公司開發的新一代科學計算軟件，是一套高性能的數值計算和可視化軟件，廣泛應用于計算機輔助分析設計、仿真、數據處理等領域，是當今國際上公認的在科技領域方面最為優秀的應用軟件和開發環境。使用matlab語言工具進行現代控制理論的計算與仿真是最佳的。在課堂上可以通過多媒體適當地插入有matlab編程實現一個實際系統的數學模型的表示、能控性、能觀性和穩定性的判別。同時采用matlab軟件可以很方便的求解高階系統的狀態轉移陣、特征值、特征向量等。通過仿真教學輔助方式，使學生從matlab運算的結果更形象地理解和掌握現代控制理論分析系統的方法，激發學生的學習興趣，主動地接受相關知識，從而提高教學效率，改善教學效果。

3.考核方法

作為選修課的考核方法主要是學生的出勤率。作為一名教師，不僅是給學生傳授知識，也應該關心學生的生活。需要和學生建立一種和諧的師生關系，讓學生喜歡上你的課，而不是通過考查出勤率讓學生被動來上課，即使學生在課堂上，也沒有聽課的興趣。針對選修課教師應該用多種多樣的考查方式。在教學過程中，應將課堂提問、小測驗、實驗、出勤，結合起來作為平時成績，并將此成績按照一定的比例記入總評成績。最后要有一個小型的結課考試，反映一下學生對于知識的掌握情況。作為學生的期末考試成績。對于考核方式，在給學生的第一堂課就要申明清楚。對于平時缺課的同學及時找其談話，對其進行教育。這樣我們不僅能夠讓學生學到科學的知識，更能感受到學校大家庭的溫暖。這樣的考核辦法更能體現公正公平。

4.結束語

為了能適應現代教育發展的需要，現代控制理論課程必須與時代俱進，不斷改革教學方法與手段。多媒體課件及MATLAB語言都能生動形象的吸引學生的注意力，極大地調動學生學習自動控制理論的積極性，進一步得提高教師教學質量。學生不僅掌握一門課程，也掌握了一門重要的開發語言，和一個應用軟件，為后繼專業課程的學習和將來的工作打下了堅實的基礎。

參考文獻：

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