關(guān)于“機械工程控制基礎(chǔ)”教學(xué)的幾點注記

賈貴西　常家東　王海霞　趙海軍

摘 要：“機械控制工程基礎(chǔ)”是機械工程類專業(yè)學(xué)生一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程的內(nèi)容抽象、理論性強。該文結(jié)合自身教學(xué)體會，提出了提高該課程教學(xué)質(zhì)量的幾點注記，對于提高教學(xué)效率和促進學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性有一定的參考作用。

關(guān)鍵詞：機械工程控制基礎(chǔ) 理論教學(xué) 實踐教學(xué) 應(yīng)用能力

中圖分類號：G642.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（b）-0124-01

“機械控制工程基礎(chǔ)”課程是機械工程類學(xué)生一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，是控制論與機械工程技術(shù)理論之間的邊緣學(xué)科，研究以機械工程技術(shù)為對象的控制論問題[1-2]。由于該課程所研究的問題具有普遍性、概括性，而使該課程涉及的知識面非常廣，理論性極強，且非常抽象，造成學(xué)生在學(xué)習(xí)該課程時感到“對所學(xué)內(nèi)容不易消化吸收—— 比較難學(xué)、且針對性不強—— 乏味”等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。這無疑最終使得相當(dāng)一部分學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性變差，產(chǎn)生厭學(xué)情緒，影響該課程的整體教學(xué)質(zhì)量，也導(dǎo)致這部分學(xué)生知識體系鏈出現(xiàn)斷鏈，制約其整體知識結(jié)構(gòu)的全面建立。為了使學(xué)生樹立起對這門課程的學(xué)習(xí)興趣，為后續(xù)課程提供理論基礎(chǔ)和設(shè)計分析方法，并為運用機械工程控制理分析和解決該領(lǐng)域?qū)嶋H問題奠定基礎(chǔ)，本人根據(jù)這門課的教學(xué)經(jīng)驗有以下幾點注記。

1 教學(xué)幾點注記

1.1 教學(xué)方法應(yīng)理論—實踐—再理論

本課程所討論的基本問題是在工程實踐的基礎(chǔ)上提升和抽象出來的內(nèi)容，是分析和設(shè)計控制系統(tǒng)的共性問題，而具有高度的概括性、理論性。為了使學(xué)生較好的掌握和領(lǐng)會該課程的本質(zhì)特性和其在研發(fā)前沿機械工程技術(shù)的重要性，首要的任務(wù)就是必須加強基本理論教學(xué)，這是這門課程的根。例如，對于“拉普拉斯變換的定義、性質(zhì)和定理”這部分內(nèi)容應(yīng)該詳細、重點的介紹，而不應(yīng)該一筆帶過。縱觀現(xiàn)在的教材，有相當(dāng)一部分把這部分內(nèi)容并入“數(shù)學(xué)模型”這一章節(jié)，顯然降低了該部分內(nèi)容在這門課程中基礎(chǔ)性和重要性。

在掌握一些基本理論的基礎(chǔ)上，也一定要與實際結(jié)合起來，才能顯示這門課的工程應(yīng)用價值。在教學(xué)中多舉一些機械工程應(yīng)用實例，并詳細地講解如何用“機械工程控制理論”指導(dǎo)機械工程領(lǐng)域設(shè)計問題，諸如由“機床—夾具—刀具”工藝系統(tǒng)設(shè)計時的控制論問題、由“輪胎—車架—車體”組成車輛懸掛系統(tǒng)設(shè)計時的控制論問題等。

在教學(xué)中，既注重課程的理論性，又加強與工程實際的聯(lián)系。這樣，既克服機械工程控制理論的抽象性，又堅定了該理論來源于實踐并再次指導(dǎo)實踐。使學(xué)生的學(xué)習(xí)目的明確，能調(diào)動學(xué)習(xí)性趣，從而很好地促進理論教學(xué)效果。

1.2 教學(xué)內(nèi)容應(yīng)提煉、重點應(yīng)突出

“機械工程控制基礎(chǔ)”的理論體系非常龐雜，在大綱要求有限的學(xué)時內(nèi)不可能講授完全部內(nèi)容；況且對高等教育本身的培養(yǎng)性質(zhì)來說，也不必把教材中的全部內(nèi)容都進行介紹。因此，在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用實際，仔細分析研究教學(xué)內(nèi)容，深刻理解教材的知識結(jié)構(gòu)體系，對教學(xué)面進行精心提煉。既要保證學(xué)生對該課程的發(fā)展現(xiàn)狀有全面的了解，又要保證教學(xué)中重點突出機械工程控制論特點。如：在教學(xué)中對于分析控制系統(tǒng)的性能特性時，應(yīng)詳細講述機械工程領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的時域分析法和頻域分析法，而對于根軌跡法就不予詳細講解。

該課程理論的普遍性、通用性等特性，造成該課程的一些基本概念、定義及定理等具有深刻的內(nèi)涵，如拉普拉斯變換的定義、傳遞函數(shù)的概念、頻率響應(yīng)的定義、系統(tǒng)的穩(wěn)定性概念等。因而，在教學(xué)中，應(yīng)注重強調(diào)對這些基本概念、定義、定理等的理解和應(yīng)用；對于他們的推演過程，應(yīng)適當(dāng)?shù)暮喕ㄖ灰蒲葸^程精確即可、不必追求推演的嚴(yán)密性[3]），其目的是幫助學(xué)生的理解、記憶及靈活應(yīng)用。

在教學(xué)中要分清主次，對于重點內(nèi)容要突出講、深入講，如：典型環(huán)節(jié)、二階振蕩環(huán)節(jié)、頻率特性、Bode圖、穩(wěn)定程度判斷等。只有這樣，才能使學(xué)生領(lǐng)會該課程的本質(zhì)，進而應(yīng)用該課程理論解決機械工程領(lǐng)域?qū)嶋H問題。

1.3 教學(xué)方式應(yīng)多樣化

對于教學(xué)方式應(yīng)當(dāng)多樣化，如：板書教學(xué)與多媒體結(jié)合、實踐實驗教學(xué)與仿真教學(xué)結(jié)合等。這樣可使抽象的概念具體化、形象化，激發(fā)和調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，提高教學(xué)質(zhì)量。

1.4 加強學(xué)生應(yīng)用能力培養(yǎng)

學(xué)習(xí)的最終目的是為了應(yīng)用，用理論去解決工程問題。在教學(xué)應(yīng)加強培養(yǎng)學(xué)生用機械工程控制理論解決實際工程問題的能力。

首先，在理論教學(xué)環(huán)節(jié)，加強控制理論與工程應(yīng)用的結(jié)合。在教學(xué)過程中，結(jié)合機械工程實例，使學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)明確，提高學(xué)生理論應(yīng)用實際意識。

其次，注重實驗實踐教學(xué)環(huán)節(jié)建設(shè)。課程應(yīng)設(shè)置一些諸如典型環(huán)節(jié)的模擬分析、時域和頻域的相應(yīng)實驗以及穩(wěn)態(tài)誤差的研究等驗證性實驗，也應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的設(shè)計性、創(chuàng)新性實驗，讓學(xué)生應(yīng)用控制工程理論解決機械工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題。

最后，著力培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用仿真軟件進行模擬分析應(yīng)用能力。通過應(yīng)用仿真軟件模擬分析真實的機械工程控制系統(tǒng)的性能特性，可以提高了學(xué)生綜合分析解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生科研能力，為他們后期的專業(yè)學(xué)習(xí)以及將來工作和深造打下堅實的基礎(chǔ)。

2 結(jié)語

“機械工程控制基礎(chǔ)”課程的教學(xué)目的是如何讓學(xué)生更好領(lǐng)會、掌握本課程的本質(zhì)內(nèi)容，并能靈活應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。那么，在教學(xué)中，要結(jié)合該課程實際特點，密切專業(yè)聯(lián)系，凝煉教學(xué)內(nèi)容，突出教學(xué)的重點，以提高教學(xué)質(zhì)量；培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，著力提高學(xué)生分析和解決問題的能力，加強培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力。

參考文獻

[1] 陳康寧.機械工程控制基礎(chǔ)修訂本[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2011：2-8.

[2] 楊叔子.機械工程控制基礎(chǔ)[M].5版.武漢：華中科技大學(xué)出版社，2005：7-8.

[3] 陳康寧.機械工程控制基礎(chǔ)修訂本[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2011：8.endprint