工程教育專業(yè)認(rèn)證下先進(jìn)控制技術(shù)教學(xué)改革

李俊紅 楊奕 王娟

[摘 要] 先進(jìn)控制技術(shù)是工科院校本科自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。為了適應(yīng)國際工程教育專業(yè)認(rèn)證的要求，課程組進(jìn)行了一系列的教學(xué)設(shè)計(jì)，制定了課程支撐指標(biāo)點(diǎn)。設(shè)計(jì)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)操作提高了學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力。此外，課程組設(shè)計(jì)了課程的達(dá)成度計(jì)算辦法，并完成課程達(dá)成度的計(jì)算。

[關(guān)鍵詞] 先進(jìn)控制技術(shù);工程教育專業(yè)認(rèn)證;達(dá)成度

[基金項(xiàng)目] 2018年度南通大學(xué)教學(xué)研究課題（2018B41）;2018—2020年度中國交通教育研究教育科學(xué)研究課題（交教研1802-123）;2019年度江蘇省現(xiàn)代教育技術(shù)研究立項(xiàng)課題（2019-R-70465）

[作者簡介] 李俊紅（1980—），女，山東淄博人，工學(xué)博士，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，主要從事控制理論研究;楊 奕（1963—），女，江蘇南通人，工學(xué)碩士，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事自動(dòng)控制研究;王 娟（1978—），女，江蘇海門人，工學(xué)碩士，南通大學(xué)電氣工程學(xué)院副教授，主要從事自動(dòng)控制理論研究。

[中圖分類號(hào)] G642.0 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）36-0200-02 ? ?[收稿日期] 2010-12-06

一、引言

先進(jìn)控制技術(shù)是工科院校本科自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)選修課程[1]。先進(jìn)控制是控制理論發(fā)展的高級(jí)階段，通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握先進(jìn)控制的相關(guān)理論和技術(shù)，具備分析和設(shè)計(jì)先進(jìn)控制系統(tǒng)的初步能力。工程教育專業(yè)認(rèn)證是目前高校工程領(lǐng)域內(nèi)非常認(rèn)可的專門性認(rèn)證，通過該認(rèn)證能夠有效促進(jìn)高校人才培養(yǎng)模式的改革，有助于畢業(yè)生獲得通行國際的執(zhí)業(yè)資格[2-5]。

二、課程支撐指標(biāo)點(diǎn)設(shè)計(jì)

課程主要支撐的指標(biāo)點(diǎn)是使學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)，能推演和分析自動(dòng)化領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問題，并能對(duì)各種解決方案進(jìn)行比較與綜合、優(yōu)化與改進(jìn)。

課程的教學(xué)目標(biāo)是通過該課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握模糊控制器設(shè)計(jì)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)和算法，掌握先進(jìn)控制的相關(guān)理論和技術(shù)，具備分析和設(shè)計(jì)先進(jìn)控制系統(tǒng)的初步能力，能夠理解和正確運(yùn)用本課程的知識(shí)，對(duì)控制方案進(jìn)行比較與綜合、優(yōu)化與改進(jìn)，具備分析復(fù)雜工程問題的能力。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求

本課程的實(shí)驗(yàn)主要利用MATLAB軟件完成，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)以及學(xué)生的總體情況，課程組設(shè)計(jì)了兩個(gè)必修實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)一是模糊控制系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生在掌握模糊控制器的基本工作原理和設(shè)計(jì)方法的基礎(chǔ)上，熟悉模糊控制工具箱，能針對(duì)實(shí)際問題設(shè)計(jì)一個(gè)二維模糊控制器;能夠清晰地描述模糊控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)，并能對(duì)特定的控制需求比如系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性等性能指標(biāo)給出初步的方案設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)二是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)是讓學(xué)生掌握BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和基本的設(shè)計(jì)步驟。

這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)綜合考核了學(xué)生利用控制理論設(shè)計(jì)控制方案并進(jìn)行方案論證及選擇的能力，提高了學(xué)生綜合利用計(jì)算機(jī)知識(shí)解決工程問題的能力。

四、課程考核及課程達(dá)成度評(píng)價(jià)

1.課程考核方案。在課程考核方面，我們結(jié)合課程持續(xù)改進(jìn)的要求，更加重視學(xué)生的過程性考核的要求，包括作業(yè)、實(shí)驗(yàn)考核、課內(nèi)測(cè)驗(yàn)、期中考試等。課程組教師結(jié)合本校學(xué)生的總體情況，設(shè)計(jì)了該課程的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，如表1所示。

期末考試題型主要包括簡答題、畫圖并解答、計(jì)算題以及綜合題四部分，簡答題主要考查學(xué)生對(duì)控制理論基本概念的掌握情況，畫圖并解答考核學(xué)生對(duì)某些重要知識(shí)點(diǎn)的圖解及解答能力，計(jì)算題主要考查模糊計(jì)算、模糊邏輯推理等知識(shí)點(diǎn)的計(jì)算，綜合題考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)綜合解決復(fù)雜工程問題的能力。各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)考核內(nèi)容及分值如表2所示。

2.課程達(dá)成度評(píng)價(jià)。課程的達(dá)成度要以課程教學(xué)大綱為依據(jù)，由于先進(jìn)控制技術(shù)課程是一門考試課，我們綜合考慮了知識(shí)點(diǎn)的覆蓋面、試卷題量、試卷的難易程度及卷面對(duì)指標(biāo)點(diǎn)的支撐情況，達(dá)成度評(píng)價(jià)依據(jù)，如表3所示。

根據(jù)課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)依據(jù)，我們計(jì)算了14級(jí)的課程目標(biāo)達(dá)成度。從課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)達(dá)成情況看，大多數(shù)學(xué)生能夠掌握先進(jìn)控制的相關(guān)理論和技術(shù)，具備分析和設(shè)計(jì)先進(jìn)控制系統(tǒng)的初步能力，能夠?qū)刂品桨高M(jìn)行比較與綜合、優(yōu)化與改進(jìn)，具備分析復(fù)雜工程問題的能力。但個(gè)別同學(xué)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問題的能力還有待進(jìn)一步提高。

五、小結(jié)

通過上述教學(xué)實(shí)施效果來看，我們所做的這些改革切實(shí)提高了學(xué)生工程能力，提高了學(xué)生解決復(fù)雜問題的能力，教學(xué)質(zhì)量得到了提高。

參考文獻(xiàn)

[1]許鋒，羅雄麟.“先進(jìn)控制理論與技術(shù)”課程的教學(xué)實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（3）：36-37+47.

[2]李俊紅，王娟，劉羨飛.工程教育專業(yè)認(rèn)證下《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)改革研究[J].科教導(dǎo)刊，2017（31）：93-94.

[3]李智慧，張德賢.工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下《檢測(cè)與傳感技術(shù)》課程實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2015（42）：111-112.

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