论文部分内容阅读
摘要：少数民族地区学生早期对控制类这些课程不论是理论认知还是实验技能，都是相对比较薄弱和欠缺。若按照常规高校的教学方法进行教学，势必提不起学生的兴趣，从而造成厌学。作者经过几年的教学摸索和学生反馈信息分析，采用教学-研讨-实践-课程设计相结合的方式可以解决这一问题，而且在这近年来所取得效果很明显。
关键词：少数民族、电气信息类、教学方法、教学质量
Abstract： These students in the minority areas early could be weak and lack of both experimental and theoretical cognitive skills for control classes. They would be not interested in these classes and even bored of the classes if the conventional teaching methods could continue on them. After several years of teaching and research and these feedback information from those students， this author explores one method， teaching-research- practice-a combination of courses designed to solve this problem， and the results achieved is obvious in recent years.
Keywords： Minority， electrical and information， teaching method， teaching quality.
控制类课程，如自动控制原理、计算机控制技术和过程控制及仪表，是针对我校自动化专业和电气及自动化工程两个专业而开设理论性和工程实验性很强的学科必修课，在航天航空、军事、工农业等领域有着非常重要的地位和广泛的应用，关于控制类课程的教学研究也引起了教学工作者们的探索和研究[1-5 ]。当然，每个学校的生源不同、硬件设施情况，其教学方法也是各异。 本类课程重点培养学生如何从一个指定任务中提取要解决的问题，运用自动控制理论知识去解决问题和设计与实现一个控制系统。但是，对于一个少数民族院校的学生来讲，由于他们本身的對这些概念和知识接触较晚，前面所涉及到的基础学科知识是要求他们在将近两年的时间内去完成，是存在很大的难度。因此，传统的教学模式—教师讲解+实验是不可行的。
本文将针对我校学生的特点和传统教学存在的问题及控制类课程的特点， 从理论教学、课后作业、实践教学、考核与评价和研讨及课程设计五个方面探讨控制类课程教学措施及思路，目的在于调动学生学习的积极性、培养学生动手实践和创新能力。
一、问题的存在与分析
1、民族院校学生的构成及特点
以我校西南民族大学为例，该校学生涉及到56个民族，其中少数民族学生大约占60%以上。在我院的自动化和电气及自动化工程两个专业中，少数民族的学生约占50%，其中来自偏远地区的少数民族学生占35%，如藏族、彝族、纳西族等。对于偏远山区来说，教学的硬件和软件条件都是比较欠缺的。另外，语言障碍也是少数民族地区学生的特点，以新疆维吾尔族学生尤为严重。
2、传统教学与少数民 族学生特性之间的不适应性
对于控制类课程来说，传统教学主要是教师讲解为主，辅以作业练习。这种教学模式的缺陷是，任课老师按照大纲计划上课，当然内容是针对80%学生能及格而设计，没有兼顾到少数继续深造的学生。而设计的课后作业练习，学生确实“认真”完成，而且完成的质量非常高。但是最后期末考试，发现很多学生卷面成绩非常不理想。作者经过调查，找到了原因：其一，该课涉及到的相关知识遗忘甚至不会；其二，个别学生在汉语方面存在障碍，老师必须放慢速度才能听得懂（这样会影响教学进度）；其三：学生本身举一反三的能力缺乏，好像停留在高中以前，完全处于被动接受知识。因此，学生只有通过互联网搜索该教材课后作业配套的答案，从而完成作业应付交差。这样教学模式与学生之间完全脱节，使得学生无法适应。
3、控制类课程的特点
根据笔者所承担的自动控制、计算机控制技术和过程控制三门课程来分析，自动控制原理是自动化与电气及自动化工程专业的专业基础课，涉及到的学科知识非常丰富，如高等数学、工程数学（复变函数、积分变换等）大学物理、信号与系统、电路分析、电机拖动等。计算机控制技术和过程控制涉及到自动控制原理、微机原理及接口技术、传感器及检测技术、数字信号处理、PLC控制技术、电机控制、单片机原理与接口技术、现场总线测控等。该类课程明显地具有理论知识、技术应用和工程实践的特征。若只靠课程讲解和实验箱实验，则学生所学到的理论知识和技术是无法得到熟悉，更别说掌握的境界。这是作者作为一名学生时的体会，也是现在作者的学生们的体会和心声。
二、新教学方法探讨与实践
根据上述的三面的问题和特点，作者在该校从教第二学期开始在控制类课程实施新的教学方法：理论教学-课后习题-实践教学-研讨及课程设计。
1、理论教学
根据我校学生特点，同时兼顾到个别继续深造的情况，仍按统一的教学计划进行，对某些知识点进行深入和拓展。比如，根轨迹部分，根据教学计划是没有用根轨迹分析系统性能的内容教学计划，但是对于考研的同学来说，分析问题能力必须要具备，因此，进行了深入讲解；根据根轨迹的在某个根轨迹增益处以某个频率持续振荡获取其传递函数，这个知识点必须要进行拓展。 2、课后习题练习
控制类的课程不同于其它理论课程，每堂课下必须要复习，才能掌握所学知识，才能进入到下一个知识点的学习，否则会无法听懂和理解新知识。为了督促学生课后复习，和避免通过网络完成作业。作者都是自行出题，并专门留出一节课让学生自己上讲台讲作业。从而保证学生能自觉主动学习。
3、实践教学
实践教学是理论性非常强的课程必备的环节。目前，实验室的试验箱能完成自动控制原理的实验内容包括，各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线，及典型习题的时域响应和稳定性分析等。计算机控制的实验内容，如A/D和D/A数据转换、步进电机和施密特预估器等。试验箱可以帮助学生理解基本的理论知识。但是，据学生反映，整个实验过程是根据实验讲义进行连线，相对较为程式化，无法转换为应用。因此，鉴于这样的问题，作者在教学中增加研讨和课程设计。
4、考核与评价
对于我校的工科学生，考核方式为闭卷笔试和平时考勤两部分，期末笔试占总成绩的70%，平时考勤占总成绩的30%。由于这种考核方式是针对传统教学模式。对于作者提出的教学模式，采用50-40-10计分制，50%是期末笔试的比重，40%是研讨和课程设计的考核比重，10%是平时出勤率的比重。通过该计分制可以看出，该教学方法重在培养学生的知识运用和创新的能力。
该方法可以避免学生临终靠背答案的方式突击考试，避免出现少数民族学生因基础较薄弱而低分的情况，同时也避免了因对专业不感兴趣而挂科、重修、留级等状况。
三、结论
该方法笔者已经尝试了四年，通过学生自身的反馈信息和笔试成绩，以及毕业设计环节来看，有以下的发现：
1）学生学习的主动性和积极性提高，现在他们在实验室做项目和课题的时间增多，课堂课后提问的学生逐渐增多，参加各种竞赛的人数也相应增多；
2）出勤率高，课堂上学生听课人数与开学第一次的人数保持一致，不需要点名去刺激上课出勤率；
3）期末通过率高，偶尔只有一两个学生参加补考；
4）同学之间互相帮助和交流情况良好，
其实，大学的教学重在传授学生“渔”的技巧和技能，而不是在于他们获得了多少“鱼”。
参考文献
[1] 郑征，陶慧，自动化专业教学质量监控系构建策略及实施新探，中国电力教育，2013年第2期，pp：104 – 105.
[2]彭滔，自动控制原理课程教学改革探讨，中国电力教育，2014年第21期，pp：16 – 17.
[3] 自动化特色专业控制类专业课程改革探讨，中国电力教育，2011年13期，pp：58 – 60.
[4] 高佩霞，郑新，袁冬莉，《自动控制原理》课程实验教学改革与实践，高校实验室工作研究（季刊），1996年第1期，pp：21 – 22.
[5] 罗健旭，顾幸生，刘漫丹等，过程控制过程课程教学的创新与改革，化工高等教育，2012年第2期，pp：19 - 23.
作者简介：
（1）罗翠华（1977.09 --）：女，38岁，汉族，籍贯四川阆中，西南民族大学电气信息工程学院教师
（2）黃勤珍（1965.10 --）：女，50岁，汉族，籍贯福建，西南民族大学电气信息工程学院院长
（3）彭安金（1967.09--）：男，48岁，汉族，籍贯四川雅安，西南民族大学电气信息工程学院教师
（4）汪华章（1976.01--）：男，39岁，汉族，籍贯湖北，西南民族大学电气信息工程学院教师
（5）蒋玉莲（1977.11 --）：女，38岁，汉族，籍贯重庆，西南民族大学电气信息工程学院教师
（6）陈昊（1985.01 --）：男，30岁，汉族，籍贯合肥，西南民族大学电气信息工程学院教师
（7）马波（1969.10 --）：男，46岁，汉族，籍贯四川凉山，西南民族大学电气信息工程学院教师
关键词：少数民族、电气信息类、教学方法、教学质量
Abstract： These students in the minority areas early could be weak and lack of both experimental and theoretical cognitive skills for control classes. They would be not interested in these classes and even bored of the classes if the conventional teaching methods could continue on them. After several years of teaching and research and these feedback information from those students， this author explores one method， teaching-research- practice-a combination of courses designed to solve this problem， and the results achieved is obvious in recent years.
Keywords： Minority， electrical and information， teaching method， teaching quality.
控制类课程，如自动控制原理、计算机控制技术和过程控制及仪表，是针对我校自动化专业和电气及自动化工程两个专业而开设理论性和工程实验性很强的学科必修课，在航天航空、军事、工农业等领域有着非常重要的地位和广泛的应用，关于控制类课程的教学研究也引起了教学工作者们的探索和研究[1-5 ]。当然，每个学校的生源不同、硬件设施情况，其教学方法也是各异。 本类课程重点培养学生如何从一个指定任务中提取要解决的问题，运用自动控制理论知识去解决问题和设计与实现一个控制系统。但是，对于一个少数民族院校的学生来讲，由于他们本身的對这些概念和知识接触较晚，前面所涉及到的基础学科知识是要求他们在将近两年的时间内去完成，是存在很大的难度。因此，传统的教学模式—教师讲解+实验是不可行的。
本文将针对我校学生的特点和传统教学存在的问题及控制类课程的特点， 从理论教学、课后作业、实践教学、考核与评价和研讨及课程设计五个方面探讨控制类课程教学措施及思路，目的在于调动学生学习的积极性、培养学生动手实践和创新能力。
一、问题的存在与分析
1、民族院校学生的构成及特点
以我校西南民族大学为例，该校学生涉及到56个民族，其中少数民族学生大约占60%以上。在我院的自动化和电气及自动化工程两个专业中，少数民族的学生约占50%，其中来自偏远地区的少数民族学生占35%，如藏族、彝族、纳西族等。对于偏远山区来说，教学的硬件和软件条件都是比较欠缺的。另外，语言障碍也是少数民族地区学生的特点，以新疆维吾尔族学生尤为严重。
2、传统教学与少数民 族学生特性之间的不适应性
对于控制类课程来说，传统教学主要是教师讲解为主，辅以作业练习。这种教学模式的缺陷是，任课老师按照大纲计划上课，当然内容是针对80%学生能及格而设计，没有兼顾到少数继续深造的学生。而设计的课后作业练习，学生确实“认真”完成，而且完成的质量非常高。但是最后期末考试，发现很多学生卷面成绩非常不理想。作者经过调查，找到了原因：其一，该课涉及到的相关知识遗忘甚至不会；其二，个别学生在汉语方面存在障碍，老师必须放慢速度才能听得懂（这样会影响教学进度）；其三：学生本身举一反三的能力缺乏，好像停留在高中以前，完全处于被动接受知识。因此，学生只有通过互联网搜索该教材课后作业配套的答案，从而完成作业应付交差。这样教学模式与学生之间完全脱节，使得学生无法适应。
3、控制类课程的特点
根据笔者所承担的自动控制、计算机控制技术和过程控制三门课程来分析，自动控制原理是自动化与电气及自动化工程专业的专业基础课，涉及到的学科知识非常丰富，如高等数学、工程数学（复变函数、积分变换等）大学物理、信号与系统、电路分析、电机拖动等。计算机控制技术和过程控制涉及到自动控制原理、微机原理及接口技术、传感器及检测技术、数字信号处理、PLC控制技术、电机控制、单片机原理与接口技术、现场总线测控等。该类课程明显地具有理论知识、技术应用和工程实践的特征。若只靠课程讲解和实验箱实验，则学生所学到的理论知识和技术是无法得到熟悉，更别说掌握的境界。这是作者作为一名学生时的体会，也是现在作者的学生们的体会和心声。
二、新教学方法探讨与实践
根据上述的三面的问题和特点，作者在该校从教第二学期开始在控制类课程实施新的教学方法：理论教学-课后习题-实践教学-研讨及课程设计。
1、理论教学
根据我校学生特点，同时兼顾到个别继续深造的情况，仍按统一的教学计划进行，对某些知识点进行深入和拓展。比如，根轨迹部分，根据教学计划是没有用根轨迹分析系统性能的内容教学计划，但是对于考研的同学来说，分析问题能力必须要具备，因此，进行了深入讲解；根据根轨迹的在某个根轨迹增益处以某个频率持续振荡获取其传递函数，这个知识点必须要进行拓展。 2、课后习题练习
控制类的课程不同于其它理论课程，每堂课下必须要复习，才能掌握所学知识，才能进入到下一个知识点的学习，否则会无法听懂和理解新知识。为了督促学生课后复习，和避免通过网络完成作业。作者都是自行出题，并专门留出一节课让学生自己上讲台讲作业。从而保证学生能自觉主动学习。
3、实践教学
实践教学是理论性非常强的课程必备的环节。目前，实验室的试验箱能完成自动控制原理的实验内容包括，各种典型环节的理想阶跃响应曲线和实际阶跃响应曲线，及典型习题的时域响应和稳定性分析等。计算机控制的实验内容，如A/D和D/A数据转换、步进电机和施密特预估器等。试验箱可以帮助学生理解基本的理论知识。但是，据学生反映，整个实验过程是根据实验讲义进行连线，相对较为程式化，无法转换为应用。因此，鉴于这样的问题，作者在教学中增加研讨和课程设计。
4、考核与评价
对于我校的工科学生，考核方式为闭卷笔试和平时考勤两部分，期末笔试占总成绩的70%，平时考勤占总成绩的30%。由于这种考核方式是针对传统教学模式。对于作者提出的教学模式，采用50-40-10计分制，50%是期末笔试的比重，40%是研讨和课程设计的考核比重，10%是平时出勤率的比重。通过该计分制可以看出，该教学方法重在培养学生的知识运用和创新的能力。
该方法可以避免学生临终靠背答案的方式突击考试，避免出现少数民族学生因基础较薄弱而低分的情况，同时也避免了因对专业不感兴趣而挂科、重修、留级等状况。
三、结论
该方法笔者已经尝试了四年，通过学生自身的反馈信息和笔试成绩，以及毕业设计环节来看，有以下的发现：
1）学生学习的主动性和积极性提高，现在他们在实验室做项目和课题的时间增多，课堂课后提问的学生逐渐增多，参加各种竞赛的人数也相应增多；
2）出勤率高，课堂上学生听课人数与开学第一次的人数保持一致，不需要点名去刺激上课出勤率；
3）期末通过率高，偶尔只有一两个学生参加补考；
4）同学之间互相帮助和交流情况良好，
其实，大学的教学重在传授学生“渔”的技巧和技能，而不是在于他们获得了多少“鱼”。
参考文献
[1] 郑征，陶慧，自动化专业教学质量监控系构建策略及实施新探，中国电力教育，2013年第2期，pp：104 – 105.
[2]彭滔，自动控制原理课程教学改革探讨，中国电力教育，2014年第21期，pp：16 – 17.
[3] 自动化特色专业控制类专业课程改革探讨，中国电力教育，2011年13期，pp：58 – 60.
[4] 高佩霞，郑新，袁冬莉，《自动控制原理》课程实验教学改革与实践，高校实验室工作研究（季刊），1996年第1期，pp：21 – 22.
[5] 罗健旭，顾幸生，刘漫丹等，过程控制过程课程教学的创新与改革，化工高等教育，2012年第2期，pp：19 - 23.
作者简介：
（1）罗翠华（1977.09 --）：女，38岁，汉族，籍贯四川阆中，西南民族大学电气信息工程学院教师
（2）黃勤珍（1965.10 --）：女，50岁，汉族，籍贯福建，西南民族大学电气信息工程学院院长
（3）彭安金（1967.09--）：男，48岁，汉族，籍贯四川雅安，西南民族大学电气信息工程学院教师
（4）汪华章（1976.01--）：男，39岁，汉族，籍贯湖北，西南民族大学电气信息工程学院教师
（5）蒋玉莲（1977.11 --）：女，38岁，汉族，籍贯重庆，西南民族大学电气信息工程学院教师
（6）陈昊（1985.01 --）：男，30岁，汉族，籍贯合肥，西南民族大学电气信息工程学院教师
（7）马波（1969.10 --）：男，46岁，汉族，籍贯四川凉山，西南民族大学电气信息工程学院教师