论文部分内容阅读
摘 要： 智能控制是高校工科自动化类专业的重要课程，也是工程实际中广泛应用的一门技术手段。结合本校学生的实际学习情况，根据智能控制课程的特点，作者对该课程开展双语教学中的几个问题进行了探索，并对其具体实施过程进行了分析与讨论。
关键词： 智能控制 双语教学 教学改革
目前，教育部和各大院校对双语教学的重视达到了空前的高度，在这一背景下，本科教育中的双语教学课程得到了极大的推广，达到与国际接轨的教学目的。智能控制是自动控制理论与现代智能算法相结合产生的一门新兴交叉学科，涵盖了多个方面，主要有模糊数学、神经网络、进化计算等。智能控制课程是一门理论性与应用性非常强的专业课程，直接面向我校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业本科生。在注重理论知识传授的同时，课程偏重于讲解具体工程实例与应用，通过双语教学方式，以项目应用为纽带，阐述模糊控制、神经网络控制、智能计算在工程中的原理与应用，让学生切身感受理论对应用的支撑，应用理论指导的工程逻辑。我们从本校智能控制教学的实际出发，阐述了该双语课程在教学内容选择与设计，实验设计、考核方式改革等方面的实践与探索。
一、教材与教学内容
双语教学需要以外语作为授课语言，双语教材的选用在很大程度上决定了课程的难易程度与教学效果。目前英语智能控制相关教材有很多，如Witold Pedrycz编著的Fuzzy Control and Fuzzy Systems，Simon Haykin编写的Neural Networks：A Comprehensive Foundation，Goldberg撰写的Genetic Algorithms。结合我校学生的英文能力水平与专业培养方案，我们选用了Amit Konar教授编写的Computational Intelligence：Principles，Techniques and Applications，同时向学生推荐了李少远教授的《智能控制》作为中文参考教材。外文教材一般涉及面较广，内容比较丰富，相对而言难度较高，学生不容易掌握。因此，在教学内容上，根据课程大纲与教学体系，我们对原版英文教材进行了调整与简化，选择了其中12个章节作为主要教学内容。
由于培养方案安排的教学课时数较少，教学内容无法做到面面俱到，因此在讲授每种智能控制方法时，偏重于介绍使用较为广泛的方法。如在模糊控制的教学中，在介绍隶属度函数，模糊集合算子，模糊蕴含及模糊关系合成等时，都以常用的方法为主，其他则要求学生了解即可。英文原版教材缺乏配套的輔助教学资料，我们在研究教材时开发了相应的多媒体课件。除了教材原有的内容外，我们也加入了当前一些前沿的资源作为补充，提高学生的学习热情与学习兴趣。结合现代化的网络教学手段，我们开通了相应的网络课程，使得学生在课后也可以自主学习，通过网络讨论板加强教师与学生、学生与学生之间的沟通与交流。
二、实验设计
智能控制的理论性比较强，为了达到理论联系实际的教学效果，使学生能够真正掌握这门课程，我们设计了相应的实验教学环节，帮助学生进一步加强认知过程。由于智能控制涉及较多的数学求解过程，而学生在之前的课程中掌握了Matlab这门工具语言，我们借助Matlab这个工具平台开发了配套的仿真实验。实验涵盖了课程的三个核心内容：模糊控制、神经网络和遗传算法。比如在模糊控制的三个实验中，首先要求学生掌握模糊集合的基础运算，如蕴含、合成等，其次要求学生针对具体的控制对象设计模糊推理系统，最后要求学生设计模糊控制器、模糊PID控制器，并与模糊推理相结合实现倒立摆的控制。在神经网络的实验中，要求学生实现前向网络进行故障诊断，拟合指定的复杂函数，以及采用Hopfield网络实现优化命题。在遗传算法实验中要求学生首先实现函数优化，然后设计遗传PID控制具体的二阶对象。课程最后我们结合整个教学内容，设计了两个综合实验，模糊神经网络及遗传优化的神经网络。在学生仿真实现的过程中，除了要求学生采用相关Matlab的工具箱之外，还要求学生编写独立的程序文件实现，从而提高学生的综合能力。在学生提交实验报告时，要求学生上网检索相关资料，同时将对实验的认知也纳入报告，而不是描述单一的实验结果，从而鼓励学生思考，加深对教学内容的理解。
三、考核方式改革
智能控制双语教学的最终目的是使学生掌握相关的专业技能与知识。虽然不是为了单纯地提高专业英语水平，但课程同时应以培养学生的全面素质为目标，因此最终的考核成绩应能够反映学生的综合水平与学习效果。传统的考核方式以试卷为主，内容主要包括计算推导论述等，评价方式不够全面。我们采用了期末统一考试、综合实验答辩、撰写实验报告等相互结合的方式进行综合测评。课程考核由平时成绩、实验报告成绩、考试成绩、综合实验答辩构成，其中平时成绩通过网络课程发布作业，要求学生限时完成后由教师批阅；实验报告在完成模糊控制等独立实验后提交；考试成绩在期末考试完成后由教师阅卷后给出；综合实验则由学生分组选择综合实验项目或学生自拟，由教师认可后撰写报告统一进行答辩。通过这些考核方式，学生除了需要掌握智能控制的专业知识以外，还需要熟练应用英文进行表达，同时通过实验进一步理解智能控制的思想。
四、结语
作为一门专业性理论性较强的课程，智能控制双语教学的实施，广泛地提高了学生对该课程的认知与兴趣。学生通过双语课程的学习，在掌握智能控制技术的同时，锻炼了英语阅读和表达能力，通过核心内容实验设计的训练及综合答辩，也较好地完成了最终的考核，取得了预期的教学效果。
在专业课中推广双语教学是工科教学改革的一个大趋势，在总体的实施过程中还有很多工作需要开展，如教学手段、教学方法等各方面都需要不断进行改革与探索。
参考文献：
[1]徐凯，王爱娟.电气类专业智能控制理论教学改革的探讨[J].实验室研究与探索，2011，30（3）：130-133.
[2]陈志楚.关于开展“智能控制”双语教学的思考和探索[J].中国电力教育，2012（34）：77-78.
关键词： 智能控制 双语教学 教学改革
目前，教育部和各大院校对双语教学的重视达到了空前的高度，在这一背景下，本科教育中的双语教学课程得到了极大的推广，达到与国际接轨的教学目的。智能控制是自动控制理论与现代智能算法相结合产生的一门新兴交叉学科，涵盖了多个方面，主要有模糊数学、神经网络、进化计算等。智能控制课程是一门理论性与应用性非常强的专业课程，直接面向我校自动化、电气工程及其自动化、测控技术与仪器等专业本科生。在注重理论知识传授的同时，课程偏重于讲解具体工程实例与应用，通过双语教学方式，以项目应用为纽带，阐述模糊控制、神经网络控制、智能计算在工程中的原理与应用，让学生切身感受理论对应用的支撑，应用理论指导的工程逻辑。我们从本校智能控制教学的实际出发，阐述了该双语课程在教学内容选择与设计，实验设计、考核方式改革等方面的实践与探索。
一、教材与教学内容
双语教学需要以外语作为授课语言，双语教材的选用在很大程度上决定了课程的难易程度与教学效果。目前英语智能控制相关教材有很多，如Witold Pedrycz编著的Fuzzy Control and Fuzzy Systems，Simon Haykin编写的Neural Networks：A Comprehensive Foundation，Goldberg撰写的Genetic Algorithms。结合我校学生的英文能力水平与专业培养方案，我们选用了Amit Konar教授编写的Computational Intelligence：Principles，Techniques and Applications，同时向学生推荐了李少远教授的《智能控制》作为中文参考教材。外文教材一般涉及面较广，内容比较丰富，相对而言难度较高，学生不容易掌握。因此，在教学内容上，根据课程大纲与教学体系，我们对原版英文教材进行了调整与简化，选择了其中12个章节作为主要教学内容。
由于培养方案安排的教学课时数较少，教学内容无法做到面面俱到，因此在讲授每种智能控制方法时，偏重于介绍使用较为广泛的方法。如在模糊控制的教学中，在介绍隶属度函数，模糊集合算子，模糊蕴含及模糊关系合成等时，都以常用的方法为主，其他则要求学生了解即可。英文原版教材缺乏配套的輔助教学资料，我们在研究教材时开发了相应的多媒体课件。除了教材原有的内容外，我们也加入了当前一些前沿的资源作为补充，提高学生的学习热情与学习兴趣。结合现代化的网络教学手段，我们开通了相应的网络课程，使得学生在课后也可以自主学习，通过网络讨论板加强教师与学生、学生与学生之间的沟通与交流。
二、实验设计
智能控制的理论性比较强，为了达到理论联系实际的教学效果，使学生能够真正掌握这门课程，我们设计了相应的实验教学环节，帮助学生进一步加强认知过程。由于智能控制涉及较多的数学求解过程，而学生在之前的课程中掌握了Matlab这门工具语言，我们借助Matlab这个工具平台开发了配套的仿真实验。实验涵盖了课程的三个核心内容：模糊控制、神经网络和遗传算法。比如在模糊控制的三个实验中，首先要求学生掌握模糊集合的基础运算，如蕴含、合成等，其次要求学生针对具体的控制对象设计模糊推理系统，最后要求学生设计模糊控制器、模糊PID控制器，并与模糊推理相结合实现倒立摆的控制。在神经网络的实验中，要求学生实现前向网络进行故障诊断，拟合指定的复杂函数，以及采用Hopfield网络实现优化命题。在遗传算法实验中要求学生首先实现函数优化，然后设计遗传PID控制具体的二阶对象。课程最后我们结合整个教学内容，设计了两个综合实验，模糊神经网络及遗传优化的神经网络。在学生仿真实现的过程中，除了要求学生采用相关Matlab的工具箱之外，还要求学生编写独立的程序文件实现，从而提高学生的综合能力。在学生提交实验报告时，要求学生上网检索相关资料，同时将对实验的认知也纳入报告，而不是描述单一的实验结果，从而鼓励学生思考，加深对教学内容的理解。
三、考核方式改革
智能控制双语教学的最终目的是使学生掌握相关的专业技能与知识。虽然不是为了单纯地提高专业英语水平，但课程同时应以培养学生的全面素质为目标，因此最终的考核成绩应能够反映学生的综合水平与学习效果。传统的考核方式以试卷为主，内容主要包括计算推导论述等，评价方式不够全面。我们采用了期末统一考试、综合实验答辩、撰写实验报告等相互结合的方式进行综合测评。课程考核由平时成绩、实验报告成绩、考试成绩、综合实验答辩构成，其中平时成绩通过网络课程发布作业，要求学生限时完成后由教师批阅；实验报告在完成模糊控制等独立实验后提交；考试成绩在期末考试完成后由教师阅卷后给出；综合实验则由学生分组选择综合实验项目或学生自拟，由教师认可后撰写报告统一进行答辩。通过这些考核方式，学生除了需要掌握智能控制的专业知识以外，还需要熟练应用英文进行表达，同时通过实验进一步理解智能控制的思想。
四、结语
作为一门专业性理论性较强的课程，智能控制双语教学的实施，广泛地提高了学生对该课程的认知与兴趣。学生通过双语课程的学习，在掌握智能控制技术的同时，锻炼了英语阅读和表达能力，通过核心内容实验设计的训练及综合答辩，也较好地完成了最终的考核，取得了预期的教学效果。
在专业课中推广双语教学是工科教学改革的一个大趋势，在总体的实施过程中还有很多工作需要开展，如教学手段、教学方法等各方面都需要不断进行改革与探索。
参考文献：
[1]徐凯，王爱娟.电气类专业智能控制理论教学改革的探讨[J].实验室研究与探索，2011，30（3）：130-133.
[2]陈志楚.关于开展“智能控制”双语教学的思考和探索[J].中国电力教育，2012（34）：77-78.