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摘要:课程是高校实施教育的核心,课程建设是高校为实现人才培养目标进行的重要工作。运动控制课程群建设是高校自动化及电气工程专业教学研究新的重点。但由于课程群建设缺少系统的理论指导,在课程群建设和评估等方面存在着很大的盲目性。主要探讨运动控制方向的课程建设规律,提出了运动控制课程群建设和优化的基本思路和措施,对有效借推进课程体系建设等具有重要的意义。
关键词:运动控制;课程群;教学方法:评价体系
作者简介:陈岚萍(1974-),女,四川内江人,常州大学信息科学与工程学院,副教授;马正华(1962-),男,江苏昆山人,常州大学信息科学与工程学院,教授。(江苏 常州 213164)
基金项目:本文系江苏省科技计划立项项目(项目编号:BY2011125)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0112-01
“课程群”是指针对某类专业人才培养,课程体系中具有某种性质或担负类似功能几门课程的小集群,将这些具有相关性的课程组合在一起进行整合优化,删除重复过时内容,增加适应社会发展可提高素质培养的新内容,以提高教学效率,实现课程建设的规模效益。为了实现课程体系结构的优化,需要制定结构优化的目标体系,建立综合评价的数学模型,从多个备选方案的相互比较中做出科学抉择。
一、 课程群的特色与教学目标
课程群建设是基于系统角度,根据学科发展和人才培养的规律进行建设的,有了课程群的概念,就可以按“课程体系→课程群→主干课程”递阶控制的方式,分三个层次来组织并优化运动控制专业的课程体系。传统的运动控制专业课程设置缺乏对运动控制理论与现代信息技术关系的系统性研究,在调整及规划新的专业课程体系时,采取如下策略:一是对需要保留的原有课程,从新的要求出发进行课程交叉,内容重组,体现学科的继承性;二是加强系统科学、可持续发展等新兴课程,体现运动控制学科发展的新动向;三是重视能力培养和素质提高,加强实践、实习课的教学。
课程体系改革的核心问题是优化课程体系的内部结构,以培养运动控制专业学生实际应用能力为根本,就需要有针对性、循序渐进地围绕运动控制专业课程群的相关课程进行实践教学改革研究。
专业的课程体系应是一个开放性的知识技术系统,以往的课程体系规划多具有盲目性,各门课程之间彼此孤立,缺乏有效联系,独立性、创新性的实践环节偏少,由于对科学技术发展缺乏深入分析,致使教学内容陈旧,对社会经济需求了解不够,造成教学内容与社会需求脱节,培养的学生不适合社会需要。
二、课程群教学体系改革与优化
课程体系的改革及优化是一项复杂的系统工程,需要分析课程体系内部的结构,即专业基础课、专业理论课、专业技能课或课程群之间的相互关系,科学组织各课程的教学内容及学时分配。在此基础上建立与社会需求、科技发展相适应的,功能最优、结构合理、内容完整的课程体系。
一是将MATIAB语言融合到后续的专业课程“控制系统仿真”、“自动控制原理”和“运动控制课程设计”中,不再单独开课,结合专业课讲,学生能学以致用。因为MATLAB语言是一个高效的数学分析与运算软件,可用作动态系统的建模与仿真,且能非常简易、形象地验证自动控制理论和控制系统设计,便于学生对深奥的控制理论的学习与掌握。
二是将运动控制课程群的三门核心课程“电机与拖动”、“DSP电机控制”以及“运动控制”进行无缝衔接,将知识整合,专业课程设计中要求学生开发一个实际的电机运动控制系统,既包括硬件电路设计,又含有DSP的软件编程工作,可反映学生使用MATLAB以及电路设计软件PROTEI的熟练程度以及灵活运用能力,提高学生分析以及解决问题的能力。
三是将“现代控制理论”中的离散部分及“信号与系统”转移到后续的“计算机控制技术”课中,既压缩了枯燥难懂的理论部分,又利于通过相对容易的编程学习来掌握现代控制方法及信号分析。
四是为了提高学生的科研兴趣、增强科研能力,取消应用性较强的“微机原理与应用”、“计算机控制技术”、“PLC与电气控制”等课程传统的期末考试,取而代之的是课程设计,将学生分成3~5人一组,每组给予不同的设计题目,让学生自行查阅文献、分工协作、集中讨论,在教师指导下完成项目,同时撰写科研报告,并通过分组答辩评定成绩。
三、课程群教学改革与研究
课程群体系由“专业型向综合性转变”,形成工程导向的一体化课程体系。围绕工程素质、工程科学、工程实践一体化设计专业课程体系,促进课程之间的相互联系和相互支持,从原先相对单一的专业课程逐渐转变为以工程专业课程和工程实践课程为主体、自然科学课程为基础、人文社科课程为补充的课程体系。在课程体系中加大工程实践课程比例,强调以理论指导实践、在实践中检验理论并强化其应用和创新的螺旋式上升的学习过程。课程群体系的构建考虑“服务地方行业的产业结构全面转型升级”对工程人才的需求。
面向实际应用制定教学计划,以本专业教学大纲和教学标准为基础进行合乎实际的课程教学大纲修订。根据重点引导学生关注工程问题、重点培养学生实践能力的教学思想,探索和研究适应本专业培养要求的教学方法、考核方法改革。
1.探究性教学方法
在专业基础课、实验课中重点探索研究性教学方法改革,
如:PLC与电气控制,将教师的研究成果和研究思维融入教学,通过课题研究带动教学,培养学生探究精神、科学思维方法,为大学生到企业接受实践教育打好基础。
2.项目式教学方法
运动控制专业方向设置贯穿四年的工程实践项目,使学生系统得到构思、设计、实现、运作的整体训练。借助校内外的学科竞赛和创新创业活动,如:全国、江苏省的机器人大赛、智能小车大赛及仿真大赛,使学生在创新能力方面得到有效锻炼,参与教师科研和企业工程师团队的工程问题处理,结合科研项目、企业实际问题、创新创业项目完成毕业设计。 3.改变考核评价方式
在考核评价方面,改变重理论考试、轻实践环节考核的考核方式,专业根据培养目标提出新的能力要求,提高对工程实践能力的要求,加大平时成绩所占比例,增加小测验、小论文、报告、讲演等环节,从考核“学习成绩”向评价“学习成效”转变,引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”转变,增强学生学习主动性,提高学生学习能力、研究能力和工程实践能力。
四、课程群结构优化的指标及评价体系
课程群是一个由众多课程组成的知识、技术系统,通过专家咨询、层次分析、综合评价方法是进行这类系统研制优化的可行方法。本着此原则,对运动控制专业所应开设的专业课程以及各课程重要性进行调查咨询,然后采用系统方法确定各课程的权重。课程群结构优化评价的指标体系是一个多层次、多目标的指标体系,进行权重分配时,由于各指标之间是不等权的,每类目标又包括2-4个评价准则。权重分配考虑科学性,可采用层次分析法计算得出,同时咨询专家意见,通过这两种方法比较来确定。依据以下权重分配原则计算运动控制课程群的各专业课程权重系数,为课程群体系优化及学时分配提供理论支持。
(1)强化基础,权重系数0.15,包括三方面:基础知识的完整性0.4,基础理论的完整性0.4,基础技能的完整性0.2。
(2)加强技能,权重系数0.2,包括三方面:信息技术应用技能0.4,系统控制方案设计技能 0.4,检测数据分析技能0.2。
(3)结构合理,权重系数0.15,包括两方面:理论与实践结合0.5,知识与技术结合0.3。
(4)增强应用,权重系数0.15,包括三方面:社会发展适应性0.3,经济发展适应性0.3,学科发展适应性0.4。
(5)拓宽专业,权重系数0.2,包括三方面:专业技能宽度0.3,专业理论广度0.3,专业知识宽度0.4。
(6)顺应发展,权重系数0.15,包括三方面:新技术的吸收程度0.2,新理论的吸收程度0.4,新知识的吸收程度0.4。
由于目标体系及评价准则均为模糊概念,各学校各专业的培养方案及专业规格互不相同,所涉及的专业课程及课程群也不相同,具体的量的寻找比较困难,考虑通过建立在模糊集合基础上的加权叠加模型来实现课程体系的综合评价。如课程体系反映学科发展现状,可采用专家打分方法,经统计平均可得单一因子满足程度评价值,然后通过单一因子权重×满足程度评价值=课程体系的综合评价值。
参考文献:
[1]曾庆军,徐绍芬,韦中利.自动化专业控制类课程群实验教学改革[J].实验室研究与探索,2006,(5):632-634.
[2]郭必裕.课程群建设与课程体系建设的对比分析[J].现代教育科学,2005,(4):114-115.
[3]艾矫燕,韦善革.自动化专业信息类课程群教学改革与实践[J].理工高教研究,2009,28(3):132-134.
(责任编辑:刘辉)
关键词:运动控制;课程群;教学方法:评价体系
作者简介:陈岚萍(1974-),女,四川内江人,常州大学信息科学与工程学院,副教授;马正华(1962-),男,江苏昆山人,常州大学信息科学与工程学院,教授。(江苏 常州 213164)
基金项目:本文系江苏省科技计划立项项目(项目编号:BY2011125)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)19-0112-01
“课程群”是指针对某类专业人才培养,课程体系中具有某种性质或担负类似功能几门课程的小集群,将这些具有相关性的课程组合在一起进行整合优化,删除重复过时内容,增加适应社会发展可提高素质培养的新内容,以提高教学效率,实现课程建设的规模效益。为了实现课程体系结构的优化,需要制定结构优化的目标体系,建立综合评价的数学模型,从多个备选方案的相互比较中做出科学抉择。
一、 课程群的特色与教学目标
课程群建设是基于系统角度,根据学科发展和人才培养的规律进行建设的,有了课程群的概念,就可以按“课程体系→课程群→主干课程”递阶控制的方式,分三个层次来组织并优化运动控制专业的课程体系。传统的运动控制专业课程设置缺乏对运动控制理论与现代信息技术关系的系统性研究,在调整及规划新的专业课程体系时,采取如下策略:一是对需要保留的原有课程,从新的要求出发进行课程交叉,内容重组,体现学科的继承性;二是加强系统科学、可持续发展等新兴课程,体现运动控制学科发展的新动向;三是重视能力培养和素质提高,加强实践、实习课的教学。
课程体系改革的核心问题是优化课程体系的内部结构,以培养运动控制专业学生实际应用能力为根本,就需要有针对性、循序渐进地围绕运动控制专业课程群的相关课程进行实践教学改革研究。
专业的课程体系应是一个开放性的知识技术系统,以往的课程体系规划多具有盲目性,各门课程之间彼此孤立,缺乏有效联系,独立性、创新性的实践环节偏少,由于对科学技术发展缺乏深入分析,致使教学内容陈旧,对社会经济需求了解不够,造成教学内容与社会需求脱节,培养的学生不适合社会需要。
二、课程群教学体系改革与优化
课程体系的改革及优化是一项复杂的系统工程,需要分析课程体系内部的结构,即专业基础课、专业理论课、专业技能课或课程群之间的相互关系,科学组织各课程的教学内容及学时分配。在此基础上建立与社会需求、科技发展相适应的,功能最优、结构合理、内容完整的课程体系。
一是将MATIAB语言融合到后续的专业课程“控制系统仿真”、“自动控制原理”和“运动控制课程设计”中,不再单独开课,结合专业课讲,学生能学以致用。因为MATLAB语言是一个高效的数学分析与运算软件,可用作动态系统的建模与仿真,且能非常简易、形象地验证自动控制理论和控制系统设计,便于学生对深奥的控制理论的学习与掌握。
二是将运动控制课程群的三门核心课程“电机与拖动”、“DSP电机控制”以及“运动控制”进行无缝衔接,将知识整合,专业课程设计中要求学生开发一个实际的电机运动控制系统,既包括硬件电路设计,又含有DSP的软件编程工作,可反映学生使用MATLAB以及电路设计软件PROTEI的熟练程度以及灵活运用能力,提高学生分析以及解决问题的能力。
三是将“现代控制理论”中的离散部分及“信号与系统”转移到后续的“计算机控制技术”课中,既压缩了枯燥难懂的理论部分,又利于通过相对容易的编程学习来掌握现代控制方法及信号分析。
四是为了提高学生的科研兴趣、增强科研能力,取消应用性较强的“微机原理与应用”、“计算机控制技术”、“PLC与电气控制”等课程传统的期末考试,取而代之的是课程设计,将学生分成3~5人一组,每组给予不同的设计题目,让学生自行查阅文献、分工协作、集中讨论,在教师指导下完成项目,同时撰写科研报告,并通过分组答辩评定成绩。
三、课程群教学改革与研究
课程群体系由“专业型向综合性转变”,形成工程导向的一体化课程体系。围绕工程素质、工程科学、工程实践一体化设计专业课程体系,促进课程之间的相互联系和相互支持,从原先相对单一的专业课程逐渐转变为以工程专业课程和工程实践课程为主体、自然科学课程为基础、人文社科课程为补充的课程体系。在课程体系中加大工程实践课程比例,强调以理论指导实践、在实践中检验理论并强化其应用和创新的螺旋式上升的学习过程。课程群体系的构建考虑“服务地方行业的产业结构全面转型升级”对工程人才的需求。
面向实际应用制定教学计划,以本专业教学大纲和教学标准为基础进行合乎实际的课程教学大纲修订。根据重点引导学生关注工程问题、重点培养学生实践能力的教学思想,探索和研究适应本专业培养要求的教学方法、考核方法改革。
1.探究性教学方法
在专业基础课、实验课中重点探索研究性教学方法改革,
如:PLC与电气控制,将教师的研究成果和研究思维融入教学,通过课题研究带动教学,培养学生探究精神、科学思维方法,为大学生到企业接受实践教育打好基础。
2.项目式教学方法
运动控制专业方向设置贯穿四年的工程实践项目,使学生系统得到构思、设计、实现、运作的整体训练。借助校内外的学科竞赛和创新创业活动,如:全国、江苏省的机器人大赛、智能小车大赛及仿真大赛,使学生在创新能力方面得到有效锻炼,参与教师科研和企业工程师团队的工程问题处理,结合科研项目、企业实际问题、创新创业项目完成毕业设计。 3.改变考核评价方式
在考核评价方面,改变重理论考试、轻实践环节考核的考核方式,专业根据培养目标提出新的能力要求,提高对工程实践能力的要求,加大平时成绩所占比例,增加小测验、小论文、报告、讲演等环节,从考核“学习成绩”向评价“学习成效”转变,引导学生从注重“考试结果”向注重“学习过程”转变,增强学生学习主动性,提高学生学习能力、研究能力和工程实践能力。
四、课程群结构优化的指标及评价体系
课程群是一个由众多课程组成的知识、技术系统,通过专家咨询、层次分析、综合评价方法是进行这类系统研制优化的可行方法。本着此原则,对运动控制专业所应开设的专业课程以及各课程重要性进行调查咨询,然后采用系统方法确定各课程的权重。课程群结构优化评价的指标体系是一个多层次、多目标的指标体系,进行权重分配时,由于各指标之间是不等权的,每类目标又包括2-4个评价准则。权重分配考虑科学性,可采用层次分析法计算得出,同时咨询专家意见,通过这两种方法比较来确定。依据以下权重分配原则计算运动控制课程群的各专业课程权重系数,为课程群体系优化及学时分配提供理论支持。
(1)强化基础,权重系数0.15,包括三方面:基础知识的完整性0.4,基础理论的完整性0.4,基础技能的完整性0.2。
(2)加强技能,权重系数0.2,包括三方面:信息技术应用技能0.4,系统控制方案设计技能 0.4,检测数据分析技能0.2。
(3)结构合理,权重系数0.15,包括两方面:理论与实践结合0.5,知识与技术结合0.3。
(4)增强应用,权重系数0.15,包括三方面:社会发展适应性0.3,经济发展适应性0.3,学科发展适应性0.4。
(5)拓宽专业,权重系数0.2,包括三方面:专业技能宽度0.3,专业理论广度0.3,专业知识宽度0.4。
(6)顺应发展,权重系数0.15,包括三方面:新技术的吸收程度0.2,新理论的吸收程度0.4,新知识的吸收程度0.4。
由于目标体系及评价准则均为模糊概念,各学校各专业的培养方案及专业规格互不相同,所涉及的专业课程及课程群也不相同,具体的量的寻找比较困难,考虑通过建立在模糊集合基础上的加权叠加模型来实现课程体系的综合评价。如课程体系反映学科发展现状,可采用专家打分方法,经统计平均可得单一因子满足程度评价值,然后通过单一因子权重×满足程度评价值=课程体系的综合评价值。
参考文献:
[1]曾庆军,徐绍芬,韦中利.自动化专业控制类课程群实验教学改革[J].实验室研究与探索,2006,(5):632-634.
[2]郭必裕.课程群建设与课程体系建设的对比分析[J].现代教育科学,2005,(4):114-115.
[3]艾矫燕,韦善革.自动化专业信息类课程群教学改革与实践[J].理工高教研究,2009,28(3):132-134.
(责任编辑:刘辉)