《现代控制理论》课程教学改革与实践研究

张虹　张宇辉　初壮

摘 要：依据《现代控制理论》课程内容及培养目标，结合研究生教学特点，从教学内容、教学方法和教学评价等方面，对《现代控制理论》课程的教学改革进行了探索和研究。实践表明，专题研讨式教学措施有效地提高了教学质量，取得了较好的教学效果。

关键词：现代控制理论 研究生 专题 教学改革

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）01（c）-0201-02

Abstract： According to course content and training target of modern control theory， combined with graduate teaching characteristics，teaching reform of modern control theory course was explored and studied from teaching content，teaching method and evaluation. Practice results have proved that the topics teaching measures effectively improve the teaching quality， and achieved good teaching results.

Key Words： Modern control theory； Graduate students； Topics； Teaching reform

《现代控制理论》是我校电气工程专业硕士研究生的学位基础课程，通过对该课程的学习，使学生们掌握现代控制理论的原理与方法，培养系统分析和综合设计能力。理解和掌握控制原理相关的知识，能够学以致用，为硕士研究生今后从事相关工作打下坚实的理论基础[1-2]。

我校跨专业考入电气工程专业的硕士研究生比例较多，学生的基础参差不齐。虽然他们在研究生考试之前，学习了一部分专业知识，但是仍然缺乏系统的专业理论。通过调查学生们的学习情况发现，学生们对该课程的学习兴趣不浓，感觉该课程理论性强，枯燥无味，不能很好地理论联系实际。这种状况直接导致听课积极性不高，大部分同学不能很好地掌握和领会课程内容，学习效果不佳。

近年来，在教学实践中，我们依据课程内容及研究生的教学特点，从教学内容整合，教学方法的运用，考核方式的改进等方面对该课程进行了系统的设计和改革，并在实施过程中不断地进行完善，取得了较好的教学效果。

1 教学内容注重理论性与实践性相结合

《现代系统理论》课程着重研究系统状态的运动规律和改变这种运动规律的可能性和方法，教学内容理论性强，涉及的公式较多，又与应用联系紧密。所以，应从理论部分和实践部分两个方面来学习该门课程，加强理论与实际的联系。

理论部分是课程教学的核心内容，将课程内容进行整合梳理，主要由系统分析和系统综合两大部分组成。系统分析部分包括运动分析、能控性、能观性和稳定性等知识点，系统综合部分包括極点配置、状态反馈、状态观测器设计以及最优控制部分，知识模块如表1所示。

仿真实验主要是借助于Matlab软件，该软件具有编程简单，功能强大等特点。通过Matlab软件，辅以讲解实现过程，并绘制曲线，能够很好地调动同学们的学习积极性。课余时间，布置相关的仿真作业，强化同学们的学习，使课程的学习不再枯燥和单调。

2 教学方法注重讲授式与专题式相结合

我校电气工程专业开设的《现代控制理论》课程，总学时一共32学时，学时相对较紧张。对于研究生教学来说，如何使学生在有限的学时里，既能够掌握系统分析和系统综合方法，又能够充分进行思考和探索，是教师课堂急需解决的问题。

专题式教学是根据教学大纲的要求，在把握教学重点的基础上，以问题为导向，设置若干个专题进行学习，解决传统式教学模式单一的问题。根据教学大纲的要求，通过对教学内容的整合，将《现代控制理论》内容分为4个教学专题，如表2所示，使课程授课由过去的“讲授式”变成了“讲授-研讨”的二元模式[3-5]。在授课过程中，综合运用讲授、阅读、讨论和Matlab仿真等多种教学方法。教师通过问题背景提出问题，引导研究生提炼问题实质， 启发寻求解决问题的途径与方法，注重分析和讨论，而不是单一讲解例题和习题。

3 教学考核方式和教学效果评价

期末考核时，加强对学生综合能力的考核，考核的依据是：（1）参加讨论的发言内容与水平，占权重20%；（2）仿真编程完成情况，占权重10%；（3）期末考试成绩，占权重70%。这样的考核方式，注重学生们平时学习能力的培养，而不是仅仅依靠期末一张卷子来评定学习成绩。全面了解研究生对本门课程的学习情况之后，综合给出期末的评定成绩。

专题式研讨式教学，因新颖的教学方法和灵活的教学形式，受到了学生们的广泛欢迎，多数学生反映通过研讨式教学使他们增加了专业知识，提升了专业素质。上课过程虽然很累很紧张，但收获也是满满的，能够学以致用。学生们在学习过程中，也不断对教学方法提出一些改革性的建议。

经过2年的教学实践，同学们对专题式授课模式给予了肯定的评价。在学习课程的过程中，同学们不但掌握了《现代控制理论》的基本内容，而且提高了阅读和撰写科研论文的能力，对从事研究工作产生了浓厚的兴趣，取得了较好的教学效果。教师专题的设计、教学准备、研讨方式、考核方式都影响教学效果，专题式教学方式是教师与学生们教学相长的过程，有利于研究生培养目标的实现。

4 结语

以上是笔者对《现代控制理论》课程的教学体会与实践，在教学过程中采用专题研讨式教学方法和多样化的教学手段，更好地发挥了学生们学习的能动性，提高了同学们的科研能力，取得了一定的教学效果。但是，在授课过程中，专题式教学研讨模式不适合人数过多，否则将影响教学效果。教师在授课过程中，应不断总结和反思教学过程，不断改进和完善教学过程。

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