研究生教育优质课程“智能控制理论及应用”建设与实践

尚振东 韩建海 杨芳

摘 要：为加强研究生教育优质课程建设，提高研究生课程质量，本研究针对河南省研究生教育优质课程“智能控制理论及应用”，从找准课程定位、优化课程内容、建设在线资源、创新教学方法等方面，进行了适应经济社会发展需要、符合创新人才培养目标、体现培养单位办学特色的课程建设和教学改革，在教学实践中取得了较好的效果。

关键词：智能控制理论及应用;优质课程;研究生教育

2014年发布的《教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见》指出，课程学习是我国学位和研究生教育制度的重要特征，是保障研究生培养质量的必备环节，在研究生成长成才中具有全面、综合和基础性作用。重视课程学习，加强课程建设，提高课程质量，是深化研究生教育改革的重要和紧迫任务。建设研究生教育优质课程有利于深化研究生课程改革。研究生教育优质课程应明确课程目标定位，优化课程教学团队，提升课程整体基础条件，课程资源应具有较大共享价值，积极推进教育教学改革，制度健全，管理规范等。本研究重点介绍了河南科技大学研究生“智能控制理论及应用”课程（以下称建设课程）以建设河南省研究生教育优质课程为契机，深化课程改革的一些具体做法。

一、找准课程定位

智能控制是传统自动控制理论和现代控制理论进一步发展的成果，是智能科学与控制科学深度融合产生的。许多复杂的被控系统难以建立精确的数学模型，也难以用常规的经典控制理论和现代控制理论进行定量计算和分析，只有采用定量方法与定性方法相结合的智能控制，才有可能达到令人满意的控制效果。智能控制是进一步学习智能制造、智能交通、智慧城市、服务机器人等智能技术课程的基础，也是研究生在学位课题研究中进行科技创新的重要支撑知识体系。

河南科技大学仪器科学与技术学科是河南省第七、八、九批重点学科，以培养我国社会主义建设事业需要的德才兼备的高层次仪器人才为目标。建设课程是仪器科学与技术学科学术型硕士的一门重要的专业基础必修课，也是机械工程等学科硕士的专业选修课。建设课程面向仪器科学与技术和机械工程等学科硕士研究生，结合控制理论前沿知识，学习智能控制的基本概念、基本理论和系统分析设计的基本方法，使学生能够运用智能控制新理论、新方法解决复杂工程控制问题。建设课程在学科硕士培养目标中对于改善学生素质结构、能力结构、知识结构，尤其对于强化研究生的科学方法训练、学术素质养成和创新能力具有重要作用。

二、优化课程内容

国内很多高校都面向硕士研究生开设了智能控制方面的课程。基于学科研究方向、学校自身优势特色和学生知识结构的差异，每个学校都必须结合自身实际优化课程内容。河南科技大学仪器科学与技术学科的硕士研究生在选修该课程之前并未选修人工智能等课程，因此，课程组将人工智能中的“知识的表示和推理”等有关内容补充进来，便于学生理解和掌握专家系统、模糊控制等有关内容。

经过长期教学探索和改革，建设课程建立的教学内容体系与结构既包含智能控制理论的经典内容，又体现本学科领域最新科学技术和教学改革成果。课程共32学时，其中，理论教学学时为24个学时，课程实验学时为8个学时，课外实践结合科研项目、平台项目和校外创新基地项目，以课外作业和项目设计的形式进行。在组织编排教学内容时注重循序渐进，由浅入深，从经典控制理论和现代控制理论的发展进而引入智能控制，先补充知识的表示和推理等内容再讲解专家系统控制等，先讲模糊理论基础和人工神经元基础等内容再讲解模糊控制和人工神经网络控制，为学生学习后续内容打下坚实基础。建设课程教材选用浙江大学许力教授主编、机械工业出版社出版的《智能控制与智能系统》，实验指导书采用主讲教师编写的指导书，理论教学和课程实验教学内容与学时安排如下表所示：

三、建设在线资源

根据优化的教学内容，课题组结合在线开放教学、线上线下混合式教学的需要，建设了“智能控制理论及应用”课程在线资源，主要模块为课程介绍、课程章节、教师团队、教学资源、教学方法、教学条件、教学效果和参考教材。其中包括：梳理教学内容并提取37个知识点，针对每个知识点建设了电子教材、多媒体课件、教学视频等，建设了每章节的思考题和习题及章节测验等，建设了9个应用案例及其仿真例程序，建设了3个课内实践项目的设计指导书和实践报告模板。

四、创新教学方法

建设课程采用线上线下混合式教学，加强案例式、互动式、启发式、项目式教学，线上课程主要是对基本概念和基本知识的学习，完成有关短视频的学习、章节测验等教学内容，线下课程则采用翻转课堂和教学研讨的形式对重点、难点进行解答。

（一）加强案例式教学

课程组开发了多媒体课件、教学案例及仿真例程序，将智能控制在仪器和机电装备中应用的最新科研成果作为教学案例，结合课程教学进度，通过多媒体呈现出来，将学生带入具体的科研情境中，使学生成为研究者，组织学生针对科研问题进行小组讨论，提出智能控制方案，然后由教师对学生提出的方案进行點评，引导学生对方案进行再度修改和创新。

（二）加强互动式、启发式教学

教师要不断强化学生的中心地位，将课堂讲授与互动式、启发式教学相结合，针对智能控制中的热点、难点和重点知识点进行研讨，或者采用翻转课堂形式，将课堂变为思维碰撞和创意互享的场所。另外，教师还要激励学生结合在线开放课程自主学习，让学生可以在课余时间学习更多知识点。

（三）加强项目式教学

建设课程开设于研究生第二学期，学生大多已进入导师的科研团队，虽然选修学生尚未进入研究生课题研究阶段，但其导师、师兄师姐等的课题可作为其学习该课程的课题。因此，在建设课程的教学过程中，教师要让学生带着项目学习，讲完一部分就要求学生结合教学内容设计课题的相关内容，这样学生的学习效率更高，接受知识更深入。

目前，建设课程的资源首先由河南科技大学有关专业硕士研究生和本科生使用，有关资源也辐射到河南理工大学、河南工业大学等高校，在服务高校的同时也被许多企业院所用于工程技术人员培训，受益单位均给予高度评价。课程建设前后选修学生满意度调查结果显示，在课程资源、教学内容、教学方法、学习兴趣、知识运用、作业质量、课程成绩、素质能力等方面建设以后，满意度均明显优于建设前。河南科技大学也将继续专注于此，在教学实践中探索，为学生、为高校建设课程做出更大贡献。

参考文献：

[1]教育部关于改进和加强研究生课程建设的意见[EB/OL].（2014-12-05）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/

A22/s7065/201412/t20141205_182992.html.

[2]丁燏，唐啸尘，温崇庆.“海洋微生物学”研究生示范课程建设与实践[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（11）.

[3]张志庆，王芳，周亭，等.研究生优质课“胶体与界面化学”的改革与探索[J].化学教育（中英文），2017（24）.

[4]蒋雯，邓鑫洋，耿杰.“双一流”背景下研究生“智能信息处理与融合技术”课程建设探索[J].黑龙江教育（高教研究与评估），2020（11）.

责编：鹿 屿