积极响应教育部号召,国内各高校教师积极开展课程思政建设。为了解决学生目前以及今后学习、工作中可能遇到的问题和困惑,强化学生工程伦理教育,在深入挖掘《自动控制原理》课程思政元素的基础上,将现代信息技术应用于《自动控制原理》课程思政建设中,效果理想。
一、《自动控制原理》课程思政元素
授课教师通过深入梳理《自动控制原理》课程的教学内容,挖掘了课程思政元素,主要包括:
很多学生在计算控制系统的动态性能指标与稳态性能指标时,经常忽视对控制系统稳定性的判断。授课教师首先向学生强调:涉及控制系统性能指标的计算必须首先判断控制系统稳定性。然后授课教师教育学生:对个人而言,“德”是做人做事的根本;判断系统稳定性的方法主要包括:劳斯判据、绘制控制系统根轨迹以及频域稳定判据。在讲解三种不同方法时,授课教师首先向学生强调:在应用中具体采用哪种方法判断控制系统稳定性应结合实际情况。其次授课教师教育学生不应该盲目跟风考研,而应结合自己的实际情况,就业和创业也会有很好的发展和前途。最后以控制系统闭环特征方程D(s)=0.s5+s4+3s3+7s2+6s+2=0时为例,讲授由中国学者提出的谢绪恺判据,并通过对比,明确其优点。
在讲解利用闭环主导极点的概念计算高阶系统时域性能指标时,授课教师首先按照课程教材所述的方法计算高阶系统时域性能指标,然后通过MATLAB仿真软件编程显示原高阶系统与按照课程教材所述方法得到的降阶系统在单位阶跃输入信号下的响应曲线,如图1(a)所示,进而指出课程教材的错误之处,再讲解在利用闭环主导极点的概念计算高阶系统时域性能指标时的正确方法及注意事项,并通过MATLAB仿真软件编程验证其准确性,如图1(b)所示。
(a)
(b)
图1控制系统单位阶跃响应曲线
最后授课教师教育学生:在求学和工作的过程中必须严谨、科学,“尽信书不如无书”,要敢于质疑,并要求学生课后找出并纠正由厂家提供的实验指导书存在的错误;在讲解幅值裕度h和相角裕度的计算方法时,以GK(s)=6/[s(0.2s+1)(0.5s+1)]为例,授课教师首先演示采用近似估算的方法求得:控制系统的幅值裕度为0.86(小于1)、相角裕度γ为-4.90°(小于0°),进而根据所学知识得到“此控制系统不稳定”的错误结论。然后分别通过列写劳斯表、利用牛顿-拉夫逊算法和待定系数法求得控制系统全部特征根,得到“此控制系统稳定”的正确结论。最后授课教师教育学生:在今后的学习和工作中一定要精确计算、精益求精,否则将“差之毫厘,谬以千里”。
二、基于网络教学平台的《自动控制原理》课程思政建设
在所录制的慕课视频中,有机融入了授课教师挖掘的上述《自动控制原理》课程思政元素;在课程互动部分,首先由授课教师提出问题,然后学生回答,最后由授课教师针对有错误的回答一一回帖纠正,如图2(a)所示;在课程公告部分,除了公布线上学习进度要求、随机专题测验的时间、内容与密码外,授课教师不定期推荐学生观看有利于培养其精益求精的大国工匠精神的视频,如图2(b)所示。
(a)
(b)
图2《自动控制原理》网络教学平台中课程互动与公告部分
三、基于《自动控制原理》辅导答疑软件的课程思政建设
“反馈”不仅是自动控制领域中两大主题之一,而且属于控制系统的本质特征之一。为了使学生亲身体会“反馈”,并将其应用于学习和今后工作中,授课教师基于MATLAB独立研发了《自动控制原理》辅导答疑软件。
《自动控制原理》辅导答疑软件主界面如图4(a)所示,由根据关键词搜索查询《自动控制原理》课程知识点编号、根据《自动控制原理》课程知识点编号辅导答疑、根据《自动控制原理》智慧教学软件反馈结果辅导答疑、根据《自动控制原理》智慧测验软件反馈结果辅导答疑、根据《自动控制原理》闯关游戏软件反馈结果辅导答疑以及根据《自动控制原理》期末考试软件反馈结果辅导答疑六部分构成。
在根据关键词搜索查询《自动控制原理》课程知识点编号界面中,输入关键词之后,点击“确定”按钮,便可显示对应的《自动控制原理》课程知识点及其编号,如图4(b)所示。
在根据《自动控制原理》课程知识点编号辅导答疑界面中,输入课程知识点编号后,点击“确定”按钮,便可显示对应内容(采取图片形式),并通过声音进行详细讲解。如果听完之后仍不明白,可点击“重复一遍”按钮,如图4(c)所示。
在根据《自动控制原理》智慧教学软件反馈结果辅导答疑、根据《自动控制原理》智慧测验软件反馈结果辅导答疑、根据《自动控制原理》闯关游戏软件反馈结果辅导答疑以及根据《自动控制原理》期末考试软件反馈结果辅导答疑界面中,点击“确定”按钮,便可根据反馈结果按顺序显示课程知识点编号及其对应内容(采取图片形式),并通过声音进行讲解。如果听完之后仍不明白,可点击“重复一遍”按钮,否则点击“明白”按钮,软件将在反馈结果中自动删除此课程知识点相应的信息。点击“下一个”按钮,便可进行下一个知识点的辅导答疑,如图4(d)-图4(g)所示。
《自动控制原理》辅导答疑软件有利于学生加深对“反馈”的理解,并将其应用于学习和今后工作中,从而不断提高自己、完善自己。
|结语|
为了强化学生的工程伦理教育,在深入挖掘《自动控制原理》课程思政元素的基础上,充分利用网络教学平台中慕课视频、课程互动、课程公告以及基于MATLAB独立研发的《自动控制原理》课程学习小组成员智能分配软件与辅导答疑软件,进行《自动控制原理》课程思政建设,充分发挥了《自动控制原理》课程的育人作用,解决了学生目前以及今后学习、工作中可能遇到的问题和困惑。
来源:绥化学院学报
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