教学控制论视阈下的自动化类专业人才培养模式

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1、教学控制论视阈下的自动化类专业人才培养模式　　摘要：目前，高等教育依然以应试教育为主，考核学生的标准主要是应试能力，忽视学生动手能力、创造力的培养。高校的教学模式依然是以课堂面授为主，强调理论的理解，忽视理论的应用。这种模式不利于学生的全面发展。因此提高大学生的实践能力，促进学生全面发展变的十分重要。本文采用一种将“控制论”引入竞赛管理的人才培养模式，为高等院校自动化专业的教学创新提供科学依据及教学方案，进而推动高等院校电类类专业的健康发展。　　关键词：控制论；竞赛；学生；培养模式　　中图分类号：G642.41文献标志码：A文章编号：1674-9324（2014）28-02

2、74-03　　如今，高校的教学模式依然是以课堂面授为主，强调理论的理解，忽视理论的应用，这种模式不利于学生的全面发展。高校教研改革的目的，就是要不断探索有益的教学模式，以与时俱进地适应国家对高等教育人才培养的发展要求。　　将控制论应用于在高校教学管理，以之为基础构建人才培养模式[1]，是一种新的研究思路。智能汽车竞赛是自动化专业本科生所从事的主要综合赛事，也是具有全国性影响的工科大赛。本文结合智能汽车竞赛活动[2]，通过提出一种将“控制论”7引入竞赛管理的人才培养模式，为高等院校自动化专业的教学创新提供科学依据及教学方案，推动高等院校电类专业的健康发展。　　这种思路的基本原

3、理是：在竞赛管理中引入控制论的基本原理，这些基本观点是：系统的观点，反馈的观点，调控的观点以及最优的观点。即把整个竞赛培养模式看做一个系统，把学生当做被控对象，通过目标设定，控制环节，执行环节，检测环节，建立控制系统模型，实现竞赛结果的最优化。　　一、控制论与教学控制系统　　1.控制论的基本原理。维纳于1948年提出了《控制论》，自此之后，控制论的思想和方法得到广泛的应用。控制论的核心就是对整个系统实现最优化控制，通过将控制论引入到教学改革中以达到最佳模式下的人才培养；在控制论中，需要将控制设备进行组合，组建控制系统，进而实施对被控对象的反馈控制。　　经由不断比对设定输入量

4、与输出量差值的方法，借助反馈控制器作用，使得输出量逐渐地趋向于设定值，直至差值为零，反馈控制器的作用过程如图1所示。　　由图1可以看到，反馈控制系统通常有五个部件构成，它们的功能分别是：（1）比较器：用来比较输入量与输出量，并计算出输入量与输出量之间的偏差。（2）控制装置：根据输入量与输出量之间的偏差和控制策略得出控制量。（3）被控对象：指控制系统中需要进行控制的对象。（4）测量元件：检测被控对象的输出信号，并将该信号输送至比较环节。7　　利用控制论思想研究教学活动的主体思路是：通过分析教学环节的各个过程，找到优势和不足；同时设定教学指标，对教学全过程进行掌控，以期达到预定

5、的教学目标。显然，通过实现控制论下的教学指导模式可以提高整体教学的质量[3]。　　2.教学控制系统。控制论在教学管理中的应用[4]主要是构建人才培养模式。控制器就是教学管理的一系列规章制度，尤其是人才培养模式，同时控制器具有约束性，鲁棒性。在控制论视角下，教学控制过程可以看成一个控制系统，由教师、学生、反馈、比较等主要环节组成，其教学反馈系统框图如图2所示。　　（1）教学目标：即教学要达到的效果，教学目标由各学院协助教务处设定。　　（2）信息反馈：在教育过程中，通过一定方式将学生的教育结果进行采集，并输送至控制器环节。通常是由老师通过答疑、作业、问卷调查、测试等方法从学生群

6、体中获取有关教学效果的信息。　　（3）教师（控制器）：教师通过接收来自比较器的差模信号，对学生进行教学调控。教师通过授课、布置作业、讲评等方式进行教学调控，引导学生到有吸引力的事物上来，激发学习兴趣，从而提高教学质量。　　（4）扰动：即由老师的教学状态、学生的学习状态、社会环境、学生的心理因素等引起的教学效果不确定。老师通过长时间的经验积累，可以抑制降低扰动发生的频率，提高教学效率。　　（5）比较器：比较器的作用是获得反馈信息，并与教学目标进行比较，获得差值，并把差模信号传给控制器，通常是由系（教研室）执行。7　　根据上述原理，首先由教务处及学院制定教学目标，通过教师对学生

7、进行一系列教学活动，从学生那里获取相应的教学效果反馈信息；了解学生的学习情况，并与教学目标进行比较，及时有效的调整教学方法，以达到教学效果最优化；在运用教学控制系统时必须确定教学反馈信息的准确性、及时性；反馈要及时，反馈不及时会错过教学调控时机，也会影响教学成果。　　教学控制系统建立的意义：从控制论的视角下进行分析教学过程，可让我们用更科学的观点量化的提高教学质量，重视参与过程的反省性，以循环控制思想为基础，通过提出问题，看待问题的方式达到循环过程的再认识[5，6]，而不是过去粗放的、宏观的、定性的认识教学质量，有