智慧控制課程教學模式研究論文

摘要：“智慧控制”是控制理論發展的高階階段課程。隨著科技水平的飛速發展，智慧控制在各行各業所應用的產品越來越多，市場對掌握智慧控制技術的應用型人才的需求量也越來越大，因此，“智慧控制”課程在高校人才的培養中也開始佔據著重要的地位。但是，智慧控制是20世界60時代才開始發展的新型技術，各大高校的教學模式還存在不少問題。為此，本文針對應用型人才培養下的智慧控制教學模式的問題和發展進行探究，通過優化課程內容、激發學生創新思維等多樣化的教學模式，以期能在實踐中提高智慧控制教學的整體質量。

關鍵詞：應用型人才；智慧控制；人才培養導向；教學研究

隨著我國經濟水平的不斷髮展和社會市場需求的提高，高校也改革了高等教育的階梯層次，從精英教育轉變為了應用型的大眾教育，從根本上更好地適應了經濟市場對於人才的需求。如今本科和各大高校的招生量急劇增大，但高校對於學生的教育還停留在理論的應試教育上，無法滿足市場需求。因此，各高校也在尋求能夠提高人才素質的新型教學培養辦法。智慧控制是高校電子技術眾多學科中重要的一門專業課程，集精密實操和高階理論為一體的新領域，在世界範圍內都受到廣大關注，也是未來科技市場中的發展重點[1]。因此要加大智慧控制專業下應用型人才的培養力度，為學生提供先進的知識與創新實踐的機會。

一、智慧控制的基本概念

就智慧控制在高校中的專業課程而言，是一門集人工智慧、電子科學、高等控制理論和運籌學等學科為基礎的，以智慧機器在無人干預的情況下自主實現目標的控制技術專業，包含著遺傳演算法、模糊邏輯、專家系、神經網路等理論，自適應控制、自組織控制和自學習控制等技術，具較高容錯力的高層控制系統，全域性控制力強，是一門複雜的、全新的、交叉型的新學科[2]。在高校中最常看到這門專業的就是自動化的機械製造行業和電力系統裝置等專業，擁有廣闊的研究價值和市場發展前景，因此在高校也在積極的開設和教學中，使學生能夠更快的學習到智慧控制的相關原理和控制方式，能夠對智慧控制的發展有更進一步瞭解，從而在畢業後更適應行業崗位需求。由於智慧控制專業本身包含了大量的高等技術和理論，對大學生而言相對晦澀難懂、枯燥深奧，學習起來十分吃力，無法長久耐心的鑽研和學習，在理解方面也是一知半解，無法精通。因此，如何在教學過程中幫助學生快速準確地掌握智慧控制的核心技術是主要的教學理念，激發學生的學習興趣和鑽研性，也是本文的研究的重點。

二、“智慧控制”課程教學存在的問題

1、教學方式單一。由於智慧控制學科中有大量的專業基礎課，例如自動控制原理、計算機控制、工業機器人應用技術、小型智慧控制系統整合等專業核心課程，都是十分專業的高等理論，涉及的教學概念廣泛且複雜，因此在授課過程中，大部分教師都將理論技術為教學重點，採用被動的板書式教學。單一傳統的教學模式讓學生的興趣下降，失去積極性。智慧控制的內容過於抽象化，公式推理複雜，學生一時之間無法完整消化，而教學過程中缺乏多樣化的互動交流，也無法幫助學生有效的及時理解，課堂氣氛沉悶的同時，學生的學習效率也十分低下。

2、課程缺乏實踐環節。由於智慧控制的理論性強，教師在課堂中更多的是演示智慧控制的原理和操作程式，而且智慧控制涉及的操作工具比較複雜，部分學校也缺乏實驗教學的平臺。社會市場中對智慧控制專業人才的實際操作水平要求很高，但學校往往在大四才開始開設實踐課程，留給學生的操作演練的課時少，學生的掌握時間也不夠充分。理論與實際相脫節的情況下，學生在畢業後還需要很長時間來適應企業中的操作，甚至產生失誤帶來經濟損失，這不利於學生就業和企業的穩定發展。

三、人才培養模式下的“智慧控制”課程教學優化

1、優化智慧控制的教學內容。作為高技術含量的專業控制學科，智慧控制具有抽象、前沿、複雜、理論性強的特點，內容覆蓋的專業知識多，但在教材中的實際案例偏少，整個專業課程偏理論化。因此，課堂上應整合優化教學內容，在熟悉控制理論的基礎上多采用案例分析、例項演示等環節來提高學生的學習興趣，加深課堂理解效果。在智慧控制教學中應注重智慧控制的應用領域和掌握方法，一方面，要掌握基礎性的概念和技術細節，另一方面，也要時刻關注前沿發展的最新技術，讓學生能夠跟隨行業發展學習到新知識新技術。教師在課堂上應多授予一些實際應用的方法，例如工業過程中模糊控制如何研究並建立好輸出與輸出量的模糊管理，或是在BP神經網路中採用SCG演算法來加強電力系統的智慧控制過程[3]。

2、增加操作模擬軟體環節。通過專業的`操作軟解能夠讓學生將理論與實際更好地結合，目前在智慧控制領域中最常見的模糊邏輯工具是MATLAB軟體，藉助它能更直觀地瞭解模糊邏輯系統的控制程式。在操作中，學生可以通過軟體採用PID引數或M語言自己編寫智慧控制演算法程式，通過操縱模糊控制器來完成自己的指令，或者利用BP網路為學生講解網路結構和學習演算法，學生在操作中進一步加深了對智慧控制的理解，提高了學習的積極性，更有針對性地彌補了理論教學中知識缺漏，符合應用型人才的培養要求。

3、激發學生創新思維。智慧控制中的人工神經網路和模糊控制系統在國防安全、航天航空、區域監控、水下探測等科技領域都是主要應用物件，相關專業的學生畢業後也投身於高科技領域，因此，加強應用型人才的培養，學生對智慧控制系統的設計思維也是學校要著重培養的應用型能力之一。智慧控制系統的成長與市場專業的需求成正比，還處於不成熟的發展階段，學生在學習時也要提高自己對智慧控制的創新意識和思維方法，開發出更多智慧控制的技術策略，如無人駕駛、阿爾法狗、水下機器人等智慧控制的熱門機器，不斷促進智慧控制的發展，為社會、國家、人類生活帶來更多高文明的智慧幫助[4]。教師在授課過程中要以學生為本，採用差異化的教學方式保留學生的個性思維，通過討論實驗、錄影投影等設計各種疑問來激發學生思考研究，引導和組織學生開拓新思路，不斷了解智慧控制的內在關聯和規律，從而站在前人的成果上創新更多的智慧控制理論和技術。

4、考核方式的優化改進。“智慧控制”課程在期末考核成績上多數採用問卷模式，但這隻考評了學生對智慧控制理論的掌握程度，在實踐操作、創新能力上無法很好的判斷學生的掌握情況。因此學校應根據智慧控制的特點開展多元化的考核模式。首先在期末考核上，分為單人和小組考核，通過佈置行業熱點和國際期刊論文的主題為小組的專案論文課題，讓學生進行單人和小組的雙重考核模式，從而考查學生獨立思考和團隊配合的雙重能力，並在論文中檢驗學生對於智慧控制的具體問題是否有深入的理論推導和驗證理解，能否利用所學知識提出解決方案；其次，智慧控制實踐考核，通過智慧控制的資料收集、到控制方案設計、控制程式編寫、智慧控制系統成型來驗證學生的掌握度；最後也要將平時的作業成績、課堂表現度、出勤率等按照比例納入總成績中，通過平時的學習態度和最後的考核結果公平合理的考核。

綜上所述，“智慧控制”作為電子科技中的專業核心課程，是機電製造、新能源、電力和建材等專業學生的必須掌握的學科知識，本文提出在“智慧控制”的教學中要優化教學內容、利用模擬軟體等教學工具提升學生的理解度，通過培養學生的創新意識和學習興趣來完善教學模式，從而培養出更多的智慧控制專業的應用型人才，使學生能迅速掌握智慧控制專業的核心技巧，能夠將其原理和設計運用到智慧控制系統的相關行業中去，為智慧控制專業的發展做出新的貢獻。

參考文獻：

[1]蔡自興、智慧控制原理與應用[M]、北京:清華大學出版社，2007、[2]劉金琨、智慧控制[M]、北京:電子工業出版社，2005

[3]毛玉蓉、MATLAB在智慧控制課程教學中的應用[J]、儀器儀表與分析監測，2008，（2）：8-12

[4]袁宇浩，張廣明、研究生“智慧控制”課程教學探討[J]、中國電力教育，2010，（7）:52-53