“控制工程基础”课程教学模式的研究与探索(2)

　　实际上，“控制工程基础”是一门系统性非常强的课程，而在以学习知识点为中心的教学中，学生只是掌握了一些孤立的知识点，却很难将各知识点串起来，因而缺乏对机械工程控制系统的整体认知能力、系统分析与综合设计的能力，不能很好地满足企业对人才的需求。因此，在学习的过程中，应该使学生首先明确课程研究的对象是系统输入、输出及系统本身三者之间的关系。研究的主要任务是系统分析，即已知系统和系统输入，求系统的输出并分析系统。在分析系统时采用的两个主要方法是时域法和频域法，而分析内容则是控制系统的基本要求：稳定性、准确性和快速性。这样就把整个课程的主要内容穿插起来，但这远远不够，还需要通过其它方式进一步培养学生对系统的认知和理解。
　　结合“控制工程基础”课程现有教学模式存在的问题，本文提出引入“CDIO教学理念+案例教学”教学模式，使学生更好地理解理论知识的同时，提高学生动手能力和理论应用于实践的能力。
　　二、“CDIO+案例教学”教学模式改革的实施
　　1.什么是“CDIO+案例教学”教学模式
　　CDIO工程教育模式是以美国麻省理工学院为首的全球几十所著名大学倡导的现代工程教育框架，即构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运作（Operate）的缩写。它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。[5]案例教学法被定义为“在课堂教学中以案例为中心，教师的教和学生的学通过案例的组织、分析、讨论和总结把抽象的理论和呆板的法条与实际相结合，使普遍性的理论观点和特殊的事实材料相统一，记忆性的知识学习和操作性的分析思考相统一。[6]根据“控制工程基础课程”自身的特点，本文提出授课时采用“CDIO+案例教学法”有机结合的新型教学模式，学生和老师一起设计和构思工程案例，把知识点和其它专业课的知识融入在工程实例中加以分析和验证，这必定会充分调动学生学习的主动性和积极性，增强学生对系统的认知，提高学生理论应用于实践的能力。
　　2.“CDIO+案例教学”教学模式在“控制工程基础”课程中的开展途径
　　CDIO教学模式的核心思想是让学生在“做中学”，以“工程项目”或“项目案例”为载体来组织整个学习过程，以过程中不同阶段的知识需求为驱动来安排教学内容和方法。由于“控制工程基础”这门课程主要内容包括建立系统数学模型，根据系统模型对系统进行时域分析、频域分析（分析系统的快速性、准确性、稳定性）和系统校正，课程系统性强，适合通过案例结合CDIO模式进行教学。在教学过程中，本文提出的“CDIO+案例教学”教学模式分为两条路线和四个过程：两条路线包括教师路线和学生路线；四个过程是构思过程、设计过程、实践过程和考核过程。首先，教师要对教学设计进行构思。一个好的教学设计可以激发学生的学习兴趣，使枯燥的学习内容生动起来，呆板的学习过程活泼起来。其次，要对所讲授的知识点进行设计，力争把每堂课所要讲授的主要知识点融入到具体实例中。在该环节里，可以把学生分成若干小组，给学生分配任务，针对所要学习的知识点，查阅资料，设计相关案例并进行分组讨论，加深对知识的理解。再次，合理穿插前面学过的知识，设计综合实验并让学生亲自动手实践，不能通过实践验证（没有实验条件）的综合实验可以通过模拟仿真加以验证。特别需要注意的是，该阶段主要是培养学生对实践结果进行分析并总结归纳到相对应的理论知识点的能力。最后，改变原有“一次考试定乾坤”的考核方式，加大实践部分的考核分值。根据学生的实验态度、动手能力、创新能力等来综合评分，这种考核方式更能体现出学生对知识的应用能力，同时具有较强的灵活性。具体的“CDIO+案例教学”教学模式开展途径如图1所示。