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一、現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問(wèn)題

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和多媒體技術(shù)在教學(xué)中的普遍運(yùn)用，現(xiàn)有的教學(xué)模式已經(jīng)有了重大的改變并取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。例如，講解理論時(shí)結(jié)合多媒體演示工程實(shí)例，利用Matlab對(duì)時(shí)域分析、頻域分析及系統(tǒng)校正等各章節(jié)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行模擬仿真等。但現(xiàn)有的教學(xué)模式仍然存在著不足，主要表現(xiàn)在：

1.學(xué)生基礎(chǔ)理論相對(duì)薄弱與課程需求之間的問(wèn)題

我校是典型的應(yīng)用型工科院校，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式要求學(xué)生具有較強(qiáng)的工程數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，特別是復(fù)變函數(shù)課程中的拉氏變換部分。對(duì)于這種強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的課程，如果不改變教學(xué)模式，將會(huì)使部分學(xué)生（特別是三表學(xué)生）失去學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力。同時(shí)，“控制工程基礎(chǔ)”這門(mén)課的預(yù)修課程較多，如機(jī)械設(shè)計(jì)、電工學(xué)、大學(xué)物理、理論力學(xué)等方面的知識(shí)。這就對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)本門(mén)課程提出了更高的要求：補(bǔ)習(xí)工程數(shù)學(xué)知識(shí)的同時(shí)，還要復(fù)習(xí)其他專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)。

2.理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的問(wèn)題

盡管“控制工程基礎(chǔ)”這門(mén)課程所涉及的知識(shí)面廣，對(duì)學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備要求高，但學(xué)時(shí)分配卻非常有限。為使學(xué)生更好地掌握理論知識(shí)，在教學(xué)過(guò)程中采用多種教學(xué)方法，引入工程實(shí)例并開(kāi)設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)課程，但大部分實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，和工程實(shí)際結(jié)合不夠緊密，而且學(xué)生對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)沒(méi)有足夠重視，缺乏動(dòng)手能力，這就使學(xué)生在學(xué)完課程以后仍然不知道這門(mén)課程到底是做什么的，該怎樣用。因此，要在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)使學(xué)生盡快掌握理論知識(shí)，并能運(yùn)用理論去思考、解決一些相關(guān)的工程實(shí)際問(wèn)題，把理論和實(shí)際應(yīng)用有機(jī)結(jié)合起來(lái)成為教學(xué)模式改革的關(guān)鍵。

3.課程知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)性強(qiáng)與學(xué)生缺乏系統(tǒng)認(rèn)知的問(wèn)題

實(shí)際上，“控制工程基礎(chǔ)”是一門(mén)系統(tǒng)性非常強(qiáng)的課程，而在以學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)為中心的教學(xué)中，學(xué)生只是掌握了一些孤立的知識(shí)點(diǎn)，卻很難將各知識(shí)點(diǎn)串起來(lái)，因而缺乏對(duì)機(jī)械工程控制系統(tǒng)的整體認(rèn)知能力、系統(tǒng)分析與綜合設(shè)計(jì)的能力，不能很好地滿足企業(yè)對(duì)人才的需求。因此，在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，應(yīng)該使學(xué)生首先明確課程研究的對(duì)象是系統(tǒng)輸入、輸出及系統(tǒng)本身三者之間的關(guān)系。研究的主要任務(wù)是系統(tǒng)分析，即已知系統(tǒng)和系統(tǒng)輸入，求系統(tǒng)的輸出并分析系統(tǒng)。在分析系統(tǒng)時(shí)采用的兩個(gè)主要方法是時(shí)域法和頻域法，而分析內(nèi)容則是控制系統(tǒng)的基本要求：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和快速性。這樣就把整個(gè)課程的主要內(nèi)容穿插起來(lái)，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還需要通過(guò)其它方式進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知和理解。結(jié)合“控制工程基礎(chǔ)”課程現(xiàn)有教學(xué)模式存在的問(wèn)題，本文提出引入“CDIO教學(xué)理念+案例教學(xué)”教學(xué)模式，使學(xué)生更好地理解理論知識(shí)的同時(shí)，提高學(xué)生動(dòng)手能力和理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

二、“CDIO+案例教學(xué)”教學(xué)模式改革的實(shí)施

1.什么是“CDIO+案例教學(xué)”教學(xué)模式

CDIO工程教育模式是以美國(guó)麻省理工學(xué)院為首的全球幾“控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式的研究與探索李大勇林海鵬張鴻艷王桂榮王立新摘要：分析了“控制工程基礎(chǔ)”課程現(xiàn)有教學(xué)模式中存在的問(wèn)題，提出了“CDIO+案例教學(xué)”的教學(xué)模式，詳細(xì)闡述了該模式下“控十所著名大學(xué)倡導(dǎo)的現(xiàn)代工程教育框架，即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)作（Operate）的縮寫(xiě)。它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)。案例教學(xué)法被定義為“在課堂教學(xué)中以案例為中心，教師的教和學(xué)生的學(xué)通過(guò)案例的組織、分析、討論和總結(jié)把抽象的理論和呆板的法條與實(shí)際相結(jié)合，使普遍性的理論觀點(diǎn)和特殊的事實(shí)材料相統(tǒng)一，記憶性的知識(shí)學(xué)習(xí)和操作性的分析思考相統(tǒng)一。根據(jù)“控制工程基礎(chǔ)課程”自身的特點(diǎn)，本文提出授課時(shí)采用“CDIO+案例教學(xué)法”有機(jī)結(jié)合的新型教學(xué)模式，學(xué)生和老師一起設(shè)計(jì)和構(gòu)思工程案例，把知識(shí)點(diǎn)和其它專業(yè)課的知識(shí)融入在工程實(shí)例中加以分析和驗(yàn)證，這必定會(huì)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)知，提高學(xué)生理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

2“.CDIO+案例教學(xué)”教學(xué)模式在“控制工程基礎(chǔ)”課程中的開(kāi)展途徑

CDIO教學(xué)模式的核心思想是讓學(xué)生在“做中學(xué)”，以“工程項(xiàng)目”或“項(xiàng)目案例”為載體來(lái)組織整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程，以過(guò)程中不同階段的知識(shí)需求為驅(qū)動(dòng)來(lái)安排教學(xué)內(nèi)容和方法。由于“控制工程基礎(chǔ)”這門(mén)課程主要內(nèi)容包括建立系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，根據(jù)系統(tǒng)模型對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析、頻域分析（分析系統(tǒng)的快速性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性）和系統(tǒng)校正，課程系統(tǒng)性強(qiáng)，適合通過(guò)案例結(jié)合CDIO模式進(jìn)行教學(xué)。在教學(xué)過(guò)程中，本文提出的“CDIO+案例教學(xué)”教學(xué)模式分為兩條路線和四個(gè)過(guò)程：兩條路線包括教師路線和學(xué)生路線；四個(gè)過(guò)程是構(gòu)思過(guò)程、設(shè)計(jì)過(guò)程、實(shí)踐過(guò)程和考核過(guò)程。首先，教師要對(duì)教學(xué)設(shè)計(jì)進(jìn)行構(gòu)思。一個(gè)好的教學(xué)設(shè)計(jì)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容生動(dòng)起來(lái)，呆板的學(xué)習(xí)過(guò)程活潑起來(lái)。其次，要對(duì)所講授的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，力爭(zhēng)把每堂課所要講授的主要知識(shí)點(diǎn)融入到具體實(shí)例中。在該環(huán)節(jié)里，可以把學(xué)生分成若干小組，給學(xué)生分配任務(wù)，針對(duì)所要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，查閱資料，設(shè)計(jì)相關(guān)案例并進(jìn)行分組討論，加深對(duì)知識(shí)的理解。再次，合理穿插前面學(xué)過(guò)的知識(shí)，設(shè)計(jì)綜合實(shí)驗(yàn)并讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)踐，不能通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證（沒(méi)有實(shí)驗(yàn)條件）的綜合實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)模擬仿真加以驗(yàn)證。特別需要注意的是，該階段主要是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)實(shí)踐結(jié)果進(jìn)行分析并總結(jié)歸納到相對(duì)應(yīng)的理論知識(shí)點(diǎn)的能力。最后，改變?cè)小耙淮慰荚嚩ㄇぁ钡目己朔绞剑哟髮?shí)踐部分的考核分值。根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)態(tài)度、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力等來(lái)綜合評(píng)分，這種考核方式更能體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用能力，同時(shí)具有較強(qiáng)的靈活性。具體的“CDIO+案例教學(xué)”教學(xué)模式開(kāi)展途徑。

3“.控制工程基礎(chǔ)”課程實(shí)施“CDIO+案例教學(xué)”教學(xué)模式存在的困難

（1）短時(shí)間內(nèi)制作出完善和全面的優(yōu)秀案例存在困難。如果把每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都穿插在好的案例中，是一個(gè)龐大的工程，這需要有經(jīng)驗(yàn)的教師經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的思考、歸納和總結(jié)。

（2）課程計(jì)劃學(xué)時(shí)少與該教學(xué)模式所需教學(xué)學(xué)時(shí)較多的矛盾。由于實(shí)踐環(huán)節(jié)和學(xué)生討論環(huán)節(jié)的增多，整個(gè)教學(xué)過(guò)程所需學(xué)時(shí)必然會(huì)增加，針對(duì)這一困難，可以將某些案例討論的內(nèi)容放在課下分組進(jìn)行，老師批閱每個(gè)小組的討論結(jié)果并在課上進(jìn)行總結(jié)，這樣就會(huì)大大縮短案例討論所占用的時(shí)間，而不影響學(xué)習(xí)效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

以應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)為導(dǎo)向，提出了在理論教學(xué)中融入“CDIO理念+案例教學(xué)”，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和Matlab模擬仿真組成的新的“控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)模式。改變現(xiàn)有“控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)占主導(dǎo)的現(xiàn)狀，以“做中學(xué)”的形式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力及解決實(shí)際問(wèn)題的能力，進(jìn)而培養(yǎng)出具有扎實(shí)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)、綜合工程系統(tǒng)能力和良好團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的當(dāng)代應(yīng)用型人才。

作者：李大勇 林海鵬 張鴻艷 王桂榮 王立新單位：黑龍江科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院