论文部分内容阅读
摘 要 自动化实验即控制系统设计大实验，是自动化、电气工程及其自动化等专业必修的一门重要课程。该实验能使学生熟练掌握基本技能的操作，加深对理论知识的理解，培养学生分析问题和解决问题的能力。但传统的自动化实验教学模式中存在许多不足之处，尤其在农林本科院校中，问题较为突出。针对存在的问题，对当前自动化实验的教学模式进行一些改革尝试，以更加适应社会的需求。
关键词 自动化实验；教学改革；教学模式
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）12-0178-02
Study on Experimental Teaching Mode of College Automation Department//JIA Heming， DAI Tianhong， WU Di
Abstract Automatic control system design the experiment is automation， electrical engineering and automation， one of the most important courses for students. This experiment can make students master the basic skills， deepen the understanding of theoretical knowledge， to cultivate students’ ability to analyze and solve problems. But there are many shortcomings in the traditional teaching mode of experiment of automation， especially in agriculture and forestry universities and colleges of undergraduate course， the problem is more prominent. In view of the existing problems， the reform of the current automation experiment teaching mode， to adapt to the need of the society.
Key words automation experiment； teaching reform； teaching mode
在自动化本科专业的培养中，实验教学是教学过程中一个非常重要的组成部分。随着社会的不断发展，科技水平的不断进步，在大众化教育逐渐普及的前提之下，实验教学成为实现培养应用性、技术型人才的重要途径之一[1-2]。
因此，本科高校自动化专业实验教学模式和方法的选择也必然面临创新和改革，以适应不断发展的工程技术需求。通过对自动化学科设计实验的深入理解和认识，能够使得该专业的学生强化自动控制的理论知识，培养学生的系统工程设计能力，进一步提高学生分析问题和处理自动化系统问题的能力。
1 本科高校自动化实验教学存在的主要问题
传统的自动化实验教学模式中，根据本科高校的实际情况，发现许多不足之处。
首先，任课教师往往过于注重如何向学生教授和灌输专业知识，对每个设计的实验结果十分重视，忽视或轻视学生自身对实验意义的探索和操作过程，这样就不能充分调动起学生参与实验的积极性和主动性。
其次，学生在操作实验的过程中仅是被动地、机械地照搬照抄实验指导书的步骤来完成实验的内容，难以提高学生的实验思考能力和实验操作技能。
因此，对自动化专业实验教学模式的改革是适应社会发展需要和工程培养需求的，只有合适合理地进行调整和改革，才能培养出适应社会的应用性人才[3]。
2 本科自动化实验教学改革新模式探索
采用多种手段强化实验前的预习 为充分调动学生的积极性，培养其实验操作的创新能力，可以借助计算机多媒体工具来实现，使学生能够主动预习。
1）可以借助教学短片的形式，在每次实验课前，将必要的实验操作通过学校的网站向学生开放。这种方式在某种程度上可以提高教师教学手段的新颖性，进而避免学生在课堂上对教师讲解内容的过度依赖和产生惰性，达到使得学生具有独立完成实验操作能力的目的。
2）借助计算机多媒体建立控制系统，分析与设计实验在线预习系统，学生必须通过该系统进行在线预习，系统自动评分和教师评分相结合，经过教师考核后，合格的学生才可进入实验室进行实验。该预习系统很好地解决了学生不预习的问题，在一定程度上减少了学生依赖教师课堂讲课的心理，为自动化实验教学当前存在的问题提供了可行的解决办法。
通过上面提出的两种预习方法，可以使学生在实验操作之前就初步了解实验目的、实验的基本思想和原理，掌握简单基本的实验步骤及专业仪器设备的使用方法和注意事项等。
改变学生依赖心理，提高预习所占实验的比重 在传统实验教学过程中，以教师讲为主，学生学为辅，讲课内容太多、太细，几乎包含了实验过程中的每个步骤和注意事项。因此，学生主动思考实验方法和实验步骤的积极性就会降低，依赖教师讲解，认为不需去预习的心理就会越强。
计算机多媒体帮助预习和教师强调学生预习的前提下，可以采用自动化实验课堂上少讲甚至不讲的方式，让学生被动学习实验转变成主动来学习实验，让他们充分发挥个人在自动化实验过程中的主导作用。经过观看教学短片或者完成在线预习系统程序后，便能独立分析实验过程中可能出现的问题，探索实验过程中出现问题的解决方法，培养分析问题和解决问题的能力，从而达到学生掌握实验教学核心的目的。 通过这些方式，有效地克服传统教学模式中学生照方抓药的弊端，同时能够让学生形成主动学习的习惯，培养主动学习的乐趣。从而，教师与学生也能完全形成“ 互动” 的关系。既调动了学生学习的积极性，又锻炼了他们自学和独立思考的能力，同时还培养了学生团结协作的精神。
改变实验指导方法 在实验课教学过程中，教师要切实发挥主导作用，做到耐心、严格要求每个学生，认真观察每一个学生的操作，发现问题要及时纠正并给予示范。根据学生的不同情况因材施教，不能用同样的标准要求每个学生，随时提出具有针对性的问题让学生回答，要求学生对实验过程中的每一个实验操作步骤都要有全面的认识，不仅要知其然，而且要知其所以然。
为学生营造宽松的心理环境和学习氛围 在实验过程中，要为学生营造宽松的心理环境，多采用鼓励式教育，避开一些学生个性强，不愿与人沟通、不会与人沟通的特点。改变以教师为出发点的教学模式，形成师生之间、学生之间的互动模式；给学生主动参与学习、主动思考问题、主动发表自己见解的机会，在保证每个实验安全的前提下，使学生手脑并用，充分发挥其主观能动性[4-5]。
注重实验后的分析 每次完成实验后，应该使学生养成独立对自身实验进行分析和总结的能力。首先，应纠正学生在实验过程中出现的问题和错误操作，进一步培养学生操作的准确性；其次，应对实验中的注意事项进行反思，对实验结果与理论结果进行比对思考，回答实验前设置的思考问题，加深学生对实验内容核心思想的思考；再次，帮助学生分析实验成功和失败的经验，使学生从中学习更多的理论和实践技能，鼓励学生成功完成下一个实验。
优化考核方式，全面考查学生能力 为了切实了解学生对实验知识及操作的掌握情况，严格的考查方法也很重要，对学生操作过程中的每个细节进行细化考核。如二阶控制系统阶跃响应的实验，可以采用如下几项对学生进行考核，如预习情况、预习报告情况、仪器设备的安装、反应条件的控制、实验结果、实验态度和课堂纪律、实验报告处理等。完善的考核制度和方法可以充分调动学生预习和进行实验的积极性，达到事半功倍的效果。
调整实验内容，促进学生边思边学 根据学校实际情况，自动化实验教学大纲中安排的验证性实验较多，综合性实验重复内容较大，设计性实验几乎没有，且大多数实验不能和教材中所讲内容相对应。学生在进行验证性实验的操作过程中，通常不愿主动思考，其主动性和创造性得不到应有的锻炼和提高，这与设计实验教学的培养目标是不相符合的。此外，自动化实验与控制理论相关课程内容教学不同步，让学生感觉无从下手，只是机械照搬实验内容，严重影响学生实验的主动性和创造性。
为此，对自动化实验大纲进行调整，有选择地减少或合并部分验证性实验，增开综合型实验，同时也调整了不同实验的上课时间，使其尽量与自动化理论教学同步进行。根据学校现有条件，适当增加设计性实验。其中设计性实验的开设是学生在掌握了一定的自动化实验操作技能后，经过必要的规范操作训练，具备一定的实验能力，做过相关实验，结合理论自行查阅资料和文献，归纳总结，独立思考完成某个实验的设计。实验方案通过教师的审核后，由学生分组自己来完成。通过这样一个调整，学生能够在实验过程中主动发挥个人的创造性，为培养应用性人才打下坚实的基础。
3 结论
在本科高校实验教学过程中，教师要树立创新意识，转变传统的教育观念。在实验课教学过程中，任课教师要有创新实验内容和方法的思想意识，这也正是培养新时代工程技术人才的关键所在。加强本科高校自动化实验教学改革，更新传统教学模式，树立学生在实验过程中的主导地位，不断调整实验教学方法和教学手段，如此才能切实提高本科高校实验教学质量，培出更多合格的工程技术人才。
参考文献
[1]杨雪昭，张五一，王东云.工科大学生科技创新能力培养的研究[J].长春理工大学学报：高教版，2009，4（11）：
146-148.
[2]徐艳.多学科融合在大学生科技创新中的重要地位[J].南京工程学院学报：社会科学版，2009，9（4）：62-64.
[3]邱东，李岩，白文峰.科技创新型工科大学生培养模式的研究与探索[J].教育教学论坛，2013（47）：4-6.
[4]陈华新.集大成得智慧：钱学森谈教育[M].上海：上海交通大学出版社，2007：97.
[5]吴迪，贾鹤鸣.正视知识教育：素质教育的选择[J].教学与管理，2013（9）：13-14.
关键词 自动化实验；教学改革；教学模式
中图分类号：G642.423 文献标识码：B
文章编号：1671-489X（2015）12-0178-02
Study on Experimental Teaching Mode of College Automation Department//JIA Heming， DAI Tianhong， WU Di
Abstract Automatic control system design the experiment is automation， electrical engineering and automation， one of the most important courses for students. This experiment can make students master the basic skills， deepen the understanding of theoretical knowledge， to cultivate students’ ability to analyze and solve problems. But there are many shortcomings in the traditional teaching mode of experiment of automation， especially in agriculture and forestry universities and colleges of undergraduate course， the problem is more prominent. In view of the existing problems， the reform of the current automation experiment teaching mode， to adapt to the need of the society.
Key words automation experiment； teaching reform； teaching mode
在自动化本科专业的培养中，实验教学是教学过程中一个非常重要的组成部分。随着社会的不断发展，科技水平的不断进步，在大众化教育逐渐普及的前提之下，实验教学成为实现培养应用性、技术型人才的重要途径之一[1-2]。
因此，本科高校自动化专业实验教学模式和方法的选择也必然面临创新和改革，以适应不断发展的工程技术需求。通过对自动化学科设计实验的深入理解和认识，能够使得该专业的学生强化自动控制的理论知识，培养学生的系统工程设计能力，进一步提高学生分析问题和处理自动化系统问题的能力。
1 本科高校自动化实验教学存在的主要问题
传统的自动化实验教学模式中，根据本科高校的实际情况，发现许多不足之处。
首先，任课教师往往过于注重如何向学生教授和灌输专业知识，对每个设计的实验结果十分重视，忽视或轻视学生自身对实验意义的探索和操作过程，这样就不能充分调动起学生参与实验的积极性和主动性。
其次，学生在操作实验的过程中仅是被动地、机械地照搬照抄实验指导书的步骤来完成实验的内容，难以提高学生的实验思考能力和实验操作技能。
因此，对自动化专业实验教学模式的改革是适应社会发展需要和工程培养需求的，只有合适合理地进行调整和改革，才能培养出适应社会的应用性人才[3]。
2 本科自动化实验教学改革新模式探索
采用多种手段强化实验前的预习 为充分调动学生的积极性，培养其实验操作的创新能力，可以借助计算机多媒体工具来实现，使学生能够主动预习。
1）可以借助教学短片的形式，在每次实验课前，将必要的实验操作通过学校的网站向学生开放。这种方式在某种程度上可以提高教师教学手段的新颖性，进而避免学生在课堂上对教师讲解内容的过度依赖和产生惰性，达到使得学生具有独立完成实验操作能力的目的。
2）借助计算机多媒体建立控制系统，分析与设计实验在线预习系统，学生必须通过该系统进行在线预习，系统自动评分和教师评分相结合，经过教师考核后，合格的学生才可进入实验室进行实验。该预习系统很好地解决了学生不预习的问题，在一定程度上减少了学生依赖教师课堂讲课的心理，为自动化实验教学当前存在的问题提供了可行的解决办法。
通过上面提出的两种预习方法，可以使学生在实验操作之前就初步了解实验目的、实验的基本思想和原理，掌握简单基本的实验步骤及专业仪器设备的使用方法和注意事项等。
改变学生依赖心理，提高预习所占实验的比重 在传统实验教学过程中，以教师讲为主，学生学为辅，讲课内容太多、太细，几乎包含了实验过程中的每个步骤和注意事项。因此，学生主动思考实验方法和实验步骤的积极性就会降低，依赖教师讲解，认为不需去预习的心理就会越强。
计算机多媒体帮助预习和教师强调学生预习的前提下，可以采用自动化实验课堂上少讲甚至不讲的方式，让学生被动学习实验转变成主动来学习实验，让他们充分发挥个人在自动化实验过程中的主导作用。经过观看教学短片或者完成在线预习系统程序后，便能独立分析实验过程中可能出现的问题，探索实验过程中出现问题的解决方法，培养分析问题和解决问题的能力，从而达到学生掌握实验教学核心的目的。 通过这些方式，有效地克服传统教学模式中学生照方抓药的弊端，同时能够让学生形成主动学习的习惯，培养主动学习的乐趣。从而，教师与学生也能完全形成“ 互动” 的关系。既调动了学生学习的积极性，又锻炼了他们自学和独立思考的能力，同时还培养了学生团结协作的精神。
改变实验指导方法 在实验课教学过程中，教师要切实发挥主导作用，做到耐心、严格要求每个学生，认真观察每一个学生的操作，发现问题要及时纠正并给予示范。根据学生的不同情况因材施教，不能用同样的标准要求每个学生，随时提出具有针对性的问题让学生回答，要求学生对实验过程中的每一个实验操作步骤都要有全面的认识，不仅要知其然，而且要知其所以然。
为学生营造宽松的心理环境和学习氛围 在实验过程中，要为学生营造宽松的心理环境，多采用鼓励式教育，避开一些学生个性强，不愿与人沟通、不会与人沟通的特点。改变以教师为出发点的教学模式，形成师生之间、学生之间的互动模式；给学生主动参与学习、主动思考问题、主动发表自己见解的机会，在保证每个实验安全的前提下，使学生手脑并用，充分发挥其主观能动性[4-5]。
注重实验后的分析 每次完成实验后，应该使学生养成独立对自身实验进行分析和总结的能力。首先，应纠正学生在实验过程中出现的问题和错误操作，进一步培养学生操作的准确性；其次，应对实验中的注意事项进行反思，对实验结果与理论结果进行比对思考，回答实验前设置的思考问题，加深学生对实验内容核心思想的思考；再次，帮助学生分析实验成功和失败的经验，使学生从中学习更多的理论和实践技能，鼓励学生成功完成下一个实验。
优化考核方式，全面考查学生能力 为了切实了解学生对实验知识及操作的掌握情况，严格的考查方法也很重要，对学生操作过程中的每个细节进行细化考核。如二阶控制系统阶跃响应的实验，可以采用如下几项对学生进行考核，如预习情况、预习报告情况、仪器设备的安装、反应条件的控制、实验结果、实验态度和课堂纪律、实验报告处理等。完善的考核制度和方法可以充分调动学生预习和进行实验的积极性，达到事半功倍的效果。
调整实验内容，促进学生边思边学 根据学校实际情况，自动化实验教学大纲中安排的验证性实验较多，综合性实验重复内容较大，设计性实验几乎没有，且大多数实验不能和教材中所讲内容相对应。学生在进行验证性实验的操作过程中，通常不愿主动思考，其主动性和创造性得不到应有的锻炼和提高，这与设计实验教学的培养目标是不相符合的。此外，自动化实验与控制理论相关课程内容教学不同步，让学生感觉无从下手，只是机械照搬实验内容，严重影响学生实验的主动性和创造性。
为此，对自动化实验大纲进行调整，有选择地减少或合并部分验证性实验，增开综合型实验，同时也调整了不同实验的上课时间，使其尽量与自动化理论教学同步进行。根据学校现有条件，适当增加设计性实验。其中设计性实验的开设是学生在掌握了一定的自动化实验操作技能后，经过必要的规范操作训练，具备一定的实验能力，做过相关实验，结合理论自行查阅资料和文献，归纳总结，独立思考完成某个实验的设计。实验方案通过教师的审核后，由学生分组自己来完成。通过这样一个调整，学生能够在实验过程中主动发挥个人的创造性，为培养应用性人才打下坚实的基础。
3 结论
在本科高校实验教学过程中，教师要树立创新意识，转变传统的教育观念。在实验课教学过程中，任课教师要有创新实验内容和方法的思想意识，这也正是培养新时代工程技术人才的关键所在。加强本科高校自动化实验教学改革，更新传统教学模式，树立学生在实验过程中的主导地位，不断调整实验教学方法和教学手段，如此才能切实提高本科高校实验教学质量，培出更多合格的工程技术人才。
参考文献
[1]杨雪昭，张五一，王东云.工科大学生科技创新能力培养的研究[J].长春理工大学学报：高教版，2009，4（11）：
146-148.
[2]徐艳.多学科融合在大学生科技创新中的重要地位[J].南京工程学院学报：社会科学版，2009，9（4）：62-64.
[3]邱东，李岩，白文峰.科技创新型工科大学生培养模式的研究与探索[J].教育教学论坛，2013（47）：4-6.
[4]陈华新.集大成得智慧：钱学森谈教育[M].上海：上海交通大学出版社，2007：97.
[5]吴迪，贾鹤鸣.正视知识教育：素质教育的选择[J].教学与管理，2013（9）：13-14.