智能控制课程教学模式研究论文
时间：2021-08-31摘要：“智能控制”是控制理论发展的高级阶段课程。随着科技水平的飞速发展，智能控制在各行各业所应用的产品越来越多，市场对掌握智能控制技术的应用型人才的需求量也越来越大，因此，“智能控制”课程在高校人才的培养中也开始占据着重要的地位。但是，智能控制是20世界60时代才开始发展的新型技术，各大高校的教学模式还存在不少问题。为此，本文针对应用型人才培养下的智能控制教学模式的问题和发展进行探究，通过优化课程内容、激发学生创新思维等多样化的教学模式，以期能在实践中提高智能控制教学的整体质量。
关键词：应用型人才；智能控制；人才培养导向；教学研究
随着我国经济水平的不断发展和社会市场需求的提高，高校也改革了高等教育的阶梯层次，从精英教育转变为了应用型的大众教育，从根本上更好地适应了经济市场对于人才的需求。如今本科和各大高校的招生量急剧增大，但高校对于学生的教育还停留在理论的应试教育上，无法满足市场需求。因此，各高校也在寻求能够提高人才素质的新型教学培养办法。智能控制是高校电子技术众多学科中重要的一门专业课程，集精密实操和高级理论为一体的新领域，在世界范围内都受到广大关注，也是未来科技市场中的发展重点[1]。因此要加大智能控制专业下应用型人才的培养力度，为学生提供先进的知识与创新实践的机会。
一、智能控制的基本概念
就智能控制在高校中的专业课程而言，是一门集人工智能、电子科学、高等控制理论和运筹学等学科为基础的，以智能机器在无人干预的情况下自主实现目标的控制技术专业，包含着遗传算法、模糊逻辑、专家系、神经网络等理论，自适应控制、自组织控制和自学习控制等技术，具较高容错力的高层控制系统，全局控制力强，是一门复杂的、全新的、交叉型的新学科[2]。在高校中最常看到这门专业的就是自动化的机械制造行业和电力系统设备等专业，拥有广阔的研究价值和市场发展前景，因此在高校也在积极的开设和教学中，使学生能够更快的学习到智能控制的相关原理和控制方式，能够对智能控制的发展有更进一步了解，从而在毕业后更适应行业岗位需求。由于智能控制专业本身包含了大量的高等技术和理论，对大学生而言相对晦涩难懂、枯燥深奥，学习起来十分吃力，无法长久耐心的钻研和学习，在理解方面也是一知半解，无法精通。因此，如何在教学过程中帮助学生快速准确地掌握智能控制的核心技术是主要的教学理念，激发学生的学习兴趣和钻研性，也是本文的研究的重点。
二、“智能控制”课程教学存在的问题
1、教学方式单一。由于智能控制学科中有大量的专业基础课，例如自动控制原理、计算机控制、工业机器人应用技术、小型智能控制系统集成等专业核心课程，都是十分专业的高等理论，涉及的教学概念广泛且复杂，因此在授课过程中，大部分教师都将理论技术为教学重点，采用被动的板书式教学。单一传统的教学模式让学生的兴趣下降，失去积极性。智能控制的内容过于抽象化，公式推理复杂，学生一时之间无法完整消化，而教学过程中缺乏多样化的互动交流，也无法帮助学生有效的及时理解，课堂气氛沉闷的同时，学生的学习效率也十分低下。
2、课程缺乏实践环节。由于智能控制的理论性强，教师在课堂中更多的是演示智能控制的原理和操作程序，而且智能控制涉及的操作工具比较复杂，部分学校也缺乏实验教学的平台。社会市场中对智能控制专业人才的实际操作水平要求很高，但学校往往在大四才开始开设实践课程，留给学生的操作演练的课时少，学生的掌握时间也不够充分。理论与实际相脱节的情况下，学生在毕业后还需要很长时间来适应企业中的操作，甚至产生失误带来经济损失，这不利于学生就业和企业的稳定发展。
三、人才培养模式下的“智能控制”课程教学优化
1、优化智能控制的教学内容。作为高技术含量的专业控制学科，智能控制具有抽象、前沿、复杂、理论性强的特点，内容覆盖的专业知识多，但在教材中的实际案例偏少，整个专业课程偏理论化。因此，课堂上应整合优化教学内容，在熟悉控制理论的基础上多采用案例分析、实例演示等环节来提高学生的学习兴趣，加深课堂理解效果。在智能控制教学中应注重智能控制的应用领域和掌握方法，一方面，要掌握基础性的概念和技术细节，另一方面，也要时刻关注前沿发展的.最新技术，让学生能够跟随行业发展学习到新知识新技术。教师在课堂上应多授予一些实际应用的方法，例如工业过程中模糊控制如何研究并建立好输出与输出量的模糊管理，或是在BP神经网络中采用SCG算法来加强电力系统的智能控制过程[3]。
2、增加操作仿真软件环节。通过专业的操作软解能够让学生将理论与实际更好地结合，目前在智能控制领域中最常见的模糊逻辑工具是MATLAB软件，借助它能更直观地了解模糊逻辑系统的控制程序。在操作中，学生可以通过软件采用PID参数或M语言自己编写智能控制算法程序，通过操纵模糊控制器来完成自己的指令，或者利用BP网络为学生讲解网络结构和学习算法，学生在操作中进一步加深了对智能控制的理解，提高了学习的积极性，更有针对性地弥补了理论教学中知识缺漏，符合应用型人才的培养要求。
3、激发学生创新思维。智能控制中的人工神经网络和模糊控制系统在国防安全、航天航空、区域监控、水下探测等科技领域都是主要应用对象，相关专业的学生毕业后也投身于高科技领域，因此，加强应用型人才的培养，学生对智能控制系统的设计思维也是学校要着重培养的应用型能力之一。智能控制系统的成长与市场专业的需求成正比，还处于不成熟的发展阶段，学生在学习时也要提高自己对智能控制的创新意识和思维方法，开发出更多智能控制的技术策略，如无人驾驶、阿尔法狗、水下机器人等智能控制的热门机器，不断促进智能控制的发展，为社会、国家、人类生活带来更多高文明的智能帮助[4]。教师在授课过程中要以学生为本，采用差异化的教学方式保留学生的个性思维，通过讨论实验、录像投影等设计各种疑问来激发学生思考研究，引导和组织学生开拓新思路，不断了解智能控制的内在关联和规律，从而站在前人的成果上创新更多的智能控制理论和技术。
4、考核方式的优化改进。“智能控制”课程在期末考核成绩上多数采用问卷模式，但这只考评了学生对智能控制理论的掌握程度，在实践操作、创新能力上无法很好的判断学生的掌握情况。因此学校应根据智能控制的特点开展多元化的考核模式。首先在期末考核上，分为单人和小组考核，通过布置行业热点和国际期刊论文的主题为小组的项目论文课题，让学生进行单人和小组的双重考核模式，从而考查学生独立思考和团队配合的双重能力，并在论文中检验学生对于智能控制的具体问题是否有深入的理论推导和验证理解，能否利用所学知识提出解决方案；其次，智能控制实践考核，通过智能控制的数据收集、到控制方案设计、控制程序编写、智能控制系统成型来验证学生的掌握度；最后也要将平时的作业成绩、课堂表现度、出勤率等按照比例纳入总成绩中，通过平时的学习态度和最后的考核结果公平合理的考核。
综上所述，“智能控制”作为电子科技中的专业核心课程，是机电制造、新能源、电力和建材等专业学生的必须掌握的学科知识，本文提出在“智能控制”的教学中要优化教学内容、利用仿真软件等教学工具提升学生的理解度，通过培养学生的创新意识和学习兴趣来完善教学模式，从而培养出更多的智能控制专业的应用型人才，使学生能迅速掌握智能控制专业的核心技巧，能够将其原理和设计运用到智能控制系统的相关行业中去，为智能控制专业的发展做出新的贡献。
参考文献：
[1]蔡自兴、智能控制原理与应用[M]、北京:清华大学出版社，2007、[2]刘金琨、智能控制[M]、北京:电子工业出版社，2005
[3]毛玉蓉、MATLAB在智能控制课程教学中的应用[J]、仪器仪表与分析监测，2008，（2）：8-12
[4]袁宇浩，张广明、研究生“智能控制”课程教学探讨[J]、中国电力教育，2010，（7）:52-53
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