智能控制课程教学改革探讨

1、智能控制课程教学改革探讨 Discussion on Teaching Reform of Intelligent Control LI Xin-jun1, WU Tie-bin2 (1.Hunan Institute of Humanities, Science and Technology, Loudi 417000, China; 2.Central South University Institute of Information Science and Engineering, Changsha 410083, China) : Based on characteristic of

2、intelligent control course, this paper point out problems existing in the teaching of the course, discusses the practice and experience in the instruction reform of the course. Practice demonstrates that these methods are helpful to the students knowledge understanding,and arousing their interest an

3、d improving their ability of analyzing and solving problems comprehensively. 智能控制是当今国内外自动化学科中十分活跃和具有挑战 性的领域 , 是一门新兴的交叉学科 , 代表着当今世界控制理论和 技术的发展方向 , 是一门集理论研究和工程实践于一体的综合性 课程1 。通过本课程学习 , 使学生了解智能控制理论体系及其相 关的新学科基础、 智能控制理论发展的前沿动向、 智能控制理论 的应用领域及应用效果 , 掌握智能控制的基本概念和主要组成部 分, 掌握智能控制系统分析和设计的基本方法和步骤 , 并能利用 所学知识解决一

4、些简单的实际问题。如何讲授好这门课 , 提高教 学质量 , 一直是从事本课程教学的教师研究的课题。我们结合本 系的实际情况及同类院校存在的共同的问题 , 对智能控制课程教 学的改革进行了探讨。 1 当前教学中存在的主要问题 1.1 教学内容需要改进 目前, 许多智能控制的教材要么在内容设计和知识体系安排 上与该学科前沿科学联系不多 ,过于注重基础知识 ; 要么阐述得 很深奥,理论和公式显得特别复杂难懂 ;其次, 有些教材在理论与 实际的联系方面不是很密切。 而教师在教学中通常选定一本教材 以教材为中心开展教学活动 , 必然导致学生对该学科知识的理解 不全面不系统 , 更不能学以致用。 1.2

5、教学方法单一 由于该课程理论性强 ,内容抽象 ,很多老师采用“满堂灌” 的讲授方法 ,把讲授知识作为教学的主要目标 , 忽视了对学生学 习能力和实践能力的培养 , 并且教师与学生、学生与学生缺乏课 堂交流,从而使学生失去学习热情 ,教师教学缺乏激情 , 课堂气氛 沉闷 , 教学质量不高。 1.3 学生对相关基础知识的应用普遍感到困难 智能控制与一些基础课程 （ 如离散数学、数据结构、自动控 制原理等 ）的联系非常紧密 , 然而许多学生对相关知识的掌握并 不深刻 , 以至于在该课程的学习上感觉吃力。另外很多学生对 MATLA仿真软件的使用不熟练，导致在做仿真实验的时候无从下 手。 2 教学改革的

6、思路和方法 2.1 优化教学内容 智能控制课程具有前沿性、抽象性和理论性强等特点 , 讲授 内容相对广泛 , 教师应兼顾基础知识和新兴技术两个方面 , 并充 分结合自身与相关研究组在智能控制方面所取得的科研成果 , 以 及校内外专家在本领域的报告、相关视频材料 , 同时针对学生的 具体情况以及社会的需要进行内容筛选 , 加强学生的工程意识和 对实际问题的认识 , 提高他们处理工程问题的能力和经验 2 。对 于如模糊控制、 专家控制、 神经网络控制和遗传算法等典型的智 能控制系统 , 教师最好能够结合应用实例重点讲述。 此外 , 授课教 材并不能局限于指定某本教材 , 还应选用知识互补 , 具有

7、不同优 势的教材作为学生的参考书 , 以帮助学生更好理解本课程 3 。 2.2 改进教学方法和手段 智能控制课程的内容理论性都比较强 , 相对抽象、枯燥难懂。 授课时要注重教学方法和教学手段的改进 , 改革灌输式教学方 法, 由于智能控制课程涉及的很多问题难以解析求解 , 需要采用 比较复杂的数值计算方法。 如神经网络的学习、 遗传算法的实现 等。另外有些系统非常复杂 , 从理论上讲 , 虽然可以用常规的解析 方法进行分析和设计 , 但求解过程过于繁琐 ,希望能够采用模块 化、可视化的动态求解方法。MATLAB件的成功应用为解决这 类问题提供一条有效便捷的途径 , 该软件将矩阵运算、数值分析

8、图形处理、编程技术结合在一起 , 为用户提供了一个强有力和科 学及工程问题分析计算和程序设计的工具。MATLAB拥有的神 经网络 (Neural Network) 、模糊逻辑 (Fuzzy Logic) 、控制系统 (Control System) 等多个专门的工具箱 (Toolbox) 以及可视化动 态仿真系统 Simulink 、功能强大的图形用户界面 GUI 等非常适 合智能控制，因此，在智能控制课程的教学中引入 MATLAB充分利 用这个工具的优势 , 可以实现更好的教学效果 4 。 另外还应根据教学内容 , 开设配套的智能控制实验 , 将常用 的智能控制算法进行比较 , 从而认识各种

9、算法的优缺点 , 使学生 更加深刻的理解课堂所学到的知识。 2.3 加强教学队伍建设 培养和造就一支业务水平过硬和具有较强科技创新能力的 教学队伍是出色完成教学任务和提高课程教学质量的根本保证。 特别针对智能控制这样新兴的前沿交叉学科 , 教师队伍的建设就 显得尤为重要。 教学队伍建设主要从以下几个方面入手 :1) 立足 自身教师队伍的培养 ;2) 引进高层次人才 ;3) 邀请著名学者讲 学 ;4) 鼓励学术交流 ;5) 严格教师教学管理。 最终形成一支以课 程负责人负责的、 年青有为、 年龄学历层次高和学科结构合理的 “双师型”教学队伍。 3 结束语 在智能控制的教学中 , 优化教学内容 , 改进教学手段 , 加强师