创新型人才培养模式下智能控制理论课程教学方法改革与实践

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September2019（B）

创新型人才培养模式下智能控制理论课程教学方法

改革与实践

李

娟[1]宋育武[2]陈兴华[1]杜

黑龙江·哈尔滨

雪[1]

150001；

150001）

（[1]哈尔滨工程大学自动化学院

[2]空军哈尔滨飞行学院理论训练系

中图分类号：G642.0摘

要

文献标识码：A

黑龙江·哈尔滨

DOI：10.16871/j.cnki.kjwhb.2019.09.034

用。智能控制理论课程的内容非常多，包括专家控制、模糊数学、模糊控制、神经网络控制、人工神经网络等。通过学习这些知识，让学生能够及时了解一些技术发展的新动向。掌握一些智能控制理论的知识和原理、方法和技巧，并且还能够解决一些实际生活中的问题。因为这个课程的特点比较明显，学生在学习的时候存在许多疑惑难以理解，导致学生对这个课程兴趣不高。

什么是改革，改革就是要打破之前的思想，创造新

的方法，改革能提高学生的学习兴趣，能提高教师的教学工作质量，而智能控制理论课程是结合自身的特点还有当前存在的问题，增加一些实验教学和改革考核方法，提出一些具体的改革措施。关键词课程

gentControlTheoryCourseundertheTrainingModeofInnovativeTalents//LiJuan,SongYuwu,ChenXinghua,DuXue

ReformandPracticeofTeachingMethodsoftheIntelli原

智能控制理论

课程教学

改革与实践

网络

1智能控制课程的特点

这是一门集多学科为一体的课程，它的覆盖面非常广，课程内容丰富，包括专家系统、模糊控制、神经网络控制、遗传算法等优化控制理论和应用，这些课程的知识点都比较难懂，内容也比较抽象，理论性知识太多，如果不结合科研实践和生活应用，学生不易理解，学习兴趣也就不高。

AbstractWhatisreform?Reformistobreakthepreviousthoughtsandcreatenewmethods.Reformcanimprovestudents'interestinlearningandimprovethequalityofteachers'teaching.Combinedwiththecharacteristicsandproblemsoftheintelligentcontroltheorycourse,weaddsomeexperimentalteachingandreformtheassessmentmethods,andalsoproposesomespecificreformmeasures.

Keywordsintelligentcontroltheory;curriculumteaching;reformandpractice;networkcourses

智能控制理论是控制科学与工程一门重要的专业基础学位课，是一门综合理论研究和工程实践于一体的综合性课程。随着科技的发展，智能控制已应用到各行各业当中，现在就业市场对这种新型的人才有大量的需求，如今的高校不断改变自己的教育层次，从精英教育变为大众教育，目的是想从根本上满足市场对人才的需要，但是智能控制教学方式较陈旧，各个学校对这门课程还没有形成一个完整的体系，也存在许多问题。人们现在希望通过优化课程内容的方式来激励学生的创新思维多样化的教学形式，来做到提高教学质量，提高学生的创新能力。

智能控制理论课程在国内外都是一个比较活跃、新兴的学科，它的出现代表着自动控制理论发展进入了一个新的阶段，在工业、电力和电子一体化等领域都有广泛的应

2智能控制理论课程的教学目的

智能控制是具有智能信息处理、智能信息反馈和智能决策的控制方式，是控制理论发展的高级阶段，主要用来解决复杂大系统的复杂控制问题，研究对象的主要特点是具有不确定性的数学模型、高度的非线性和复杂的任务需求，本课程的教学目的是通过本课程的学习，使控制科学与工程专业的研究生了解和掌握智能控制的基本理论和方法，以及智能控制在实际系统中的应用技术，锻炼学生多元化思考问题的思维能力。

3当前存在的问题

因为智能控制理论课程是新发展的学科，所以给智能控制理论课程的时间就比较少，学生学习完基础的课程后，剩下的学时本来就不是很多了，而且这门课程大多数是在大四，大四又是大学的最后的一学年，学生都忙于毕业、考研、实习等现实的问题，投入课程的时间就会变得很少，学习这门课程的时间就必然减少了。不要说动手实践，就连理论知识都不一定能彻底了解、学透。3.1教学内容以理论为重

智能控制课程的理论性比较强，也涉及许多的数学工具，在此基础上就会有很多的教师把理论知识放在教学的第一位，在学生的学习兴趣和创新能力的培养上却没人关

基金项目：哈尔滨工程大学教育教学改革研究项目：智能控制课程在“三海一核”特色教学中研究与实践，项目编号：JG2017Y14。

作者简介：李娟（1976—），女，江苏泰兴人，博士，副教授，研究方向为船舶智能控制；宋育武（1973—），男，辽宁锦州人，本科，副主任，副教授，研究方向为飞机结构与系统。

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注。在教学过程中教师与学生缺乏沟通，课堂上以老师讲述理论和老师手抄板书为主，课堂气氛十分沉重，学生大多对这种讲课的方式很不喜欢。3.2缺少动手做实验的环节

现在学校内关于智能控制课程的学习中，动手实践的环节比较少，也没有多少合适的实验方案出现，大部分学校对这个也没有相应的教学课程，导致实验难以进行下去。3.3应用实例太少

智能控制已经在生活和科技中得到广泛的应用，当代最高意义上的智能自动化要算机器人的出现和应用，已经进入工业、进入家庭，特别是一些创新智能技术的发展，比如阿尔法狗、阿尔法-Zero，都代表着一代智能先锋。这些科技应用，能够激发学生的学习兴趣，但是需要课程中增设更多的应用实例。

4在创新型人才培养模式下对智能控制理论课程

教学方法的改革

根据创新性人才的特点和智能控制理论课程的要求，对该课程做了如下的尝试：

4.1在把握课程重点的前提下，对教学内容进行精简

因为智能控制理论课程在内容上比较抽象、涉及的范围比较广，而它又是大学生上学的一门选修课，这就会导致如果内容过难就会出现大量学生不选该课程的现象。所以教这门课的老师在教学内容上就要认真选择，不能让课程太难，也不能让理论知识偏多，否则就会导致学生难消化。4.2在教学时直奔主题，增加特色教学内容

教师在选择内容上，应该直接向学生讲述课程的重点、基本原理和基本方法，并详细向学生介绍智能控制在应用的领域上都运用哪些技术，需要哪些方法来实现，例如：在讲述课程中，教师应该少一些理论的知识，多用一些实际的例子让学生了解，这样可以让学生了解得更加明白，在以后学生也更加愿意深入地研究。

在教学内容上，增加特色教学内容，结合船舶动力定位培训、水下无人航行器的实践，增加实验教学，培养综合能力，吸引学生的学习兴趣。4.3在教学过程中引入新的工具

在平凡的教学中引入MATLAB，来激发学生的学习兴趣，这是美国的一种新的软件，这款软件的优点是：功能强大、界面比较易懂、开放性强等，因其有这么多的优点已经在好多的学校及科学研究中心被广泛应用。MATIAB中有跟多课程需要的工具箱，其中的几个工具箱能够很容易地控制各种算法和仿真智能控制系统，即模糊逻辑工具箱、神经网络工具箱、可视化动态仿真软件工具箱。在教学的课堂上引用MATLAB，教师就可以更加直观地讲述一些案例，学生也能更容易地听懂这些知识，也让学生对这个课程更加有信心、感兴趣。另一方面，MATLAB是一个比较易理解的编程软件，学生可以借鉴模仿教师做好的程序的模板自己制作一个系统。

4.4在网络上建设课程，帮助学生自主学习

因为智能控制理论课程的课时较少，但是内容却比较多，采用传统的教学方法，教师一次需要讲述很多知识，这样学生就会出现理解慢的情况，现在我们可以利用网络的

教改教法

课程，将一些智能控制的新技术、新理论和新应用发布到网络中，鼓励学生自主学习，激发学生的学习兴趣，这样不仅能巩固学过的知识，还能预习新的知识，还可以利用这个和其他的学生在线探讨问题，做问卷调查，实现师生之间、生生之间无距离的交流，同时，网站的内容会及时更新到与教学同步，每次教学用的PPT、录像等都会更新，这样就起到了辅助学生学习的作用，也给教师和学生共同创造了一个良好的学习平台。

4.5为培养学生的综合能力添加实验教学环节

教师在教学的时候，应该多围绕课程内容研究一些和课程有关的实验，这样可以帮助学生更好地理解和掌握理论知识。在教学中，如果只靠理论知识，是不能让学生理解内容的真正含义，也很难调动学生学习的兴致，所以就要添加一些实验来吸引学生让其感兴趣。再有，利用现在能做的实验，再延伸设计新的综合性实验，用这些综合性的实验逐步培养学生解决问题的能力。

4.6用改革考核的方法，来提高教师的教学质量

在传统的教学中，智能控制课程是没有实验的，所以考核成绩都是以答题的方法来判断，这样不能完全评价一个学生是否学得扎实。在改革后，可以在考试中加入实践的部分，通过“笔试成绩+科学实验成绩”的考核方式，将实验的分数加到总成绩当中，这样，不仅调动了学生对实验的积极性，还能让实验的质量得到提升。通过这几年的教学改革，学生增加了对这个课程的学习兴趣，还能掌握好关于这个课程的概念和方法，也为毕业的设计和以后的工作打下一个良好的基础，对教这个课程的教师，要想保证学科的教学

效果，不仅要提高自己的教学能力，更要提高的是通过实验活动让这门学科有了更好的发展，并能主动把这些都引入智能控制课程中，提高教学的质量。

5结论

总的来说，作为控制科学与工程专业研究生学位课程的智能控制，是培养学生科学素养、提高科研能力的平台，能够提高学生的创新能力的一种有效的手段，课程的建设，可以结合学校优势，以船舶、无人系统、核动力装置为对象，了解和掌握智能控制的基本理论和方法，以及在实际系统

的应用技术，这对学生的未来发展和锻炼多元化思考问题的能力具有重要意义。在智能控制理论课程教学中通过改革的方式培养了更多的创新型人才，创新型人才的增加可以为国家做出更大的贡献。参考文献

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电气电子教学学报,2006(2):65-68．

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[5]闻新,等.MATLAB神经网络应用设计[M].北京:科学出版社,

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编辑李金枝

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