许德智 潘庭龙

摘要针对运动控制类课程教学存在的教学形式单一、教学过程承接关系薄弱、学生的系统工程观难以建立等问题，以运动控制类课程群教学为载体，采用学科竞赛、科研项目开发、跨课程统一资源库建设等手段相结合，对课程群的多维度教学模式进行了研究与实践，结果表明，所提出的多维度教学模式对学生批判思维、实践能力、创新思维和设计能力的培养起到了积极的促进作用。

关键词 运动控制类课程群 多维度 培养模式

中图分类号：G424文献标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.26.037

Research and Practice on Multi-dimensional Teaching Mode of Motion Control Course Group

XU Dezhi， PAN Tinglong

（School of Internet of Things Engineering， Jiangnan University， Wuxi， Jiangsu 214122）

AbstractIn order to solve the problems of single teaching form， discontinuities of teaching contents with different courses， difficulty in establishing students’ system engineering view in the teaching processes of motion control courses， the multi-dimensional teaching mode of course group was studied and practiced by means of subject competition， scientific research project development and cross courseunified resource database construction.The results show that the proposedmulti-dimensional teaching modeplays apositive role in promoting the cultivation ofstudents’critical thinking， practical ability， innovative thinking and design ability.

Keywordsmotion control course group； multi-dimensional； training mode

0引言

运动控制类课程群是自动化专业、电气工程及其自动化专业的核心课程群，主要包括“电机学”“电力电子技术”“自动控制原理”“单片机原理及应用”及“运动控制系统”等专业主干课程，以及“风力发电控制技术”“智能电网”等专业拓展课程，该课程群的整体教学效果直接影响到学生系统工程观的建立、专业意识的树立和专业兴趣的培养。[1-4]因此，江南大学针对运动控制类课程教学存在的教学形式单一、教学过程承接关系薄弱等问题，从系统工程角度出发、以创新能力培养为导向，建立了运动控制类课程群；并以建立的运动控制类课程群教学为载体，采用学科竞赛、科研项目开发、跨课程统一资源库建设等相结合的手段，对运动控制类课程群的多维度教学模式进行了研究与实践。

1运动控制类课程群多维度教学模式总体架构设计

依托江南大学物联网工程学院大创实践基地，从系统工程角度出发，形成了以创新能力培养为导向、以课程群教学为载体，以学科竞赛、科研项目开发、跨课程资源库建设为手段的运动控制类课程群多维度教学模式。通过科研、教学与竞赛的有机结合，实现了学生在创新思维、批判思维和实践能力的全面提升，促进学生带着问题去学习和研究，在发现、分析和解决问题中大大提高了学习兴趣和热情。运动控制类课程群多维度教学模式总体架构如图1所示。

2運动控制类课程群多维度教学模式

2.1学科竞赛教学模式，解决课内与课外脱节的问题

运动控制类课程群具有集系统性、综合性、设计性于一体的特点，与创新活动存在着密切关联，因此运动控制类课程群教学应该从课内走向课外，形成课内外融合的教学理念。因此项目依托物联网工程学院大创实践基地，选择相关度高的“全国大学生‘挑战杯’、省/全国大学生电子设计大赛、飞思卡尔智能车设计大赛、中国大学生服务外包创新创业大赛”渗透融合到运动控制类课程群的课外教学之中，使课内教学与学科竞赛有机结合起来，培养学生的自主学习、创新能力。建立的学科竞赛教学模式培养模式结构如图2所示。

针对每个竞赛，制定了“海选赛——扩大学生受益面，强能力、校级赛——择优培养，提高水平、官方赛——提升综合能力，争荣誉”的三级赛制，构建多主题竞赛内容，丰富多层次课程群竞赛群，实现了运动控制类课程群学科竞赛的系列化、全程化。

2.2科研项目开发教学模式，解决理论与实际脱节的问题

以教师为主的授课模式传授了学生基本理论知识，但是学生的工程素质和技能在理论教学中得不到培养和训练。虽然通过学科竞赛的手段，使学生的实践创新能力有了一定的锻炼与提高，但是很多情况下学生还是无法将理论联系到实际，无法将零散的知识进行系统化。成果通过两个方法解决该问题：第一，普及性的科教结合模式，即在授课过程中，教师通过设计教学环节，将自己的科研项目融入课程教学中，从系统的角度培养学生提炼科学问题的能力，以及分析问题解决问题的能力，该模式为全员参与的模式，受惠面广；第二，择优性的科教结合模式，即通过师生双选的方式将优秀的学生吸纳到科研团队中，制定个性化培养方案，通过“科研项目培训、过程指导、项目验收”等科研过程的参与，使其利用掌握的专业知识，带着问题与目标去学习和研究，学习掌握科研过程中文献查阅、论文撰写以及结论总结等技能，完整了解科学研究项目的申报、立项、研究和总结整个过程。在发现、分析和解决问题中大大提高学习兴趣和热情，极大地促进了学生创新意识，在团队协作中提高了学生科研水平、思想和创新能力，提升了学生理论联系实际的能力。建立的科研项目开发培养模式结构如图3所示。

2.3課程群统一资源库及仿真平台建设，解决课程与课程之间的脱节问题

针对传统的教学模式中存在的关联课程之间的脱节问题，提出建设运动控制类课程群，并对课程群中的课程进行优化，优化后的运动控制类课程群具有整体性、连续性，有效地解决了各理论课程的衔接与综合问题。[5]以“碎片化资源、结构化课程、系统化设计”思想，从元件→装置→系统，从硬件拓扑→软件控制策略等不同维度，建设了运动控制类课程群的统一资源库。[6]主要包括：电机本体模型库、电力电子功率变换装置库、典型控制策略模块库、信号采集与处理模块库、数字化控制模块库、风力发电应用仿真系统库，利用资源库构建了课程群仿真平台。建立的资源库建设结构体系如图4所示。

3结论

形成了以创新能力培养为导向，以课程教学为载体，以学科竞赛、科研项目开发、统一资源建设为手段的运动控制类课程群多维度教学模式，通过科研、教学与竞赛的有机结合，实现了学生在创新思维、批判思维和实践能力的全面提升，促进学生带着问题去学习和研究，在发现、分析和解决问题中大大提高了学习兴趣和热情。以“碎片化资源、结构化课程、系统化设计”为指导思路，使课程群内容知识点全面、覆盖面广泛，并将知识点和技能点拆分，进行各类教学资源的开发建设，形成了涵盖了元件、装置、系统三个层面，以及硬件拓扑和软件控制策略两个维度的资源库，解决了传统的教学模式中存在的关联课程之间的脱节问题。提出多维度教学模式应用于江南大学自动化专业（5个普通班/年、1个卓越工程师班/年）、电气工程及其自动化专业（2个班/年）的学生，实施以来学生的创新思维、动手能力、组织能力与合作能力等明显增强。

基金项目：首批国家级一流本科课程——《运控控制系统》（2019年）

参考文献

[1]舒双宝，夏豪杰，刘文文，等.测控专业控制类课程群建设与实践研究[J].大学教育，2018（08）：55-57.

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[4]周骞，秦凤.工程材料课程多维度教学模式的探索及实践[J].中国现代教育装备，2020（05）：63-64+70.

[5]权轶，徐光辉，何莉，等.运动控制系统课程群教学改革研究[J].教育教学论坛，2017（35）：107-108.

[6]李伟，邢彦明，赵元英.高等职业教育课堂教学建设中的问题及改进举措——以北京政法职业学院为例[J].北京政法职业学院学报， 2016（03）：102-106.