《分布式控制系统》课程案例教学法实施方法与效果探讨

高玮玮++王明红++杜向阳++周俊++雷菊阳++闫娟

摘要：通过对《分布式控制》课程的实际教学经验进行总结，以案例准备、问题提出、实施讨论和总结思考的方式在实际教学过程中实施案例教学法，深化学生对抽象知识的理解。同时，通过以案例为基础的课程设计强化学生对知识的綜合运用能力。实践表明，案例教学法的实施显著提高了课程教学效果。

0 引言

《分布式控制系统》为上海工程技术大学现代装备与控制工程专业重要专业课程，该课程依托该专业的相关基础课程，实现了学生对具体控制方法和控制理论的学习。该课程在实施过程中，存在理论知识抽象、具体控制过程难于理解等问题。为此，在该课程的具体讲述过程中，大量的案例教学法被插入到教学过程当中，以增强学生对抽象知识的理解。对实际教学过程进行总结，构建该课程的案例教学体系，对增强教学效果、提升学生的掌握水平意义重大。

1 课程性质分析

《分布式控制系统》课程重在加强学生对相关经典控制模型（如PID控制模型等）的理解与运用。学生在学习此课程时，难免会遇到接受困难的问题。主要原因在于学生在控制科学方面理论基础与实践经验的不足。为此，在教学过程中，应当尽量避免单一地对控制理论进行枯燥的讲解，应当结合现实生活中的简单实例，启发学生对简单问题的思考，引导学生理论联系实际的思考方式。

2 案例教学法的具体实施过程

案例教学法的实施并不是简单的通过实例向学生讲述抽象知识，应当在培养学生通过案例理解问题的基础上，通过案例加强学生对相关知识的掌握与理解。其具体实施过程包括案例准备、问题设定、实施讨论及总结思考四个环节。

2.1 案例准备

针对课程中的知识难点，结合学生易于理解的案例构建整个教学课程的案例库。值得注意的是，案例的数量并非越多越好。最好使用同一案例解释多个知识难点，如简单换热器案例可以同时解释该课程中前馈控制、复合控制以及时滞补偿控制等环节，这样更有助于加强学生从整体上把握课程知识，真正做到融汇贯通。

2.2问题设定

通过案例的描述引出问题，结合案例中存在的现象解释问题，问题的设定不应当超越学生现有的认识范围。如在讲述选择控制模型时，以生活中最为常见的汽包燃气压力控制为例，易于启发学生对问题的思考。

2.3 实施讨论

在问题确立后，应当充分发挥学生的主观能动性，在活跃课堂气氛的同时，强化教学效果。对此，可采用分组讨论或反转课堂的方式，激发学生主动学习、主动思考的积极性。同时，在实施过程中，主讲教师应当充分发挥课堂主导作用，在摒弃传统填鸭式教学的同时，引导学生以正确的方向思考问题。

2.4 总结思考

基于学生在主讲教师引导下的思考结果，将所有讨论结果汇总，并与课程难点知识进行对照，使学生的学习过程回归课程主线。

3 能力提升

在完成部分章节学习后，为提升学生对知识的总体把握及应用能力，必须要引入相关事件教学环节。在实践教学环节中，案例教学的思想应当得以更加充分的体现。对此，该课程共有3个课程设计环节，分别为：PID控制实验、时滞对象PID位置算法控制实验和循环灯监控实验，强化学生对PID控制算法、时滞补偿控制以及S7300PLC仿真器与计算机相连的组态过程等问题的理解与应用。

在课程设计环节中，为充分发挥案例教学法的优势，主讲教师对每一位同学的案例场景进行调整，激发每一位学生主动思考的能力。要求学生按照主讲教师设计的场景，通过一定技术手段实现案例。同时，在课程设计报告的撰写过程中，要求学生用相关课程知识解释案例演示中存在的现象。这样，不仅扩大了学生的认识范围，更能深化学生对课程核心知识的掌握。

4 结语

案例教学法具有授课形式生动多样的特点，可以很好的提升学生对抽象知识的理解。在我校《分布式控制系统》课程讲述过程中推广案例教学法以来，学生学习积极性明显提高，课堂气氛也有了较为明显的改观。更为重要的是，通过案例教学法的实施，学生对该课程的掌握情况得到明显提升，对知识的应用能力明显加强。

参考文献：

[1]王明红， 王大中， 金全意. 现代装备与控制工程专业方向的专业课程设计环节安排的探讨[J]. 教法研究， 2013， 5（6）： 74-75.

[2]王明红. 数控技术课程教学内容和教学环节的安排与实施[J]. 机械设计教学研究， 2012： 189-192.

作者简介：高玮玮（1985-），江苏盐城人，讲师，主要从事计算机辅助生物医学工程研究。