【導(dǎo)讀】2020年度“甘肅省精品課程”申報表。推薦單位蘭州交通大學(xué)。所屬學(xué)校蘭州交通大學(xué)（非部屬）。課程名稱機(jī)械工程控制基礎(chǔ)。課程類型理論課（含實踐）。所屬一級學(xué)科名稱工學(xué)。申報日期2020年4月。中華人民共和國教育部制。再次出現(xiàn)時可以使用縮寫。教師的詳細(xì)信息。姓名孟建軍性別男出生年月1966年10月。學(xué)位工學(xué)碩士職務(wù)副院長傳真0931-4938043. 控制工程基礎(chǔ)專業(yè)基礎(chǔ)課302級67. 1．指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計五年來共計62人。1．2020年9月，獲蘭州鐵道學(xué)院教學(xué)優(yōu)秀獎。甘肅省第四屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎，并于2020年10月。3．“傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備數(shù)字化改造信息系統(tǒng)”獲得“甘肅省科技進(jìn)步二等獎”，2020年5月

　　

【正文】 和實驗指導(dǎo)教師一起 編寫了《控制工程基礎(chǔ)實驗指導(dǎo)書》。 3． 電子教案 ：本課程 在 學(xué)校網(wǎng)絡(luò)輔助教學(xué)環(huán)境 提供的專業(yè)教學(xué)網(wǎng)站上 放置 電子課件、主講教師授課錄像等 補(bǔ)充材料， 以方便學(xué)生 下載 ， 部分再現(xiàn)教師授課過程。 4． 多校聯(lián)合 ：該課程已被列為蘭州交通大學(xué) 精品課程 和 平 臺課，我們已經(jīng)聯(lián)合了甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)、天水師范學(xué)院、蘭州工業(yè)高等 ?？茖W(xué)校等兄弟院校的相關(guān)老師進(jìn)行教學(xué)研討，并向各個學(xué)校的相關(guān)部門 繼續(xù)申請課程建設(shè)經(jīng)費(fèi)支持，以保證課程 建設(shè)工作的持續(xù)穩(wěn)步 推進(jìn) 。 25 44 教學(xué)方法與教學(xué)手段（舉例說明本課程教學(xué)過程使用的各種教學(xué)方法的使用目的、實施過程、實施效果；相應(yīng)的上課學(xué)生規(guī)模；信息技術(shù)手段在教學(xué)中的應(yīng)用及效果；教學(xué)方法、作業(yè)、考試等教改舉措） 教學(xué)模式將啟發(fā)式教學(xué)、課題練習(xí)與討論、多媒體課件使用和改進(jìn)考試方法等多種手段相結(jié)合，注重理論與實踐、理論講授與實驗操作的結(jié)合，著眼于學(xué)生 綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。 1. 啟發(fā)式教學(xué) 1) 講授與自學(xué)相結(jié)合，講授重點內(nèi)容和難點內(nèi)容，其他內(nèi)容提綱挈領(lǐng)、點到為止，主要靠學(xué)生自學(xué)掌握， 呈現(xiàn)出 充分發(fā)揮教師主導(dǎo)作用，學(xué)生主體作用的教學(xué)局面。 2) 在課程講授過程中， 以典型機(jī)電控制系統(tǒng)實例說明問題 ，并從實例引 申 ，啟發(fā)學(xué)生思考 。 主要通過加強(qiáng)練習(xí)、作業(yè)與答疑來保證學(xué)生對知識點的 理解和掌握 ， 并能舉一反三，以達(dá)到學(xué)生自主學(xué)習(xí)的效果 。 2. 課堂練習(xí)與討論 1) 對于重點知識，采用少講多練的方法，以加深學(xué)生對所學(xué)知識的理解，并能靈活應(yīng)用。 2) 啟發(fā)學(xué)生思維，增強(qiáng)學(xué)生主 體意識與學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。 3) 在合班上大課，組織課堂討論有一定的難度的情況下，我們的做法是讓學(xué)生課前分組進(jìn)行準(zhǔn)備，討論時以小組為單位提出觀點和方案 ， 從多個角度對問題展開討論，小組之間可以進(jìn)行辯論，最后由教師進(jìn)行總結(jié)。 3. 使用多媒體課件 1)多媒體課件集多位主講教師多年講課的經(jīng)驗，經(jīng)過反復(fù)調(diào)整和修改，特色明顯。課件緊密結(jié)合當(dāng)前控制理論的發(fā)展，并與機(jī)電技術(shù)有機(jī)結(jié)合，在課件中列舉更多現(xiàn)代機(jī)電控制系統(tǒng)實例，而這些動態(tài)的演示更加深了學(xué)生對理論知識的理解，與書本中傳統(tǒng)經(jīng)典的理論內(nèi)容相得益彰。也對其 他相關(guān)專業(yè)課的學(xué)習(xí)起到融會貫通的作用。此外，課件中對例題的解析，強(qiáng)調(diào)動態(tài)生成過程，這既加強(qiáng)了學(xué)生的理解，又節(jié)省了黑板畫圖的時間，能豐富講課內(nèi)容，增加授課信息量。這套課件具有傳統(tǒng)教學(xué)及一般提綱性 ppt 所無法比擬的優(yōu)點。 2)多媒體演示教學(xué)與黑板推導(dǎo)相結(jié)合，優(yōu)勢互補(bǔ)。《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)的特色和亮點之一就在于辨證地結(jié)合了這兩種教學(xué)方式的優(yōu)點。在需要大量工程例證、繪圖分析等問題上，充分利用多媒體教學(xué)的優(yōu)點，既形象生動，又節(jié)省時間。可以使課堂容量更大，保證教學(xué)質(zhì)量。在需要大量公式推導(dǎo)的數(shù)學(xué)原理分析等問題上，充分 利用傳統(tǒng)黑板教學(xué)的優(yōu)點。只有這樣，學(xué)生才能精力集中，思路清楚地跟隨老師一起推導(dǎo)分析，真正達(dá)到良好的教學(xué)效果。 3)增大信息量，解決課時少、課程內(nèi)容多的矛盾。多媒體教學(xué)能壓縮大量的課堂教學(xué)時間，可以更好地在課堂上提供課堂討論和課堂練習(xí)的機(jī)會。更有助于知識的鞏固。采用這種互動的教學(xué)方式有效地避免了理論課程學(xué)習(xí)的枯燥。 4. 引入先進(jìn)控制軟件和成果 1）將 MATLAB先進(jìn)控制軟件工具 、 教改和教學(xué)研究成果 以 及學(xué)科最新發(fā)展引入教學(xué) ，使學(xué)生加深對經(jīng)典控制理論的理解。 2）突出機(jī)械對象的系統(tǒng)控制，使學(xué)生深化對機(jī)電控制系統(tǒng) 的基本原理及必要的實用知識的理解和掌握。 5. 改進(jìn)考試方法 26 1) 改變傳統(tǒng)的單憑一紙試卷評定成績的方法，實行多環(huán)節(jié)考核（課堂練習(xí)與討論、平時作業(yè)與大作業(yè)、實驗報告、口試、提交與課程相關(guān)論文、期末考試等）相結(jié)合，進(jìn)行綜合評定，使成績評定更加合理。另外，考試題中增加實驗內(nèi)容中抽出來的考題以及促進(jìn)思考的考題。 2) 綜合實驗課采用 “操作分（占 30%）＋實驗報告分（占 30%）＋學(xué)生互評分（占 40%） ”的結(jié)構(gòu)評分方法。操作和實驗報告分?jǐn)?shù)由指導(dǎo)教師評定，學(xué)生互評分則由同組學(xué)生相互評定，得到相對值，再由指導(dǎo)教師平衡各組 情況確定其絕對值。 45 教學(xué)效果（含校外專家評價、校內(nèi)教學(xué)督導(dǎo)組評價及有關(guān)聲譽(yù)的說明；校內(nèi)學(xué)生評教指標(biāo)和校內(nèi)管理部門提供的近三年的學(xué)生評價結(jié)果） 蘭州交通大學(xué)教學(xué)督導(dǎo)組及機(jī)電工程學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)組專家 對 我?！犊刂乒こ袒A(chǔ)》課程的教學(xué)與改革給出 了 高度評價，認(rèn)為我們的教學(xué)水平高、教學(xué)質(zhì)量好，創(chuàng)新教育實踐做得好。通過校內(nèi)外專家評價，本課程被評為蘭州交通大學(xué)精品課程 ，值得在兄弟院校推廣 。 近三年，機(jī)電工程學(xué)院的學(xué)生普遍反映 控制工程 基礎(chǔ)課程的教師講課思路清楚、重點突出，易于理解接受，學(xué)生無記名投票評估主講教師的成 績達(dá)到 “優(yōu)秀 ”。還認(rèn)為，控制工程基礎(chǔ)課程的主講教師在教學(xué)過程中使用多媒體課件，增加了課堂信息量，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；同時，結(jié)合機(jī)電控制系統(tǒng)實例進(jìn)行教學(xué)，使學(xué)生更容易理解基本概念、理論和方法。教師的課堂教學(xué)方法和形式，更加有利于發(fā)揮學(xué)生主體作用，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。課程設(shè)計的實際題目使學(xué)生有機(jī)會參與實際產(chǎn)品的制造工藝設(shè)計、工裝選擇，保證了所學(xué)知識的實用性。近三年學(xué)生評教結(jié)果顯示， 控制工程基礎(chǔ) 教學(xué)組教師教學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，理論扎實，并有豐富的科研經(jīng)驗。 在 堅持教學(xué)改革、創(chuàng)新教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量的實踐中使學(xué)生受益的同時， 課題組青年教 師也得到 了提高。 課題組教師在近五年中先后有 5 人獲得 “蘭州交通大學(xué)青年教師教學(xué)競賽一 等獎 ”、 “蘭州交通大學(xué)青年教師教學(xué)競賽二等獎 ”、 “蘭州交通大學(xué)青年教師教學(xué)獎 ”、 “蘭州交 通大學(xué)教學(xué)優(yōu)秀獎 ”、 6 人榮獲 “蘭州交通大學(xué)優(yōu)秀教師 ”。 下面列舉一些 校內(nèi)外 專家和學(xué)生的評價 。 27 傅衛(wèi)平 ：男， 1957 年 2 月生，工學(xué)博士，教授，博士生導(dǎo)師。中國機(jī)械工業(yè)青年科技專家；陜西省振動工程學(xué)會常務(wù)理事，副秘書長；中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會高等學(xué)校機(jī)電類學(xué)科教學(xué)委員會委員（機(jī)械工程及自動化學(xué)科教學(xué)委員會車輛工程學(xué)科組） ?，F(xiàn)任西安理工大學(xué)機(jī)械與精密儀器工程學(xué)院黨委書記兼常務(wù)副院長。 1988 年以來，先后承擔(dān)過 2 項國家自然科學(xué)基金項目（其中 1 項為重點項目）、國家 “七五 ”、 “八五 ”科技攻關(guān)項目、 2 項機(jī)械電子工業(yè)部機(jī)械工業(yè)發(fā)展基金項目、 2 項國防基礎(chǔ)科研項目、 863 項目子課題、高等學(xué)校博士點基金項目、中國博士后科學(xué)基金項目等約 30 項科研項目；在國內(nèi)外著名雜志和會議上公開發(fā)表論文 50 余篇，其中有 20 篇次分別被 SCI和 EI 收錄；共獲得省、部級科技進(jìn)步獎一、二、三等獎 6 項。主要研究方向：智能機(jī)器人、現(xiàn)代物流系統(tǒng)工程與技術(shù)、智能車輛及其控制 理論與技術(shù)、機(jī)電系統(tǒng)與制造系統(tǒng)動力學(xué)及其控制。 28 趙文禮： 1950年 5 月出生， 教授，博士生導(dǎo)師 ?，F(xiàn)任 杭州科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院院長， 機(jī)械設(shè)計與車輛工程研究所所長，兼任中國機(jī)械工程學(xué)會高級會員，浙江省力學(xué)學(xué)會理事。先后主持了國家自然科學(xué)基金、浙江省自然科學(xué)基金、鐵道部自然科學(xué)基金、西南交通大學(xué)國家重點開放實驗室基金及各類橫向科研項目 10 余項，參加了國家自然科學(xué)基金項目一項。主要論著 在 國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表 50 余篇，其中被 SCI 收錄 7 篇， EI 收錄 8 篇。主編《測試技術(shù)基礎(chǔ)》本科生教材一部，獲部級優(yōu)秀教材三等獎， 撰寫著作一部《機(jī)械振動系統(tǒng)隨機(jī)疲勞和間隙非線性》， 科學(xué)出版社出版。獲省級科技進(jìn)步三等獎兩項、省級教學(xué)成果二等獎一項，省高?？萍歼M(jìn)步三等獎三項。獲國家發(fā)明專利和實用新型專利各一項。主持完成的科研項目 “軸承系列產(chǎn)品數(shù)字化檢測與管理系統(tǒng) ”深受用戶歡迎，已產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益，獲浙江省科技進(jìn)步三等獎。 29 徐創(chuàng)文： 男，教授，蘭州高等?？茖W(xué)校機(jī)械工程系主任 。甘肅省機(jī)械工程學(xué)會理事，甘肅省工程咨詢專家。畢業(yè)于西 安交通大學(xué) 獲得機(jī)械工程工學(xué) 博士 學(xué)位 。主要科研教改成果：普通車床數(shù)控化改造設(shè)計與研究、中小型交流電機(jī) 自動檢測保護(hù)裝置、石英晶體頻率動態(tài)檢測儀、裙式輸送機(jī)設(shè)計、碳塊成組輸送機(jī)設(shè)計、高工專機(jī)床電控及 PLC 課程的教學(xué)改革與實踐研究等科研、教改項目 9 項。其中，獲省高?？萍歼M(jìn)步三等獎 2 項。發(fā)表學(xué)術(shù)論文 50 余篇。主編教材：《數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用》、《機(jī)床電氣控制及可編程控制器》、《數(shù)控加工編程技術(shù)》等 6 部。2020 年獲省教育廳青年教師成才獎。主要承擔(dān)機(jī)床數(shù)控技術(shù)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、機(jī)械故障診斷等課程的教學(xué)。主要研究方向：機(jī)電控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)應(yīng)用、 CAD/CAM技術(shù)。 30 楊新華： 蘭州理工大學(xué)電氣工程與信息工程學(xué)院副院長 ，副教授，碩導(dǎo) ， 分管學(xué)院教學(xué)及實驗工作 。 31 趙武云 ：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院副院長，在讀博士，教授，碩導(dǎo)， 1988 年畢業(yè)于西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械系，主要研究方向為機(jī)械工程技術(shù)與裝備。 32 （注：以 上 是 學(xué)術(shù)帶頭人 郭光輝教授多年來對本課程督導(dǎo) 、課程 教學(xué)和 建設(shè)指導(dǎo) 的評價意見） 郭光輝 ：蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教授 ，碩導(dǎo) ，蘭州交通大學(xué) 機(jī)電學(xué)院督導(dǎo)組專家，《控制工程基礎(chǔ)》課程教學(xué)和建設(shè)顧問 。 曾獲國務(wù)院特殊津貼、國家科學(xué)技術(shù)委員會（現(xiàn) “中國人民共和國科學(xué)技術(shù)部 ”）、甘肅省科學(xué)技術(shù)委員會（現(xiàn)名為 “甘肅省科學(xué)技術(shù)廳 ” ） 和蘭州鐵道學(xué)院（現(xiàn)名 “蘭州交通大學(xué) ”）等部門的多項獎勵。 33 蘭州交通大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院教學(xué)督導(dǎo)專家代表： 蘭州交通大學(xué) 郭光輝教授，張效融教授。 蘭州交通大學(xué) 督導(dǎo)委員會 教學(xué)督導(dǎo)專家代表： 王曉明（蘭州交通大學(xué)常務(wù)副校長，主管教學(xué)工作），陳宜吉（前蘭州鐵道學(xué)院院長），姜國棟（前蘭州鐵道學(xué)院副院長），謝瑞峰（前蘭州鐵道學(xué)院教務(wù)處處長），孫愛良（蘭州交通大學(xué)教務(wù)處副處長，主管精品課程建設(shè)和實驗室工作）。 34 學(xué)生是課程建設(shè)成果的直接受益者，對教學(xué)改革的效果最有發(fā)言權(quán)。為了進(jìn)一步優(yōu)化電子課件，我們對學(xué)生進(jìn)行了抽樣調(diào)查， 車輛 041 班學(xué)生樊高峰認(rèn)為 “控制工程基礎(chǔ)課件的確不錯，內(nèi)容清晰，重點突出。有些畫面顏色不太好 ”。車輛 041 班學(xué)生倪瑞說： “控制工程基礎(chǔ)的課件是相當(dāng)不錯的，內(nèi)容詳細(xì)。 ” 機(jī)設(shè) 041 班吳金津同學(xué)說： “控制工程基礎(chǔ)是一門應(yīng)用廣泛的課程，對以后的工作有很大的幫助。而且應(yīng)用多媒體教學(xué)，使同學(xué)們都有一個好的環(huán)境和心情去學(xué)習(xí)。也謝謝任課老師平時對我們的幫助。 ” 46 課堂錄像（課程教學(xué)錄像資料要點） 課堂教學(xué)錄像資料要點 ： 錄像一：孟建軍老師課堂教學(xué)錄像資料要點 孟建軍教授在錄像中主講《控制工程基礎(chǔ)》課程 的緒論，主要 內(nèi)容包括控制工程及系統(tǒng)的基本含義，控制論的發(fā)展歷史及發(fā)展階段、控制論主要解決的問題，反饋在控制系統(tǒng)中的作用，控制系統(tǒng)的幾種常見的分類方法、對控制系統(tǒng)的基本要求以及本課程的特點和學(xué)習(xí)方法。 錄像二：彭珍瑞老師課堂教學(xué)錄像資料要點 彭珍瑞副教授 在錄像中講授《 控制 工程基礎(chǔ) 》 課程第三章系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型中的傳遞函數(shù)。內(nèi)容包括三個方面：傳遞函數(shù)的基本概念，傳遞函數(shù)的性質(zhì)以及相似原理。 首先 ，講解傳遞函數(shù)的基本概念時以系統(tǒng)的運(yùn)動微分方程為基礎(chǔ)，以拉氏變換作為數(shù)學(xué)工具，將運(yùn)動微分方程轉(zhuǎn)換為代數(shù)方程表示的傳遞函數(shù)。 其次，講授了 傳 遞函數(shù)的常用的性質(zhì)，通過這些性質(zhì)的逐一介紹旨在讓學(xué)生加深對傳遞函數(shù)概念的理解； 接下來，通過機(jī)械 、 電 網(wǎng)絡(luò) 兩 個 系統(tǒng) 為 實例，從 各自的運(yùn)動微分 方程 的建立入手，求出各自的傳遞函數(shù)，比較二者 傳遞函數(shù)的形式，發(fā)現(xiàn)其形式完全一樣，給出這種具有相同形式的系統(tǒng)為相似系統(tǒng) 的結(jié)論 ，并給出了對應(yīng)的相似量 。 最后指出由于相似系統(tǒng)在數(shù)學(xué)形式上相同，因此，可用相同的數(shù)學(xué)方法對相似系統(tǒng)進(jìn)行研究 ， 可以通過一種物理系統(tǒng)去研究另一種相似的物理系統(tǒng)。 錄像三：殷紅老師課堂教學(xué)錄像資料要點 殷紅在錄像中主講的是 《 控制工程基礎(chǔ) 》 課程第七章系統(tǒng)穩(wěn)定性中的 Nyquist 穩(wěn)定判據(jù)一節(jié)。內(nèi)容包括幅角原理的應(yīng)用，開 /閉環(huán)零極點的關(guān)系， Nyquist 穩(wěn)定判據(jù)的推導(dǎo)和 Nyquist 穩(wěn)定判據(jù)的應(yīng)用。在講解中，通過對系統(tǒng)穩(wěn)定性概念和系統(tǒng)穩(wěn)定性充要條件的回憶復(fù)習(xí)，展開討論開 /閉環(huán)零極點的關(guān)系；借助于幅角原理的數(shù)學(xué)工具，進(jìn)行 Nyquist 穩(wěn)定判據(jù)的推導(dǎo)；最后通過 對 機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等 4 個實例的分析，加深鞏固了 Nyquist 穩(wěn)定判據(jù)的 理解 。 在這三段錄像中，分別講授了本課程體系的前、中、后部的部分內(nèi)容。講授方法各有特色，突出了《控制工程基礎(chǔ)》課程的教學(xué)特點，也展示了教學(xué)組在不同內(nèi) 容講授時各具特點的教學(xué)方法。 在孟建軍教授主講的緒論中， 注重知識的旁征博引 ，注意舉例的豐富和生動性，充分利用多媒體教學(xué)的特點，向?qū)W生展示了書本上缺乏的大量當(dāng)前的工程實例，引起大家對這門課程學(xué)習(xí)的興趣。同時充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，展開討論，發(fā)現(xiàn)身邊的控制問題。 在彭珍瑞副教授主講的傳遞函數(shù)中，采用啟發(fā)式教學(xué)， 注意引導(dǎo)學(xué)生對書中知識前后聯(lián) 35 系的分析和整合 。由傳遞函數(shù)的性質(zhì)到相似原理，注意調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，訓(xùn)練學(xué)生舉一反三的能力和知識融會貫通的能力。注重與學(xué)生的互動，采用提問、討論等教學(xué)組織方式，加深學(xué)生對知 識的理解