专业基础课程中的创新创业教育探索与实践

2017-12-02 19:01黄峰,雷芳芳
教育教学论坛 2017年44期
关键词:自动控制原理创新创业教育教学改革

黄峰,雷芳芳

摘要:在“大众创业,万众创新”的背景下,专业课程教学需在理论性和实用性上达到融合统一。《自动控制原理》课程是工科专业重要的基础理论课程。本文针对该课程内容和特点,围绕创新创业教育内容,增加相应的思维和实践训练。使创新创业教育深入日常教学中,激发了学生学习兴趣,锻炼了实际动手能力。既改善了教学效果,也可逐步形成开放式、互动式的学习氛围。使学生在更好地理解专业课程之余,掌握基本的创新创业能力。

关键词:自动控制原理;创新创业教育;教学改革

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)44-0145-02

为建设创新型国家和创业型社会,国家现在大力提倡“大众创业,万众创新”[1],大学生要实现个人理想和人生抱负,需积极参与其中。高校的专业课程,尤其是工科专业基础课程,有必要加强大学生的创新创业教育[2]。

《自动控制原理》是电类、机械类专业的重要基础理论课之一[3]。它是工业过程控制与优化设计的理论依据,也是学习《现代控制理论》《微机控制》《过程控制》等本科后续课程和《自适应控制》《最优控制》等研究生课程的基础,主要介绍自动控制系统的基础知识,如经典控制理论中的三大方法和离散控制、非线性控制等知识。

《自动控制原理》课程理论性强,公式多,抽象难懂,理论与实践缺乏结合[4]。除了传递函数模型部分需具体明确实际系统外,其他都是从传递函数出发,分析系统的根轨迹法、频率特性等。除了上机使用Matlab编程,没有实际操作。随着教学的进行,部分学生逐渐对枯燥的理论失去兴趣。加之数学计算多、计算量大,比较难学,考试通过率也不高。

从培养学生创新创业能力的角度分析该课程,其中包含丰富的工程管理思想,能支撑创新创业教育。本文结合国外创新创业教育模式[5],探讨在该课程中,针对课程内容和特点,圍绕创新创业教育内容,增加相应的训练。使创新创业教育深入工科专业课程中,激发学生学习兴趣,锻炼学生实际动手能力。

一、自动控制中的“目的性”思维

按照定义,自动控制是指在没有人直接参与的情况下,利用外加的设备或装置,使机器、设备或生产过程的某个工作状态或参数自动地按照预定的规律运行。

课堂上可结合“大众创业、万众创新”讨论。创新与创业依托于“项目”,目的性明确。创新是改革原有的技术手段,而创业为什么能成功,关键是迎合了市场。比如苹果IPHONE手机为什么能够成功?为什么能击败NOKIA,开创智能机时代?是触摸屏迎合了人的操作习惯;更好的屏幕,让人的视野更开阔,人机交互也更方便等。总之,一个产品只有满足具体的需求才具有生命力。控制也类似,需具有目的性,即控制有效指标,比如温度控制,可能直接控制是比较难的,但如果能控制执行机构——空调、电炉、热水泵等,温度控制的目标就能实现了。因此,控制对象、控制量的概念就跃然纸上。这样讨论后,加深了学生对自动控制的理解,也增强了学生使用自动控制系统的信心。

二、自动控制中的“反馈”思想

《自动控制原理》有一个十分重要的“反馈”思想。什么是“反馈”,定义是指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入进而影响系统功能的过程,即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。

“反馈”的概念比较抽象,学生由于没有实际工作经验不容易理解。但换个角度看,“反馈”是通过对结果的评价,目的是改进输入方式。创新创业中就是对结果的评价和管理。比如创业中需要吸引投资,引入风投,靠什么?除了良好的项目,那就是准确的市场调查、科学的效益分析以及对产品意见反馈等。企业走上了正轨,企业的管理,不就是目标考核、绩效激励吗?产品更新换代,能否占领市场,还得依靠产品调查,摸清顾客需求。企业要开辟新的市场,更需要准确的市场分析。对财务的监督、管理也离不开反馈。

学生对数码产品比较感兴趣。NOKIA对人们使用智能机的判断失误,以及HTC产品价格、对象定位的偏差,都让人遗憾。这是缺少反馈的例子。而小米从推出小米手机开始,逐步推出家居生活系列产品,在社会上形成了“质优价廉”的品牌。华为则利用Mate系列、P系列高端手机,提高了品牌价值。这些优秀的企业通过调查,抓住了消费者的痛点。激烈的讨论可加深学生对“反馈”概念的理解,形成对结果以及市场的尊重意识,从而更深入理解“反馈”的作用。

三、自动控制中的“系统”

我们经常用框图来表示控制系统。“系统”包括,输入、控制器、执行器、输出、传感器等,每一个环节都十分重要。可以让学生通过创新创业讨论,形成“系统”的观念。也可通过“系统”的思想来看待创新创业。比如,结合自动控制的思想,讨论创业中的组织为什么重要,组织中的分工又是怎么回事。

学生创业时经常出现急躁、粗浅、片面等负面情绪,崇尚单打独斗、推崇个人能力。实际上创业中的组织如控制中的“系统”一样十分重要。只有组织相互协作,密切配合,才能促进企业的发展。对现代企业来说,企业中某一个环节失控,如资金使用的失控,还有对贪污、腐败的监管存在死角等,都会导致严重的后果。如1995年英国百年巴林银行因一个普通职员尼克·理森损失10多亿美元而倒闭的事件,曾震惊全球。组织对生产销售各个环节的监管,必须形成管理的闭环。否则,任一环节失控,整个系统就会崩溃。

学生明白了科学的企业组织中每一个单元都有自己的责任和义务。两两相关,互相依存。这种良好的企业文化,才是保证企业整体活力的源泉。脱离了系统和组织,个人将不会有价值。缺少了个人,组织也会缺少活力。通过对企业文化的理解,增强了学生对控制系统的全局理解。

四、科技竞赛、职业教育与创新创业实例讨论

科技竞赛和职业教育可培养学生运用控制理论分析与设计控制系统、系统的安装与调试等实践、创新能力,达到企业对工程师提出的职业能力要求。在该课程中结合科技竞赛与职业教育补充创新创业教育,不仅使学生掌握了基本的专业知识,还增加了他们创业的兴趣,提高了他们的自信。常见的科技竞赛的题目主要有智能车、机器人等项目。我校自动化相关专业的学生也积极参加电子竞赛提高了自己的能力。近三年来,有215人次参与了大学生学科竞赛,取得良好的成绩,其中获得全国一等奖、二等奖各1次。还可以根据学生提供的一些创业项目,组织大家讨论,例如以下项目。

项目一:无线智能插排。通过手机软件控制插排,进而控制家用电器。

该项目是针对目前市场上流行的智能路由器提出来的。依据是任何电器都可以通过插排控制启停。优点:成本低、方便、市场大。缺点:技术含量不高,市场上已有初步的产品。

项目二:电器WIFI控制单元。可嵌入所有电器中,用手机实现电器控制。

该项目是源于智能家居的思想。希望通过该单元可以控制大部分家电设备,如简单的灯泡,可控制亮度、时间等。稍微复杂的空调、电视等,除了可用手机实现遥控器功能,还能实现智能化等。缺点是难度较大。学生们对项目的可行性、盈利前景等进行了讨论,有些学生甚至还引进了风投,与别人合伙创办了公司。

五、结论

将创新创业教育融合到专业课中的做法,能启发学生思维,提高学生学习兴趣,使学生掌握基本创新创业思维,具有一定的参考价值和实践意义。学生也因此开拓了视野,增强了创新创业能力。但受限于课时、教材、实习条件等,在专业课程中增加创新创业内容,仍然只能是一种初步的尝试。同时需要注意的是,专业课中的创新创业教育不能喧宾夺主,影响了课程教学大纲中规定内容的讲授。

参考文献:

[1]李克强.让各类主体创造潜能充分激发释放出来形成大众创业万众创新生动局面[J].中国科技产业,2015,(1):10-11.

[2]陈希.将创新创业教育贯穿于高校人才培养全过程[J].中国高等教育,2010,(12),4-6.endprint

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