以提高创新能力为目的《计算机仿真》课程教学改革探究.docxVIP

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以提高创新能力为目的《计算机仿真》课程教学改革探究

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陈芙蓉孙铁军金哲永

【摘要】本文以全面提升学生的创新能力为主要目的，通过对《计算机仿真》课程教学现状的阐述，从理论、实践教学以及考核形式等多维的角度论证了《计算机仿真》课程教学改革的必要性以及相关的改革措施，为科技创新型人才的培养提供了明确的教学实践探索方向。

【关键词】计算机仿真;创新能力;Matlab

中图分类号：O348.3文献标识码：A文章编号：2095-2457（2019）33-0032-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.33.014

0引言

面对市场需求的变化，面向日趋复杂的工业环境，培养可塑性好、创新思维能力突出、可从容应对社会快速发展的高品质工程技术人员，是我国增强综合国力、提升核心竞争力、构建“技术创新”型社会的必经之路[1]。“卓越工程师教育培养计划”是教育部根据国家教育规划政策和人才培养规划政策而配套出台的重大教育改革项目，企业和高校、科研机构联手培育工程技术人员的新机制，可以塑造出具有工业背景且专业化知识深厚的创新型专用人才[2]。

西方发达国家的本科和研究生教育已经将《计算机仿真—基于Matlab的控制系统》（以下简称《计算机仿真》）列为正式的教学计划序列，它是面向工程技术人员和研究人员的一种廉价的、最具效率的工程应用软件，无论数据挖掘、算法设计亦或模型仿真，其均呈现出较为柔性的、可扩展的开发环境，它将高级语言、数据流、工程环境巧妙地整合在工作界面，可实现数据挖掘、数值并行计算、复杂算法调试、数据图像化、模型仿真等诸多功能，广泛地应用于控制系统模型的设计和仿真、信号的测试、测量及处理、通讯、图像和图形处理，甚至是金融工程和财务管理。国内绝大多数本科院校的电气类专业，主要包括电气工程及其自动化专业、自动化专业等，均将《计算机仿真》列入正式的教学计划[3]。

《计算机仿真》课程对于培养学生的创新能力及工程应用能力显得愈发重要。因此如何提高学生对本课程的兴趣和引导学生加强对本课程重要性的认识是当务之急[4]。本文从提高创新思维能力的角度，对《计算机仿真》课程的教学实际情况进行了综合性分析，并进一步从课堂教学、上机实践、考核方式的架构等几个方面提出了具有的改革措施。

1课堂理论教学实际状况分析

《计算机仿真》课程课堂教学的主要内容主要包括：Matlab程序设计指令系统、控制系统的建模及其相互转换、Simulink-集成的动态仿真环境、连续控制系统的数字仿真，目的是使学生能掌握Matlab的语言结构、相关控制语句的使用方法、绘图功能，进一步加深对控制系统数学模型的理解及对其进行仿真的重要性，强化对学生逻辑思维能力的训练。该课程涵盖的知识点跨度大，对动手能力和逻辑思维能力的要求较高，在理论教学的讲解中存在诸多难点，尽管一些高校已经进行了教学改革的尝试和努力，也取得了卓有成效的效果，但目前仍然存在一些较为突出的弊端。

（1）课堂理论教学的主要授课方式为教师讲解，大多数本科院校在教学计划中将其设置为选修课，学时分配为40小时，其中包括8小时实验课时，较少的实验课时限制了教学内容的深度和广度，使学生在对该课程相关知识的把控上效果不甚理想。一方面由于单一的授课形式缺乏立体感、直观性，学生上课时缺乏主动性，容易对该课程产生厌倦情绪，因此难以掌握该课程的内涵。另一方面，从培养学生的独立思考能力、创新思维能力的角度考虑，这种教学方式明显是应对措施不足。

（2）目前该课程的实验教学主要是以验证性实验为主要内容，重点放在了对Matlab的软件基本操作上，忽略了在实践中对学生创新逻辑思维能力的训练。实验内容多以线性控制系统典型环节的动态响应以及稳定性分析、根轨迹分析、频域分析等内容为主，这些基本的、验证性实验不足以开拓学生的专业视野，达不到提高实际工程应用能力和创新能力的目的。

（3）由于该课程的教学定位为考查课，考核方式为平时成绩10%+实验成绩40%+考试成绩50%，学生们通常会产生一种轻视的心理，认为在其所处的专业领域该课程的地位不重要，在时间上付出较少，在学习侧重点上倾向性不足，成绩合格足矣。因此，考核方式架构的不合理性使其没有起到鼓励、督促学生学好本课程的作用。

2课程教学应采取的改革举措

基于走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人才强国的国家重大战略部署的大背景下[5]，在教育部“卓越工程师教育培养计划”的大环境下，以全面提高学生的创新思维能力和实践动手能力为宗旨，针对目前《计算机仿真技术》课程的理论授课方式、实验教学的内容、考核方式的构架所存在的弊端，有针对性地提出了几点改革举措。

（1）引入“