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无人机实训总结范文1
关键词 现代控制 教学方法 实践教学
中图分类号：G642 文献标识码：A DOI：10.16400/ki.kjdkx.2017.02.042
Abstract According to the characteristics of the course of modern control theory and application requirements of the University， based on classroom teaching， experiment teaching and assessment methods are discussed. Some methods of modern control theory teaching， puts forward some opinions， and applied to the actual teaching work， and achieved good teaching effect.
Keywords modern control； teaching methods； practice teaching
1F代控制课程特点及现状分析
现代控制理论这门课程是高等工科院校自动化专业的一门重要的专业核心课程。[1，2]它以高等数学，线性代数，复变函数，自动控制原理为基础，理论性强，内容丰富，概念抽象，数学推理与矩阵运算多，导致学生要掌握难度很大。长期以来，该课仅有以教师为中心的课堂教学模式，没有实践教学环节，导致学生难以应用。尽管如此，近几年，随着各种大学生科技竞赛（如“恩智浦杯”智能汽车竞赛，电子设计大赛，机器人大赛）受到应用型大学的重视与参与，也随着我国产业升级，机器人在各行各业开始大量出现，现代控制理论知识的掌握与应用已越来越重要。
作为培养创新创业应用型人才的五邑大学，近几年已开始在教学大纲设计上侧重大学生工程应用能力的培养，如增加实训环节。同时也鼓励各学院进行教学改革，成立各种综合实验班。与此同时，理论教学课时受到挤压，导致目前现代控制理论课程教学越发难以实现教学目标。
基于以上情况，结合笔者这些年实际教学经验与体会，以及我校自动化专业在校学生的实际情况，本文针对课堂教学、实践教学和考核方式等方面改革做一些相关探讨。
2 课堂教学的改革
2.1 变革课程教学方式
传统的教学方式多数为以教师为中心的填鸭式教学。面对现代控制理论这种涉及到繁琐的数学推导，较多抽象的概念，这种方式极易使学生产生恐惧心理和厌学情绪，也不能有效提高学生的创新性思维和实际应用能力。而应用型大学教学强调“应用型”教学，在教学中增加更多的实际案例环节和互动环节，积极引导学生自觉深入挖掘有用知识，强调学生自主学习与应用能力培养。[3]教师在现代控制理论教学中应将应用型与传统型教学方式合理结合，既侧重基础知识讲授，同时也要引导学生置身案例背景和角色中，积极思考、勤于应用，为以后成为应用型工程师打下坚实理论基础。
2.2 充分利用网络资源
在网络越来越发达的今天，应充分利用网络资源，激发学生自觉探求现代控制理论知识，挖掘应用方法和途径。一方面鼓励学生通过网络（如斯坦福网络公开课程，国内精品课程等）学习现代控制理论知识；另一方面，教师需要与时俱进，及时关注学生兴趣热点，充分利用网络资源，合理更新教学案例。近年来，笔者根据学生的兴趣，依赖网络资源，编制了倒立摆，单球滚动机器人，模型车，四旋翼无人机的教学案例，获得了较好的教学效果。
2.3 在现代控制理论课程教学中引入MATLAB软件
现代控制理论课程内容复杂抽象，要求基础高，为在最短时间内，将现代控制理论基本知识和应用案例立体化呈现给学生，笔者在课堂教学中引入MATLAB。MATLAB软件是一款编程语言简单，功能强大，能实现现代控制理论课程所需要的所有数学计算，是课堂快速实现案例建模，仿真，并呈现效果的少有几款软件之一。[4]
在课堂上，教师可以使用MATLAB软件，根据教学进度，依赖案例建模并编程，多角度仿真，可视化呈现各种理论应用效果。学生在课堂上不仅能看到现代控制理论知识应用于实际的仿真过程，还能看到整个参数调试过程，再加上教师的详细讲解，这非常有利于提高学生的学习兴趣，引导学生关注问题的重点，也为课后学生实践提供了指导意义。教学实践表明，MATLAB的应用，不仅能有效解决现代控制理论教学中理论知识讲解和实际应用脱节的问题，还能增强教学的生动性，提高教学效率。
3 实践教学内容的改革
现代控制理论课程实践性和应用性很强，对学生的综合素质要求高，因此教学上不仅要精心设计教学内容，培养学生具备扎实的理论基础，还要注重实践教学，精心设计实验内容，培养学生动手能力和应用能力。
3.1 合理安排实验内容
实验是培养学生动手能力，分析问题解决问题能力的重要环节。在保证实验教学课时的基础上，适当加大设计性、综合性实验的比重，以培养学生综合解决实际问题的能力，尤其是适当提高教学案例在实验中的比例，可达到实验与教学互动，提高学生的学习兴趣和教学效率。另外，教师可将实验指导书及实验任务提前布置给学生，让学生利用MATLAB仿真软件在计算机上提前仿真，仿真成功后再到实验室进行硬件验证。这样做可以节省实验时间，同时也能让学生掌握仿真软件的使用。
3.2 加强课程设计环节，提高系统设计能力
课程设计是将所学理论知识与实践结合的重要环节，是教学计划中综合性较强的实践教学环节。现论控制由于涉及的基础较多，一到两周时间内，完全由学生独立自主实现的可能性不高。因此，课程设计需依托学校实训基地或相关科技竞赛（已有相关硬件平台）设计题目，以学生为主体，3-5人一组分工，先查找资料，建立控制对象模型，然后利用MATLAB仿真确定控制设计方案，并仿真调试。仿真调试成功后，再利用实训基地平台，进入实际系统软件开发流程，最终做出实物。通过整个控制设计流程的训练，学生基本可以掌握控制系统开发流程，为毕业后走上相关工作岗位打下基础。
3.3 引导学生参加科技竞赛
将现代控制理论知识应用于各类科技竞赛中，有利于提高竞赛作品的理论深度和可观赏性，增加获奖机会。实践证明，通过组织一些基础扎实、学习兴趣浓厚、创新能力较强的学生参加校级、省级、国家级各类科技竞赛，有利于调动学生的学习积极性，激励学生更深入地钻研现代控制理论相关知识。目前，我校成立了创新实验室，组织了一批指导老师，吸引了一大批创新能力强的学生，设计了倒立摆、单球滚动机器人，模型车，四旋翼无人机、多足机器人、羽毛球自动捡球机等各种自主控制系统，并在多个电子设计大赛，挑战杯，机器人大赛等各类科技竞赛均获得不错的成绩，这些对教学工作产生了积极的影响。
3.4 完善考核方式
目前，现代控制理论课程考核是由平时成绩、期末成绩两部分组成。平时成绩包含出勤、课堂表现以及课后作业；期末成绩采用闭卷形式，考核相关基本概念和理论知识。这种考试形式过于侧重学生对理论知识的了解和掌握，容易使学生误以为学习现代控制理论只需死记硬背知识原理即可，因而难以全面准确地反映学生分析与解决问题的能力。改革后的课程考核结合平时成绩、期末成绩、实验成绩以及开放性自主设计成绩四部分组成。期末考核改闭卷考试为开卷考试，强调学生对知识的灵活应用能力，而不是对知识点的记忆。实验考核借助实训设备，来加强学生动手实践能力培养。开放性自主设计可分两类，一类为一些小作品设计或仿真，在总评成绩不超过100分的情况下，可适当加分；一类为难度较大，涉及现代控制理论知识面较多的作品设计，该作品完成并撰写书面报告可代替期末考试。
3.5 极点配置课堂教学举例
由刘豹，唐万生主编的“现代控制理论”的第5章极点配置课堂教学中，[5]传统教学着重在理论上证明能控性是采用状态反馈任意极点配置的充要条件，能观性是采用输出到的线性反馈实现任意极点配置的充要条件。在状态反馈极点配置控制器设计和观测器设计过程中，虽然能够强调控制系统的性能主要取决于系统闭环极点在根平面上的分布，但在应用举例中，一般强调设计过程和步骤，对于极点的设计，往往只是随意取一组具有负实部的极点，保证闭环系统的稳定性。这种教学方式对于理论教学是可以的，但作为应用型大学教学，需要强调在实际中的应用。教学过程中可以设计案例，以MATLAB仿真课堂教学和实验或课程设计，来检验极点配置方法在实际应用中是否真的可以被任意配置。
笔者近年来设计的四旋翼无人机控制为多输入多输出系统，具有干扰大，控制难的特点，非常适合被用于检验极点配置控制器设计和观测器设计的效果，学生从中也可以认识到为什么在实际中不能任意配置极点，如建模不准确，测量干扰大等原因都使得无法任意配置极点。课堂上也可以将实际数据结合MATLAB仿真来直观地显示极点配置控制器或观测器的设计效果。图1-2即是四旋翼无人机高度信息测量与极点配置观测器设计后高度和速度估计MATLAB仿真结果。从中可以看出，观测器设计不仅将速度估计出来，而且高度估计结果相对测量具有去除高频干扰的效果，即具有滤波效果。课堂上，教师还可以现场调整配置的极点来观测不同的结果，从而更直观地让学生w会配置的极点和观测的结果的关系，也就能理解为什么不能任意配置极点的原因。实际教学应用中，学生反映积极，教学效果得到极大提高。
4 结语
作为应用型大学，针对现代控制理论教学中课堂教学、实验教学和考核方式等方面，我系控制理论课题组的老师在近几年进行了一系列的努力与探索。从教学效果看，这些方面的改革激发了学生学习的兴趣，提高了学生实践和综合应用能力，改善了教学质量。当然，在探索实践过程中，也遇到了很多新问题，这就要求我们教师还需要在教学实践中不断总结、改进和完善，为持续提高教学质量贡献力量。
基金项目：广东高校优秀青年创新人才培养计划项目（2014KQNCX157），五邑大学2015年青年科研基金项目（2015zk12）
参考文献
[1] 陈峰.CDIO模式下《现代控制理论》课程教学改革的探讨[J].成都：实验科学与技术，2012（10）.
[2] 姜顺，张相胜，潘丰.《现代控制》课程教学改革的思考与探索[J].石家庄：教育教学论坛，2015 （41）.
[3] 王华荣.以案例教学推动大学课堂教学模式改革的实践与探索[J].中国大学教育，2011（4）.
无人机实训总结范文2
一、电气工程及其自动化的实践教学现状
目前，国内多数理工院校设有电气工程自动化专业，但在具体方向上分工不明确。与专业相对应的教学内容不完善，理论教学课程明显多于实践教学课程。学生方面，由于教师占据课堂的主体，加之电气工程自动化涉及大量的实践内容，学生理解起来较为困难，因此导致专业学生毕业后实践能力普遍较差。课程内容上，电气工程及其自动化沿用了传统的教材，虽然对其进行了适当的改革，但内容上缺乏针对性，不能及时与企业的先进技术进行融合，教材内容存在滞后性。多媒体的出现一定程度上促进了自动化专业教学效率的提高，但由于教师素质等问题导致新的科技手段应用效率并不高，学生的课堂理解和消化能力差。传统的教学评价体系上存在缺陷，工科类学生在人才培养过程中重视学生基础知识考核，但却忽视了实践能力培养。在相关实验和实践内容上设计较少。且理论课不能形成系统的教学模式，在长期的此种教育制度影响下，我国电气工程自动化学生的积极性较低，在企业顶岗实习中无法发挥积极作用。
二、电气工程与自动化专业实践教学探讨
针对高等院校电气工程自动化专业发展中存在的问题，我们提出了具体的解决策略并分析如下：
（一）建立实践教学基地，强化学生的实际动手能力
无论是对于理科院校还是文科院校，电气工程自动化都应进一步加强实践教学。首先，应加大对专业建设投资，增强学生的实际动手能力。增设实验教学内容，为基础教学做好补充。为减少学校压力，可实施校企合作的模式，一方面减小企业压力，另一方面可为企业提供和培养实践人才。
（二）与当地企事业单位联合，创办产学研实践教学基地
上文我们提到，在高校电气工程自动化教学中可实施校企合作的方式促进实践教学的发展。在高校教学中，应根据其自身发展特点推进数字化城市建设与信息资源整合。同时，建立高效的、完善的信息网，确保其应急保障设施。目前，我国电气工程有了突飞猛进的发展，建设通用飞机、教练机甚至无人机都在各个领域取得良好的应用效果。要加快我国电气工程的发展，应进一步促进民用技术双向转化，实现资源共享。另外，建立高科技的数据网、云计算中心以及大数据产业链等都是电气工程发展的最终目标。但在高校教学中，自动化实践教学还应扎实稳定，不断完善教学体系，丰富教学内容和教学方法，以发挥其积极的作用。
（三）构建“教学生产型”实践指导教师队伍
实践教学是培养学生实践能力与综合能力的重点，当然也是目前高校电气工程与自动化专业发展的主要任务。教师作为教学的主导，如何发挥其积极作用对于教学效率的提高具有直接影响。为此，应不断提高我国高校电气工程专业教学的实践教学能力，提高其责任心、使教师能够善于与学生沟通，提高教学的针对性。针对电气自动化的专业性、多向性特点，应组织教学进行多向性培训，为学生的实践指导打好基础。目前，随着教育改革的进行，一部分教师不能很快的调整自己。针对这种现象，应树立正确的目标，在高校内部构建具有特色的“教学生产型”的队伍。另外，高校还应组织学生参加企业培训，使教师进入企业参与实训或工作，只有这样才能掌握最新的电气工程发展信息，促进其发展。当然，在构建教师团队的同时还要注重以完善的、科学的实践教学管理考核体系作为后盾。要确保教师团队的专业性和学生实践积极性的提高。由于长期的传统教育制度影响，学生对专业缺乏信心，因此在实习过程中态度散漫，学校的重视程度不足，不能及时处理这一问题。要解决这一问题，必须在高校内部建立详细的实践教学大纲，建立严格的实践考核制度和组织纪律，针对教学中的主要问题增加实践环节，确保教学的顺利进行。
总结
无人机实训总结范文3
第一次见李国桢是在2008年全国职业院校技能大赛召开之际，跟随教育部的新闻采访团，记者来到天津现代职业技术学院。初见李国桢，便深深地被他的谦和、儒雅所吸引；在带领记者团参观学校实训车间时，无论哪个专业、哪个实训设施的优势、最新科技突破，他都如数家珍，详细而又扼要地介绍给大家，这种博学又让人折服。
多年来，“永远创业无止境、一切没有不可能”成为李国桢坚持以改革促发展的精神力量。正是在这种力量的支撑下，他完成了一个又一个在外人看来基本不可能的事情：独立承担国家“十一五”《军地联合培养高技能士官的模式研究》规划课题；第六届全国高等教育教学成果二等奖、国家示范性骨干校建设单位、国家生物技术专业教学资源库建设主持单位，等等。
只有业内人士才知道，这些成果对学校意味着什么；只有天津现代职业技术学院的人才知道，他和他们付出了多少。
建章立制 完善到人
2010年，李国桢由天津现代职业技术学院常务副院长晋升为院长。
和不少临危受命而声名鹊起的成功校长不同，李国桢在任常务副院长主持学校工作时，学院就已经成果卓著，具有较好的社会声誉。而且，前任校长由于办学成绩卓著，不仅受到师生的称颂，更得到教育主管部门的高度评价。在这样的情形下，李国桢是循规蹈矩、过安稳日子，还是百尺竿头、更进一步？全校师生和上级领导都注视着他，他感到了一种巨大的压力，但对后者的选择，他义无反顾。
“高职教育面临两大任务，一为生存、二为发展。高职面临着生存困难，从大的形势来看，高职用不了三年就得重新洗牌，高考适龄人口下降，高职的弱势教育地位，各地的无序竞争等都使高职院校的发展面临生存危机。面临生存危机，职业院校要走好自己的发展之路。”李国桢如是说。为了更好地促进天津现代职业技术学院的发展，李国桢费尽了心思，一方面争取国家、政府、政策上的支持，一方面进行体制机制改革、打造内涵、提升管理。
党委、行政、教代会工作等一整套规则学校都有，但有些已经不符合学校发展实际，在李国桢的带领下，都进行了完善，责任到人，权责明确。为了完善各项制度，李国桢不知道熬了多少个日日夜夜。
“我想借助国家示范性骨干校建设这个契机，完善董事会管理制度。”作为改革的提出者和倡导者，李国桢对董事会管理制度坚定不移。“目前，校企合作剃头挑子一头热现象，制约了职业教育的发展，而董事会管理制度，能够保障校企融合发展。”
董事会管理制度，在职业教育圈内是目前的热点话题，但是没有可以借鉴的成功经验，一切都要自己摸索，如何制定校企双方的权利和义务、如何权衡企业和学校人员的分配，如何调动双方的积极性……诸多问题需要在制度中体现，有一点儿考虑不周，都会使学校受到损失。“为此，李院长需要经常和教职工商量，教职工有事可以请假，但他不能；他需要和企业老板谋划合作，企业老板可以耍大牌，但他不能。”一位不愿透露姓名的天津现代职业学院教师向记者说。
“个人荣辱并不重要，重要的是学校发展的利益。建立校企合作董事会、实现校企一体化，使得企业老板不得不关心学校发展，学校的一些决策，包括发展规划、建设、融资等都经过董事会讨论决定。这些决议有了企业老板的参与，将会更加贴近企业，学校对企业的服务会更周到一些。”李国桢坦言。
师资管理 刚柔并济
“师者，传道、授业、解惑也。”在学院管理岗位上任职多年的李国桢更是十分重视教师的管理与培养。
高职院校的学生大多都是在基础教育阶段成绩较差的学生，他们抽象能力差一些，但形象思维能力、动手能力较强，而且有热情，有一定的创新思维和爆发力。“在高职，衡量一位教师是否合格，我觉得首要标准不是你把几个学生培养成了业内专家、技能高手，而是你能否让一个本不愿意学习的学生乐意跟你学并学有所得。”李国桢如是说。“让这些学生愿意学习并非易事，尤其在高职，教师需要付出更多的爱与责任，需要有引导意识，需要更了解他们，有时甚至是长时间和他们‘腻’在一起，只有这样才能让学生‘亲其师、信其道’。”
在与教师的交流过程中，李国桢最不愿意听的就是“他们学习能力太差了、根本不能用心听讲”“他们太没有纪律性了，课堂效果简直不敢想象”……诸如此类的抱怨之声。“其实，教师在抱怨学生的时候，正说明自己方法不当，与其抱怨学生，不如反思自己的教育方式。”
在敦促教师与学生建立良好、友善的关系方面，李国桢制定、实施了班主任制度，并将这一制度与学院的教师职称评定挂钩：参加职称评定的教师，必须有担任三年（累计或连续）以上班主任工作的经历，并考核合格，否则便没有资格参加教师职称的评定。这一制度一出台，便遭到了反对者的奚落和讥讽：“李院长不愧是中职调上来的，还推行班主任制，现在的大学哪儿还有班主任一说？”的确，现在的大学很少有班主任这一设置了，大多已改为专职辅导员。但李国桢还是坚持了下来。“班主任也是一种导师制，只有这样一个职位才能更加坚定教师对学生的责任心、学生对教师的信任感。”
长久的坚持，终于让人们看到了成绩：学校的校风校貌、学生学习状态、师生关系等都处在一个良好的氛围。这让其他兄弟院校羡慕不已，以致现在天津很多高职都开始设置班主任这一职位。
在科研方面，李国桢对教师更是严格管理。很多院校教师评职称都要求有科研成绩，造成教师为了评职称而临时抱佛脚，甚至抄袭、造假。这种情况在天津现代职业技术学院是不可能的。因为在李国桢这里，科研不仅仅是教师评职称时的硬指标，也是平时考核的一项常规要求。而且即便已经评上职称，教师也仍不能享受“一劳永逸”的待遇，如果在每年的考核中科研成绩差，即使是正高级职称，也会面临“被降档”的“待遇”。
“科研是一个引领，是对自己所做事情的一个总结、梳理、沉淀，只有经过这样一个阶段，教师的教学才能进步与升华。所以，我对教师科研管得比较紧。”李国桢向记者谈到。
在对教师的管理上，李国桢的严格是出了名的，但在教师的发展与支持上，他却义不容辞，由此李国桢得到了全院教职员工的敬佩与爱戴。
“每年学校都会拿出不低于几百万的投入来建设师资队伍，我们会找各种机会送教师去大学进修、去企业实践、去国外考察学习。”李国桢如是说。而他麾下的教师普遍反映学校在事业上非常支持教师，比如在最新教学方式的尝试方面，学校允许教师失败；教师在遇到一些挫折的时候，学校领导会主动帮忙；在教师的生活上，学校领导也非常人性化。
学校现在海河职教园，很多教师家住得较远，上下班很辛苦。为解决教师的这一困难，李国桢最近一直在为教师申请呼吁，为教师建公寓楼。
服务社会 提升声誉
一个毋庸置疑的事实是：教育从出现之日起，便以智慧、博大、仁爱的姿态教化哺育着后人。许慎编的《说文解字》中对“教”字的解释是“教者，上所施，下所教”；对“育”字的解释是“育，教子使作善也”。这两个字的解释似乎可以归纳出教育的两大本质：以身作则、教善于人。
不论在工作中还是日常生活中，李国桢那种朴实无华的道德情操和严于律己的作风习惯，一直为熟悉他的朋友同事们所称道。“不求最大规模，只求质量特色”一直是李国桢的追求。为此，他将更多的时间和精力投向了“素质提升”和“特色发展”上。
教学、科研、服务社会是大学的三大职能，李国桢对教师宽严并济的管理，意在抓好学校的教学和科研，但这还远远不够，他深知自己身上的担子还很重，作为一校之长，他还要提升学院服务社会的能力，提升学院的社会声誉。
“高职教育应该是学历教育与培训两个轮子同时运转，不能一条腿粗、一条腿细。”培养学生是大学履行社会责任的一种方式，但社会培训也不应该少。近几年天津现代职业技术学院非常重视社会培训，李国桢的计划是将来培训要达到2万人次，而且这个人次的计算还有严格要求，短期培训要三个月才能算一个人次，如果是一个月的培训，三个人才算一个培训人次。对于这种算法，天津市市长黄兴国抱有很大希望，曾予以鼓励。
军地联合培养高素质士官生，是让李国桢非常自豪的一个国家级课题。这是一种新的人才培养方式的尝试，也是学院服务社会的新径。“过去兵源多来自高中毕业生，他们服兵役的时间很短，仅2年，当应用现代化的设备的时候，还没等学会就复员了，不利于国防人员的培养。如果我们能够和军队合作，先在学院学到技术之后，再到部队锻炼提升，应该不失为培养技术士官的良好途径。有了这个想法后，我们便向人民总参谋部提出来，他们很重视，愿意尝试。”李国桢介绍道。
天津现代职业技术学院是天津乃至全国第一所与军队合作培养技术士官的高职院校，合作专业是低空无人机应用。第一批面向全国招收了30多名学生，第二期招收了60多名学生。“虽然现在人数不是很多，但好的开端是成功的一半，相信将来，在技术士官生的培养方面，我们会作出更大的贡献。”
自此，学校多了一批穿军装的教师，多了一批穿军装的学生。为了给军队培养合格的士官，李国桢积极引进了一些军队的训练器材，并在学校和部队间奔走操劳。
未来希冀 信心满满
目前，学校正要搬迁到海河职教园。对于学校的未来发展，李国桢有很多希冀。
第一个是建立一个“家”。对于校园的设计是李国桢亲自提出的：庭院式的设计风格，一个院系一栋楼或一组楼，一个小庭院，像家一样，为的就是给大家一个温馨的家。“我们很多教师，太阳还没出来就从家出来了，晚上披着月亮回去，可能一天没跟家人说几句话，却会有更多的时间和同事在一起，跟家里过日子一样，所以建筑风格的设计，一定要给教师一个家的感觉。”
第二个是上文提到的，为教师在海河职教园建立一栋属于教师自己的宿舍楼。
第三个就是在自己的优势专业中，选择优势特色专业与应用本科院校联合培养技术应用型、高端技能型人才，给学生发本科毕业证和学士学位证书。“职业教育应该有自己的应用本科、专业硕士甚至博士，职业教育体系应该是上下贯通的。这一直是我积极努力呼吁的事情。”李国桢向记者道出了心声。“我已经承诺，天津现代职业技术学院2020年之前不会升格，我所希望的仅仅是有几个优势专业，探索和构建现代职教体系的建设，为有需要的学生，争取一条持续发展的道路。”
“大学校长要把人才培养放在根本的位置上，要切实为学生利益而奔走呼号。这就是从事教育的责任和目标。”李国桢说。
据来自天津市教委的消息，天津现代职业技术学院已整体进入海河教育园区；已被天津市教委正式列为与市属本科高校联合培养技术应用型、高端技能型人才试点学校之一，从今年开始招收四年制高职生；海河教育园区教师公寓的规划设计已获批准。李国桢正在努力，将自己的希冀一步步变为现实。
