□本報記者 王臻獨特的“工程化”教學方式，豐富的課程網站資源，靈活的“自由命題”考核方式……這些帶有鮮明特點的教學新舉措，是《現(xiàn)代控制理論》課程組在多年的教學實踐中不斷探索總結的結晶。正如課程負責人俞立教授所言，“作為一門極具前瞻性和理論性的專業(yè)基礎課程，《現(xiàn)代控制理論》一直致力于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，消除學生在學習過程中的畏難情緒，增強學生學習的主動性，將知識傳授、能力培養(yǎng)、素質教育融為一體?！闭菓{著這種以學生為本的精神和精益求精的追求，他們探索出了獨具特色的 《現(xiàn)代控制理論》教學模式，融理論于實踐，變枯燥為趣味，把這門課程打造成了具有一流教學水平的示范性課程。啟發(fā)式工程化的教學方式———教給學生的不僅是專業(yè)知識更有技術思路控制理論，是探討在一個動態(tài)變化的系統(tǒng)中，如何選擇控制方式，使得系統(tǒng)的行為按照人們希望的方式運行。
　　控制理論本身是一種方法，它不局限于某個特殊的系統(tǒng)，作為自動控制的基礎理論，具有普適性，就像微積分、線性代數(shù)一樣，在很多領域都有應用。
　　所以，既“授之以魚”又“授之以漁”，是《現(xiàn)代控制理論》課程的最大特點。
　　《現(xiàn)代控制理論》采用了啟發(fā)式教學，層層誘導，從實際問題中提煉出控制的問題和概念、控制的設計思想。在教學過程中，以“實際問題、命題歸納、解決思路、具體方法、仿真研究、實例應用、存在的問題”這樣一條主線，采用從簡單到復雜，從特殊到一般的演繹方法來介紹內容，力求通俗易懂，避免繁瑣的數(shù)學推導。在介紹理論的同時，加強概念、方法的工程化思想引導，重在思想方法的傳授，并及時將本學科前沿領域的新成果、新方法和新應用介紹給學生，使學生在掌握本課程知識的同時，培養(yǎng)提高自己分析問題和解決問題的能力，同時將創(chuàng)新意識、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)結合于課程的教學中。基于啟發(fā)式的教學思想，將數(shù)學公式多、理論性強的課程更加貼近工程實際的指導思想。基于這樣的教學理念和教學思想，俞立教授編著出版了浙江省重點教材《現(xiàn)代控制理論》，該教材一經出版就被省內外的多所高校采用。
　　“現(xiàn)代控制理論”數(shù)學公式多、理論性強，如何提高學生的學習興趣是關鍵。課程組結合自己的科學研究經歷，在教學過程中注重控制工程的背景和意義，簡化理論推導，突出現(xiàn)代控制理論中基本概念、性質的工程含義，如利用能量的增加或衰減來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而引出了反映系統(tǒng)能量的李雅普諾夫函數(shù)概念；通過分析影響系統(tǒng)性能的因素，歸納出系統(tǒng)的極點是影響系統(tǒng)穩(wěn)定性和動態(tài)性能的關鍵，從而提出極點配置的控制問題；表面看一個極點配置問題解決以后似乎很完美了，但通過進一步仿真發(fā)現(xiàn)這種方法改進了系統(tǒng)的一個指標，但損壞了另外一個指標，從而提出如何能在改進系統(tǒng)性能的前提下，不影響原有指標的問題，這就提出了跟蹤控制問題，通過這一問題還可以告訴同學，研究是無止境的，需要不斷去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。課程組還充分利用計算機技術和網絡技術對課程的教學手段進行了許多新的嘗試。在傳統(tǒng)教學模式的基礎上融入現(xiàn)代化教學手段，制作了多媒體教學課件，不僅能方便地展示課堂教學內容的圖表、仿真曲線等，還可以將學科最新的技術發(fā)展和成果及時地介紹給學生，縮短了課堂與科研、課堂與現(xiàn)實的距離，起到了良好效果。
　　實驗教學是提高學生學習積極性和主動性的一個教學手段。《現(xiàn)代控制理論》課程組在課程中引進MATLAB，方便有效地通過計算機仿真來驗證系統(tǒng)分析和設計的效果，加深學生對概念、性質、算法的理解；同時通過要求學生編制一些通用軟件，根據(jù)通用性、人機界面友好等特性來評比優(yōu)秀軟件，激發(fā)學生學習的積極性，同時可以將多門課程的知識綜合運用。如在極點配置的MATLAB仿真實驗中，不僅要求應用MATLAB求解極點配置問題，而且，希望學生應用C、VB等語言工具開發(fā)具有通用界面的極點配置問題求解軟件，使其應用于任意階數(shù)、任意極點要求的極點配置問題，從而不僅綜合使用所學知識，還鍛煉了學生的編程能力，取得了很好的效果。
　　課程組結合國內外教學發(fā)展的趨勢，在學院、學校和浙江省新世紀教改項目的支持下，開發(fā)了控制系統(tǒng)的虛擬實驗室、遠程控制實驗室，學生可以在校園網上通過視頻多媒體傳輸，身臨其境地應用所學知識在實驗室的實驗裝置上做一些實驗，通過實驗來看到控制的作用，驗證所學的理論算法。比如水位裝置的遠程實驗，學生可以通過校園網在任何時間、任何地點對實驗室的水位裝置進行遠程實驗，不僅大大提高了實驗室的利用效率，也增強了學生理論聯(lián)系實際的能力。內容豐富的課程網站———提供一個自主學習的平臺在網絡技術迅速普及的今天，單純的書本教學是不夠的。為了方便學生的學習，《現(xiàn)代控制理論》課程組構筑了網絡教學平臺。在平臺上，開設了“新聞中心”、“課程資源”、“教師隊伍”、“學習園地”、“實驗平臺”、“課程建設”、“在線交流”、“推薦教程”、“學生作品”等9個相關欄目與同學及時互動。通過網絡平臺增加了國內外自動控制領域學術、教學、實踐、生產等各方面的信息，應用現(xiàn)代控制理論中的方法分析和設計的控制系統(tǒng)實例，MATLAB仿真實驗、虛擬實驗、遠程實驗等平臺以及各種實驗指導書、自動化專業(yè)相關網站等，提供給學生一個學習并應用現(xiàn)代控制理論的思想、概念和方法的平臺。
　　由于時間和空間上的相對充裕，較之課堂教學更為靈活，該課程受到了學生們的歡迎，有效地提高了教學效果。在線交流中，來自華南理工大學的mhq留言“我下載了不少資料，謝謝貴所老師的辛勤勞動，你們的無私精神值得我們學習”；Kane的留言“感覺現(xiàn)代控制理論這門課程很不錯，而且能在這里查閱并下載到相關資料，對學習起了很大幫助”；Gao的留言 “非常感謝貴所老師創(chuàng)辦的這個現(xiàn)代控制理論網站給我們帶來了這么多新知識與新方法”。另外，還有不少學生發(fā)來郵件，感謝從這個平臺中獲得的有益的信息。如被美國波士頓大學錄取讀碩士的自動化專業(yè)05級學生潘伊立在來信中提到：“謝謝俞老師在我申請期間給予的指導，您所制作的現(xiàn)代控制的網站上的文章在這期間給了我很多幫助，讓我看到了前沿的信息。”網絡教學平臺近幾年才流行起來，但“現(xiàn)代控制理論”的網絡平臺建立得相對較早并且日趨完備。這其中的辛苦，恐怕也只有日夜辛勞的老師和陪伴他們的電腦才會知道。靈活多樣的考核方式———為學生搭建一個開放式的舞臺靈活多樣的考核方法，量化教學效果的考核尺度，是《現(xiàn)代控制理論》的又一大亮點。它采用了課堂提問、大型練習、課堂演講、算法編程、小論文等考核方法，考試題目采用判斷題、敘述題、針對說明某一概念方法的自由命題等等，主要考核學生對現(xiàn)代控制理論的概念、方法、意義的掌握程度，同時也指導學生該如何來學習，旨在鍛煉提高學生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學生創(chuàng)新的意識、思維方法和能力。
　　自由命題是《現(xiàn)代控制理論》考試的一個創(chuàng)新，它避免了死記硬背，讓學生不僅掌握概念方法，還要在腦子中裝有例題，如：針對線性時不變系統(tǒng)，敘述李雅普諾夫穩(wěn)定性定理，并舉例說明該定理的應用?！冬F(xiàn)代控制理論》考試分筆試和平時報告兩個部分。筆試重在檢查學生對現(xiàn)代控制理論基本概念、系統(tǒng)的基本分析和設計方法的理解和掌握程度。平時報告包括撰寫小論文、實驗報告、課堂報告、應用軟件等，鼓勵學生參與創(chuàng)新實踐活動，以培養(yǎng)提高自己的綜合素質和能力。為了更好地組織好教學工作，課程組還依據(jù)學生的作業(yè)情況進行指導，并在課堂問答環(huán)節(jié)主要提問未交作業(yè)或作業(yè)情況不理想的同學，每章結束后課程組將習題的參考答案掛到網上方便學生自學。
　　《現(xiàn)代控制理論》通過平時訓練，考試指揮棒的不斷提醒，考試樣卷的指導，使得絕大部分學生開始重視概念的含義，問題的背景，結果的用途，改變了以往那種滿足于只求結果，不問原因的應試式學習方法，使得那些只在考試前臨時抱佛腳的學習方法不再有效；課堂討論、學生報告活躍了課堂氣氛，培養(yǎng)了學生的綜合能力；習題參考答案方便了學生學習，尤其對一些敘述題、問答題的回答有很好的指導作用；考試結果反映出學生對概念、理論、方法等知識點有較好的掌握，培養(yǎng)了一大批優(yōu)秀的學生。如現(xiàn)為我?？刂评碚撆c控制工程專業(yè)博士研究生張文安回憶《現(xiàn)代控制理論》是“大學期間最喜歡的一門專業(yè)課”；系統(tǒng)工程碩士研究生王靜芳一說起《現(xiàn)代控制理論》便興趣盎然:“俞老師非常注重調動大家的積極性，通過簡潔生動的實例闡述，將枯燥的理論知識生動化，使我們喜歡學、愿意學?！备嗟耐瑢W通過這門課，激發(fā)了學習興趣，開拓了視野。如自動化0302班的張嘉文同學之前的學習成績并不是很好，自上了“現(xiàn)代控制理論”課程后，精神面貌、學習態(tài)度有了明顯改觀，他表示正是這門課程讓他知道了控制的許多應用領域，激發(fā)了自己學習的興趣；自動化0201班的何偉同學認為：“現(xiàn)代控制理論”課程的啟發(fā)式教學思想對自己分析問題和解決問題很有幫助，面對一個實際控制問題，知道了如何來分析和處理；自動化0401班的潘一璋同學說，之前學習一些偏理論的內容，很少去考慮其背景，只會做一些題目，通過“現(xiàn)代控制理論”課程的學習，逐步培養(yǎng)起了探究問題來龍去脈的習慣，將理論結果和實際應用結合起來，因此，這門課程的學習對自己能力的提高還是很有幫助的。