《模糊控制》课程实验教学设计方法

《《模糊控制》课程实验教学设计方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、文件20《模糊控制》课程实验教学设计方法李士勇教授HarbinInstituteofTechnology2005.11文件20《模糊控制》课程实验教学设计方法一、问题的提出模糊控制课程作为黑龙江省精品课程，是由哈工大航天学院控制科学与工程系面向自动化专业开设的一门专业课，在自动化专业课程体系中，占有重要地位。模糊控制教学，在形式上分为理论课教学和实验课教学，二者是一个有机的整体。内容上它们既有联系，又有差别；教学上它们既一致，又各有侧重点；理论与实践上它们相辅相成。然而，伴随着精品课程建设的不断深入，素质教育理念的确立，原有模糊控制课程的教学，无论是理论教学，还是实

2、验教学都明显地缺少科学素质教育的核心内容之一——科学方法教育的支持。素质教育泛指对学生各方面修养、能力的综合培养；科学素质教育是指对学生发现问题、分析问题、解决问题以及知识更新能力的综合培养。模式泛指可以使人模仿的标准样式、某种规范的结构或者框架。方法论教育有两个层次。一个是一般的、共性的、概括性的方法论教育，即哲学方法教育；另一个是特殊的、个性的、具体的方法论教育，如科学方法，思维方法和工作方法等。这两个层次的方法统一于辩证法、认识论和方法论，它们之间既相互区别、又相互联系、相互包含，并且还会在一定条件下相互转换。本文所指科学方法专指具体的逻辑思维方法、创造性方法

3、、研究方法和科学研究成果组织与表达方法（即写作方法）。本文所指实验设计是指在正式进行科学实验之前，实验者根据一定的目的和要求，运用相关的科学知识、实验原理，科学方法对实验过程中的材料、手段、方法、步骤和策略等全部要素进行定制，以获得优化实验方案的过程。科学素质教育模式下的理论教学设计应该是原有理论教学设计再加上科学方法的教学设计；而由于实验教学设计的核心内容是实验设计，所以实验教学设计应该是在原有实验设计基础上再加上科学方法的教学设计，并按一定的原则和方式对其进行重新组织。只有这样，才能满足精品课程建设的高水平要求，才能充分体现出素质教育，特别是科学素质教育在人才培

4、养中的重要作用。基于上述讨论，本文探讨科学素质教育模式下的实验设计问题。有关科学素质教育模式下的理论教学设计问题，限于篇幅将另文讨论。作者认为，尽管目前的素质教育还处于理念的层次上，但是积极探索、研究并着手解决这两个问题将是一件很有意义的事情。值得注意的是，上述问题的提出，也间接说明了各学科专业有结合自己学科专业特点独立开展科学方法教育的趋势。二、实验设计的基础1、模糊控制实验的定义模糊控制实验的定义符合一般科学实验的定义，即人们根据一定的科学研究目的、运用科学仪器或设备等手段，在人为控制或模拟研究对象的条件下，获得科学事实的过程。科学事实是指通过观察和实验所获得的

5、经验事实，是指对客观事实的感知、描述和记录，作为观察和实验的结果反映到人们的意识中。科学事实一般可为两类：一类是指客体与仪器相互作用结果的表征，如观测仪器上所记录和显示的数字、图像等；另一类是指观察和实验所得结果的陈述和判断。科学事实属于认识论的范畴，是科学研究的基础。科学实验在科学研究中除了具有明确的目的性和主动性以外，还具有重要的作用，表现在两个方面，首先它是检验理论、原理真理性的标准，是证明科学知识的手段；其次它是获得新假说、新理论的直接来源，是发展科学知识的手段。作者指出，从科学素质教育角度来看，科学实验还是科学方法与实验技能训练的手段。2、模糊控制实验遵循

6、的一般科学研究方法模糊控制实验遵循的一般科学研究方法：（1）根据经验或现象的观察提出或确定问题，树立研究目标；（2）观察并记录有关的数据、资料；（3）根据观察数据提出解释性假说，以解释观察到的现象；（4）根据假说进行推演，构造理论体系，同时提出判决实验方案；（5）用实际的实验对假说进行检验；（6）根据实验所得结果，接受、修改或放弃假说。上述具有归纳特点的科学研究方法，适用于一切科学研究过程，并得到科学界的广泛认可。由此可以看出，要想进行科学实验，首先要对研究对象所表现出来的现象提出某种可能的解释。也就是提出某种设想或假说，然后设计实验来验证这个设想或假说。本文把这种

7、科学实验称为一般意义上的科学实验，它的内涵仅限于科学事实的验证和发现。与上述一般意义上的科学实验不同，科学素质教育模式下的模糊控制实验已不再局限于一般意义，而是被赋予了明显的方法论意义。此时的实验不仅会被当作科学事实验证和发现的手段，而且还会被当作一种科学方法与实验技能训练的手段。当把它当作训练手段使用时，强调的是人在整个实验过程中的主体意识（动脑）与主体行为（动手）。这一过程包括实验准备、实验设计、实验实施、实验控制以及实验结果处理等实验的各个阶段。例如，我们可以在科学方法方面进行如下问题设计：（1）什么是科学问题？如何定义科学问题？定义科学问题的方法有哪些？