关于自动控制相关本科毕业论文,关于哲学视野下的自动控制原理课协同教学相关本科论文范文
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法主要有四种:一是历史方法;二是文献方法;三是研究式的具体-抽象方法;四是启发式的抽象-具体方法.例如,对于“自动控制原理”经典部分的内容,我们划分其知识主线、技术方法主线的具体过程如下:首先,从一个待设计的控制系统出发,将其分析与设计问题分解为三大知识主线:稳定性问题、快速性问题和准确性问题,外加三个知识对应关系:系统结构参数与稳定性问题的对应关系、系统结构参数与快速性问题的对应关系、系统结构参数(外加输入)与准确性问题的对应关系.技术方法主线有两个:频率特性法和根轨迹法.其次,通过对这两种技术方法主线的选择与使用来确定或修改上述三个知识对应关系,使之满足设计要求,进而达到对上述三大知识主线问题的圆满解决.最后,通过模拟实现或物理实现上述三个知识对应关系,就可以获得一个理论上或实际上可用的控制系统.实际上,上述划分过程也是本课程经典部分的最佳教学主线.又例如,我们在绪论中引出稳定性这一需要协同教学问题时,使用了历史方法与数学方法.首先对各种稳定性理论与方法按时间顺序逐一引出,并对各位历史人物进行了简要介绍,然后针对这同一问题将他们各自的理论与方法还原到各自的数学应答域(代数域的、几何域的、时域的、频域的等)之中,最后通过指出数学应答域的不同,来阐述和点评各自理论与方法的优缺点,并指出了可能的改进方向与路径.而在介绍具体的稳定性判据时,我们则采用了文献方法.例如,在讲授劳斯(Routh)本人研究历时九年之久才得以问世的著名的劳斯稳定性判据时,为了弄清楚劳斯判据证明的复杂思路,利用文献追溯方法,我们根据谢绪恺教授于1982年所撰写的一篇名为“关于Routh判据的一点注记”的论文中所提供的线索找到了他在1957年全国第一次力学会议上所发表的另一篇名为“研究线性系统稳定性的新方法”的论文.这两篇论文对于阐明该问题起了非常关键的作用.又例如,我们在讲授方框图等效变换一节内容时,我们使用了研究式的具体-抽象方法.首先,我们将方框图等效变换方法提升到了等价变换理论层次上,并应用这一理论来研究和讲解一个具体的发明创造案例;其次,从这个案例中抽象出发明创造的本质特征之一:等价因子的提取与转换.这样一来,这一节的内容就变得非常容易掌握了.实践表明,学生们在这样的协同教学中既可学到专业知识,又可积累方法论知识.在讲授控制系统校正本质问题时,我们使用了模型论和比较方法.首先按设计要求建立一个理想模型,然后与实际模型进行比对,最后通过思考如何消除模型差异进而阐明了校正的本质.一旦掌握了校正的本质,系统校正设计的思路与步骤就容易理解和掌握了,而每一种校正方法的针对性也会一目了然.这一教学难点就是通过这种协同教学而迎刃而解的.在讲述自动控制理论发展史时,我们遇到了一个如何判断自动控制理论发展阶段的难题,即关于自动控制理论是否已发展到了第三代的问题.对于这个问题的回答,我们还真得要回到哲学上去才有可能讲清楚.按照美国科学哲学家库恩(Thomas Kuhn)的有关科学发展范式(本体论,方法论,价值观),判断一门科学是否发展了,这一范式一定要发生彻底的层次性改变,科学才算是进步的.自动控制理论的发展经历了由经典范式(本体论1,方法论1,价值观1)到现代范式(本体论2,方法论2,价值观2)的彻底的层次性改变,但没能实现从现代范式到“第三代范式”(本体论3,方法论3,价值观3)的彻底的层次性改变.按照库恩的范式,当本体论层面(由基本事实或理论构成)有矛盾或争议时,通常会到上一层的方法论层面上来解决矛盾或争议,如果对方法论也有争议时,就会再上升一个层次,到价值观层面上来解决争议,如果对价值观也存在争议,那就再也找不到更高的层面来解决争议了,此时的范式对于解决争议已经失效,必须要建立新的范式来替代旧的范式,才能解决旧的矛盾或争议,而这个新的范式就是新一代的科学理论.由于自动控制理论的现代范式与“第三代范式”在本体论,方法论,价值观三个层面上共同的东西太多,无法将其绝对划分开来,因此,按照库恩的范式,所谓的“第三代自动控制理论”一说并不成立.在“自动控制原理”课程中,需要协同教学的内容非常多.大到一个定理,小到一个基本概念,都有可能需要借助协同教学才能完成知识的正迁移.因此,在哲学与“自动控制原理”课程之间开展协同教学,对教师和学生的哲学修养都提出了一定的要求.最后,需要指出:本文是在作者讲授近十年的“自动控制原理”课程中有关《自动控制理论哲学讲稿》与《自动控制理论发展史讲稿》的基础上经整理而成的.另外,文中所使用的知识片断除了能给出文献出处的以外,由于时间久远,其他知识片断都已无法找到原文出处,在此,对这些知识片断的原创者表示深深的感谢.
参考文献
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