自动控制原理课程的教学方法与教学手段

周迎春 胡志军 肖慧慧

高等职业教育人才培养目标是服务于生产第一线的高素质、高技能的应用型人才，学生应具备较强的岗位适应能力和解决生产实际问题的能力。如何提高学生学习兴趣，如何使高等职业教育的课程建设与改革能够适应当前发展的需要，已显得尤为重要。本次培训很有启发性和针对性，为我加深对本课程的理解和把握以及具体应当如何展开课堂和课外教学很有帮助，不论是在自动控制原理精品课程建设、课堂教学设计与教学课程设计训练与实践教学设计、课程教学改革与教学资源建设规划等方面有很多收获。这次培训最大的收获是真正认识到学习教学方法、研究适合课程和自己风格的教学方法的重要。

1、教学方法的名称：“三结合”教学方法

2、教学方法的使用目的：本课程授课内容主要包括离散系统理论和线性系统理论的相关知识。为了适应当今社会对人才素质教育培养的要求，注重对学生创新能力和综合素质的培养，使学生理论与实践相结合，在本课程进行过程中，可采取基础理论与工程实际相结合,“引导式”、“渗透式”和“互动式”相结合，理论教学和实验教学相结合的“三结合”教学方法。

3、教学方法的实施过程：

（１）基础理论与工程实际相结合

本课程是一门理论和实践结合密切的专业基础课，所讨论的基本问题是在工程实践基础上提升和抽象出来的内容，其数学表示严谨、内容抽象、理论性强、与工程结合密切。但是在实际教学过程中，由于这门课程涉及到较多的理论推导及矩阵运算，很容易导致学生无法将本课程的理论与实际工程问题联系起来。学生往往因缺乏工程实践知识，缺乏对实际控制系统的感性认识而感到学习的内容比较抽象、枯燥，容易产生畏难情绪，进而影响学习的效果。因此，注重基础理论与工程实际相结合的教学方法是学生学好这门课程的前提条件。在教学过程中，在保证基础理论严谨性和系统性前提下，可不刻意追求定理证明中数学上的严密性。对一些繁杂的数学证明，授课中略去证明和推导过程，而着重于解释证明过程和思路，重点强调结论的正确内涵、直观意义和需要满足的条件，突出问题的工程背景和提法，进而给出抽象的定义，理论阐述尽力做到严谨、简练和易懂。即将抽象的概念与工程实际相联系，将枯燥的理论问题融合在实际的工程案例中，为学生作深入浅出的讲解，使其通俗化、形象化、具体化。从而激发学生的学习兴趣，并使他们深刻理解“学以致用”的意义。

（２）“引导式”、“渗透式”和“互动式”教学方法相结合

“引导式”、“渗透式”和“互动式”的教学方法是一种由浅入深地讲解有关概念、定义和分析方法，积极引导学生主动思考问题的方法。

① 引导式：在讲解基础理论时，通过典型示例，引出基本概念，使学生对学习本课程的任务有一个感性认识，明确学习的目的、方法和要求，再引导学生进行分析和讨论。此外，讲课中，适当地留一些悬念，让学生考虑后，再进行讲解，效果更好。这种引导的讲课方式易于调动学生学习的积极性和主动性。

② 渗透式：本课程有这样一个特点：很多公式本身都有一定的物理意义，所以在备课和讲课当中，除注意其数学推导外，更应注重对数学结果给出恰当的物理解释，就是说应当把数学公式渗透到物理意义中去，这种“渗透式”的教学方法可以减少学生对公式理解的难度。

③ 互动式：课后给学生留一些思考题，要求学生阅读大量参考书，然后通过组织课堂讨论澄清模糊概念和错误理解，这就是我们所说的“互动式”讲课方式，这样使得学生在掌握本课程基本理论的同时也拓宽了知识面，加深了对所学知识的理解。

（３）理论教学和实验教学相结合

注重理论教学和物理实验相结合的教学方法是学生学好这门课程的保障。《自动控制原理（二）》是一门理论性很强的课程，为了帮助学生更好的掌握本课程的相关知识，自动控制理论实验中有12学时的实验是为了配合本课程的教学开展的。理论教学和物理实验相结合的教学方法，能让学生把书上所谓“飘渺”、“高深”的理论与实际的物理装置结合起来，寓学于做，做学结合，既培养了学生的学习热情，又提高了他们的专业技能。例如，实验教学中的一个实验是建立旋转式倒立摆系统的数学模型，分析系统的能控性及能观性，利用极点配置对旋转式倒立摆系统进行控制，并利用Matlab进行系统仿真。倒立摆作为一种自动控制教学实验设备,经常被用来检验各种控制策略的实际效果。许多抽象的控制概念如系统稳定性、能控性、能观性和系统抗干扰能力等都可以通过控制倒立摆直观地表现出来。而且,倒立摆的控制技巧极富趣味性,很适合学习现代控制理论的学生使用它来验证所学的控制理论和算法，加深对所学课程的理解和掌握。因此,倒立摆设备是进行现代控制理论学习和研究中较为理想的实验平台。而我们理论课教师在授课过程中，可将倒立摆这个复杂的控制系统作为例子引入到教学过程中，既达到了理论联系实际的目的，又将理论教学和物理实验进行了有机结合，为实验教学的顺利开展奠定了基础。

4、教学手段：板书、多媒体教学及自动控制理论精品课网上资源相结合。

板书和多媒体课件相结合。根据课程要求，研究并开发课程多媒体课件。具体内容包括：每一章的主要知识点概述、基本内容及重点难点、典型例题、补充题型、课后思考题、课后作业、重点内容回顾等。在每次授课时，先通过PPT进行上次课重点内容回顾，帮助学生承前启后、温故知新；授课过程中以多媒体课件的演示为主线，配合板书对基本理论和重点难点进行详尽的分析和阐述，当遇到公式较多的地方，就利用板书引导学生沿着老师的思路走，集中学生注意力，明白因由过程，而当遇到图形、演示等形象化的信息时，就有效利用多媒体课件，在有限的教学时数内，尽可能地直观、形象地多介绍一些知识点；重要的典型例题、补充题型在课件中只有题目，没有答案，授课时把思路和解题步骤在黑板上分步详解，有助于学生消化和吸收。

充分发挥自动控制理论精品课程网络资源的作用。教师已把教学资源信息发布到网上,如课程介绍、教学大纲、授课PPT、课后习题答案、历年考题等，可供学生随时下载使用，方便学生课外自学、复习。另外，还应该进一步建设网上答疑教室和讨论区。对于教师来说,可以根据学生们提出的问题,及时发现教学中的不足,并做相应的调整与改进，教师辅导答疑时，也不用再受时间空间的限制；学生还可在讨论区内自由讨论，交流心得，共同进步。

5、教学方法与教学手段实施预计效果分析：通过这种基础理论与工程实际相结合,“引导式”、“渗透式”和“互动式”相结合，理论教学和实验教学相结合的“三结合”教学方法，为学生作深入浅出的讲解,使学生紧跟课程内容开展相关的学习和研究，应该可以激发了学生学习热情，使学生对于这门课程从书面的、理性的认识，细化到具体现实的感性认识，理论与实践结合更紧密；应该可以使学生对本课程相关概念、理论和方法的正确内涵、物理意义、应用范围有更系统和完整的认识，为以后的专业学习和研究奠定基础。