自动控制原理教学改革之体会

杨秀霞 赵贺伟 梁勇

【摘要】将自动控制原理课程的教学改革作为研究对象，从教学理念、教学内容、改革效果三个方面论述了自动控制原理课程的教学改革体会，提出了一些新颖的教学方式方法。同时阐述了自动控制原理课程应进行改革的方式和主要措施。

【关键词】自动控制原理 教学改革 教学理念 改革效果

【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）11-0039-01

自动控制原理是控制类专业的核心课程，是非常重要也是难度比较大的专业基础课，通过对目前该课程设置的分析及与军内外、国内外多所高校相比较，我们发现在目前的课程教学中，普遍存在着研究与教学衔接不够、理论与实践结合不够紧密、教学内容的深度、广度和新颖度不够等问题。就拿目前的课外作业来说，一般都选作理论概念的运算题目，尽量回避工程应用的题目，这就使与工程应用密切相关的专业基础课变成了像数学课那样的基础课。

为了改变这种现状，我们对《自动控制原理》课程进行了教学改革，从三个方面着手，就是：改革课程内容；改革教学环节；进行课堂教学艺术探讨。

一、 改革的理念

“創造来自于兴趣，兴趣来自于引导，引导是教员的职责”，这是我们进行改革的基本理念。

本次教学改革主要从三个方面着手：（1）在教学内容上，把《控制系统计算机辅助设计》课程内容融入到《自动控制原理》课程中，并加强了实验实作环节的教学，以做到理论与实践很好地结合；（2）在作业布置上，以专题案例来实现教员的引导，使学员产生兴趣，进行自研、自学和自测；（3）在课堂授课方式上，提高讲课艺术，使教员的讲课要讲出兴趣、讲出重点、讲出创造性。

二、改革的具体方法

（一）教学内容

设计实践课是通过该课程教学，完成某控制系统的全过程设计。主要通过自学学完原计算机辅助设计课程的教学内容，指导学员在设计实践中学习。而这些如果照某一本教材讲课，就会成了一门应试教育，理论脱离实际，学员学完了考试能得高分，但不知如何运用。因此这样做能解决本专业理论脱离实际的问题，而且又能提高学员独立工作能力和创新精神。

在作业安排上，增加（或者分流）计算机辅助设计课程中的部分内容（或讲课、或自学）。

（二）采用专题式研究教学

以专题研究为牵引，采用“三自”（自研、自学和自测）学习方法，充分发挥学生的好奇心、主动性和综合应用所学知识的能力。

以第七章离散控制为例，在第一堂课的一开始，教员讲了一个具有亲身经历的传奇性故事，教研室老教授曾经解决了工业部门七个月没有解决的一个问题，所用的技术就是《自动控制原理》第七章离散控制的内容，使学员对第七章内容产生浓厚的好奇。在讲课进行的过程内，穿插《控制系统计算机辅助设计》的相关内容，主要以学员课后练习为主，对相关的知识产生感性认识，加深理解。当第七章讲课结束后，把有关的资料通过讲课的方式作了布置，当时布置的要求摘录如下：

（1）复现上述排除故障的全过程仿真研究；

（2）研究解决上述故障的技术方案；

（3）如果不考虑计算延时，研究计算机芯片的应该采用多大的采样时间？或者说，计算机芯片应该采用多大的采样时间，就可以不用考虑计算机芯片的计算机时间？

（4）Matelab软件应用方面的问题，例如，对同一个问题的稳定性分析，可以采用连续系统仿真方法，离散系统的仿真方法，混合系统的仿真方法，比较这三种方法的各自特点，尤其是研究的精度肯定会有差别，有差别就有比较，有比较就有分析，有分析就可以写论文。

（5）还可以派生出很多其他的题目，靠你们自己去提炼，爱因斯坦讲过：提出问题，就是解决问题的一半。

以学术论文的形式结题。在本专题研究的四周内，实验室每周对学员开放三个下午，有两名教员参加辅导。课程考试结束后，一周内收到论文12篇，半个月以后举行了一次由学员自己组织了学术报告会。

（三）进行课堂教学艺术探讨

讲课方法改进的理念是采用激情教学法，改变传统的“章-节-问题”的逻辑教学法。

所谓激情教学法就是讲出兴趣、讲出重点、讲出创造性。

根据凯洛夫的教员中心论，本科课堂教学中的教员是主导，应该更重视思维上的互动，互动并不仅是“提问-回答”式或者“讨论”式，更重要的是提出思维的主题要有创新上的震撼力，吸引力，并在提出的同时，应用“留白”技巧，在时间和空间（版述和肢体）上留有足够的回味间隔。我们在讲第九章期望极点的配置一节里，就讲到了这是古典理论没有解决的世界性难题，是状态空间理论的贡献，教学方法的就是采用思维互动方法，收到了很好的效果。更有甚者，讲课中在大家震撼的同时，教员还点出了期望零点的配置更是现代控制界还没有解决的另一个世界性难题，又使学员的气氛躁动起来。当然我们也不指望学员真能解决这个难点，但至少鼓动了学员的兴趣，引导了学生的好奇和创造欲望，也扩大了学员的知识面。

三、改革的效果

在专题研究中，经过教员的引导，使学员对所学知识产生了浓厚的兴趣，既理论联系实际解决了问题，又掌握并反复应用了有关的重点内容，基本知识学得牢靠，实际能力又得到了提高。专题研究结束后，举行了一次学术研讨会，有三篇论文作了学术报告。虽然大部分论文都是模仿式的，但至少使学员经历了一次论文写作的全过程，在学术（研究、写作和表达）能力上得到了锻炼，其中有两篇发表到期刊上。

采用的“三自”（自研、自学和自测），提高了学员学习的主动性和自学能力，培养了跃跃欲试的创造欲望。不能指望一门课能就解决学员的学习主动性，但至少能通过一门课的教学能鼓动起学员的学习热情，即使本门课程考试结束了，很多学员还在研究一些有关的学术问题。

参考文献：

[1]王枬，王彦.教育叙事：在实践中体悟生命[J].教育研究（北京），2005，（2）。

[2]张晓乐.框架理论视野下的道德叙事[J].全球教育展望，2005，（4）。

[3]黎加厚.信息时代的教育叙事与教师主体意识的觉醒[J].中国电化教育，2004，（10）。

作者简介：

杨秀霞（1975.6-），女，博士，副教授，研究方向：导航、制导与控制。

赵贺伟（1985.6-），男，博士在读，讲师，研究方向：控制理论应用。