三本院校自动控制原理课程教学改革之探讨

王玥

摘 要 自动控制原理是自动化相关专业的必修专业基础课，其特点是：内容抽象、实践操作性强，理论与实践易脱节。如何针对教学中出现的问题，对教学与实践环节进行改革，找出一套适合三本院校自动控制原理课程的教学方法，是当前培养应用型人才的需要，更是三本院校自动控制原理教学改革的关键所在。

关键词 自动控制原理 实践教学 教学改革

自动控制原理是自动化相关专业的一门非常重要的基础课程，它在整个自动化相关专业教学体系中有着极其重要的地位，学好它可以为后续课程的学习打好基础。但是从以前的自动控制原理课程的教学中可以发现，传统的理论教学和实践教学，它的教学效果并不是很理想。为了提高自动控制原理课程的教学质量和教学效果，本着为国家培养应用型人才的原则，自动控制原理教学改革势在必行。

1教学中存在的问题

（1）课程理论性太强，概念过于抽象，各个章节所讲内容相互独立，没有考虑到前后联系，知识跨越性大。

（2）教学方式中绝大部分教师仅在课堂上讲解理论知识，缺少理论联系实际，造成理论与实践脱节，学生接受较困难。

（3）考核方式单一， 往往以一张试卷决定此门课程的最终成绩，缺少对学生的学习过程考核和实际动手能力的考核。

（4）实验课主要是一些验证性实验，而且采用两种模式，一种是基于MATLAB软件仿真实验模式，一种是基于电子线路的控制系统硬件实验模式，软件模式不接触实际器件，容易造成学生对控制系统的感性认识不够，也不能锻炼学生的硬件调试能力。硬件模式能锻炼学生的动手实践能力，但由于系统构建和测试会消耗掉较长时间而导致学生专注于电路的实现，忽略对所搭建的控制系统的实验结果分析和思考。

2教学内容和方法的改革

2.1教学内容选择

在教学内容的选择上，三本院校应以岗位能力的培养为目标，分析该岗位所应具有的技能和知识，选择相应的课程内容；将课程内容与国家职业资格标准和岗位技能进行有效衔接，优化整合教学内容。另外教学内容还要考虑实用性， 与实际工程应用相结合。可以把实用性作为知识点评判的重要标志，教学内容要选择工程实践中用的比较多的作为教学重点。除此之外， 适度性也是三本院校此门课程教学内容需要强调的，所谓适度性，是指对所选的教学内容，原理不能太复杂、内容不能太多，难度要适中。对于一些难于理解的原理和概念可以不做详细的分析和复杂的推导，在阐明原理的内涵后，直接引用。重要的概念和基本分析问题的方法一定要讲清楚，剩下的知识可以在实践中补充。

2.2章节关系的把握

现在市面上出现的自动控制原理的教材一般更倾向于把各个章节的内容独立出来，这便造成一个后果，学生学习过程中常常搞不清楚各章节知识点之间的关系，就无法做到融会贯通，在遇到实际问题时，便束手无策，不知从何下手，不知道用哪一章的理论知识去解决，这就需要授课老师在授课过程中帮其理清线索，弄清各章节之间的相互关系，各章节在整门课程中的位置。例如第二章数学模型的建立，建立方法：微分方程，传递函数，差分方程等，这一章是我们研究控制系统的基础；第三章时域分析法，第四章根轨迹分析法，第五章频域分析法，这三章介绍分析系统的方法，也可称为分析系统的工具；第六章系统校正，是设计系统的方法。从图一中我们可以清楚的看到各章之间的关系。

2.3教学方法改革

2.3.1引用项目教学法

项目教学法就是师生以团队的形式共同实施一个完整的项目而进行的教学活动，让学生在教师预先给定“项目”的驱动下进行学习，并且紧密结合MATLAB等系统仿真软件在自动控制方面的应用。这些项目可以是教师熟悉的所教学生专业的一些工程系统，或是自己工程实例或课题，在项目教学法实施中，教师将需要解决的问题以项目的形式布置给学生，学生以小组的形式，在教师指导下按照实际工作的完整过程，共同制订计划，团体协作完成整个项目，目的是引导学生由简到繁、由易到难、循序渐进地完成一系列“项目”，在完成项目的过程中，学生能够体验实际工程项目的流程，并理解把握相关知识和技能，培养其分析问题和解决问题的能力。采用项目教学法组织教学，不但可以调动学生的主观能动性，挖掘学生的创造力，而且还能培养学生的团队协作精神，提高学生的系统综合设计的能力。

2.3.2任务驱动教学法

讲新课前，由教师向学生布置本次工作任务，教师为学生分析说明工作任务，讲解工作任务中所涉及的新理论知识，由学生自行学习并完成工作任务。在这过程中教师只是学习的组织者，起引导作用，最后由教师进行归纳总结，对新的知识点进行强化。使学生通过完成任务来学习新的知识，予理论于实践中，摆脱了直接讲授理论知识而带来的枯燥感。使学生愿意去学，主动去学。

2.3.3互动教学法

课堂教学也可采用讨论的方式， 学生是讨论课的主体 ， 教师的作用是组织、引导 ， 由学生对讨论题进行分析、综合、归纳、推理， 得出结论。教师在完成一个章节的教学后，可以布置几个综合性的问题，让学生自由分组形成课题组。利用课余时间通过查阅资料完成题目的分析、方案选择、系统设计、结果分析，并制作出一份电子文档，说明原理、分析过程，由课题组选派一名同学在课堂上进行讲解，并且接受教师和同学的提问，进行讨论。在这个过程中，学生不仅培养了逻辑思维能力，也提高了分析问题和解决问题的能力，而且还培养了团队协作能力和科技论文的写作能力。而且还可以发现学生在自学过程中薄弱环节，及时加以弥补，对理论知识能更好地理解。教师可以根据讨论中学生反映出的兴趣点对教学过程进行优化，起到教学相长的效果。教学过程中，鼓励学生进行课堂讨论，对于教师给的题目学生可以充分发表意见和看法，与老师同学探讨，将其由被动学习者变成主动学习者，在这过程中学生处于主体地位，教师只是引领者。

2.4实验教学改革

2.4.1实验模式改革

结合实验的软件模式和硬件模式的优点，构建适合学生应用的实验平台，实验平台主要由操作台和实验台组成，实验台提供电路模块，实验过程中根据实验需要组合构成自动控制系统的各种典型环节或系统。实验台内设计有数据处理单元，输出以及与上位机通信。操作台PC机装有MATLAB软件和虚拟电子工作平台Multisim可以进行控制系统的模型仿真和电路仿真，这就形成了集模型仿真、电路仿真、硬件系统调试、软硬件结合的一体化实验教学模式。

2.4.2编写实用的实验指导书

教师应该自己编写适合学生能力培养的应用性强的实验指导书。在指导书里保留典型的验证性实验，增加综合性和设计性实验内容。在这本指导书中不要有实验步骤，只有实验要求，实验原理和实验思路。让学生自己去思考实验过程，完成控制系统的设计。让学生扮演课堂的主角，让学生在实验操作中去发现问题、思考分析问题、进而想办法解决问题。这不仅能调动了学生的积极性，还能锻炼了学生独立分析问题和解决问题的能力。

2.5合理利用各种资源

除课堂教学外，可充分利用校园丰富的网络资源，实行网络教学，把好的微课、慕课教学资源及课件发布于网络教学平台，使学生可以不受时间地点的限制进行学习，也可以在网络上设置难题解析，在线讨论等，以激发学生学习自动控制原理的兴趣。并且鼓励学生参加相关的知识讲座或专业社团及大学生创新项目，在丰富学生课余生活的同时又是对课堂教学的补充；设立奖励政策，奖励相应的学分或奖学金，旨在鼓励和培养学生的创新能力。

2.6师资队伍的建设

教育离不开教师，一支优秀的教师队伍，是教学改革的前提条件，同时也是加强素质教育和应用教育的基础。所以学校要努力创造条件，让教师经常有机会接受继续教育和业务培训，及时更新知识，不断提高教师素质。可以采用企业锻炼、挂职顶岗等方式定期到生产第一线学习实际应用技术， 积累应用于教学需要的职业技能、专业技术和实践经验；逐步建立起一支适合三本学校应用型教育的新型师资队伍。

2.7考核制度的完善

考试是教学过程中的必要环节，是检测教师传授知识的情况和学生掌握知识效果的一种手段。自动控制原理课程的考试应该注重理论联系实际，把笔试和实践结合起来，以此来检查学生对知识的掌握情况，以及动手能力和应用能力的培养。学生对理论知识的掌握情况可以通过笔试来考察；学生的应用能力和动手能力则要通过实践来考察，确定这两项考核所占的比例，算出总成绩记入成绩表。这种多元化考试的目的是为了检测学生对知识的掌握情况和运用知识的能力，给学生一个全面客观的评价。

将现有的教学内容和方法进行改革，更新教学理念，丰富教学内容采用多样化教学模式，有力提高课自动控制原理的教学质量和教学效果。

参考文献

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[2] 郑勇，徐继宁，胡敦利，等.自动控制原理实验教程[M].北京：国防工业出版社，2010.

[3] 杨欣，苏玉刚，谢昭莉，等.工程类专业的自动控制原理实验教学体系探究[J].实验室研究与探索，2011，30（10）：312-314.

[4] 王雪，柴毅，丁宝苍，等.自动控制原理开放性实验的开发[J].实验室研究与探索，2011.