应用型大学转型中电子专业《自动控制原理》课程改革探析

王 枫 刘艳东 田树耀

河北科技师范学院机电工程学院，河北 秦皇岛 066000

应用型大学转型中电子专业《自动控制原理》课程改革探析

王 枫 刘艳东 田树耀

河北科技师范学院机电工程学院，河北 秦皇岛 066000

随着学校向应用型大学转型，机电学院电子信息工程专业原本的教学模式需要进行改革，以适应学校的转型、发展，培养更加适应社会需求的应用型人才。自此，电子信息工程专业的专业主要课程之一《自动控制原理》课程亟需进行改革。本文从课程学时设置及教学安排两方面展开论述。

应用型大学；电子信息工程；自动控制原理；MATLAB

应用型大学是相对于研究型大学和教学研究型大学提出的，一般是指以应用型为办学定位，而不是以科研为办学定位的本科高等院校。应用型本科教育对于满足中国经济社会发展、对于培养高层次应用型人才以及推进中国高等教育大众化进程起到了积极的推动作用。目前，我校正处于应用型大学转型初期，外在需要国家良好的政策支持，内在需要进行专业课程建设的改革，不断适应应用型大学的培养目标[1]。本文以电子信息工程专业《自动控制原理》课程为例，对其课程改革展开研究。

一、《自动控制原理》课程教学中存在的问题

电子信息工程专业旨在培养电子技术、信息处理、通讯技术等产业领域内从事研究、设计、管理、维护，德、智、体全面发展的应用型高级专门人才。目前，我校正处于应用型大学转型初期，电子信息工程专业作为机电学院重要的专业，《自动控制原理》作为电子信息工程专业的专业主要课程，课程改革迫在眉睫[2]。可是电子信息工程专业《自动控制原理》课程设置，存在这样一些问题：

(一)实验学时不足

《自动控制原理》课程总学时为54，其中实验学时为6。由此可知，在实验学时仅仅为6的条件下，只可以安排3个课程实验，理论知识不能很好的得到实践。这将会导致学生的理论知识掌握不够熟练，理解不能透彻。

(二)理论教学并没有借助其它教学辅助工具

目前，《自动控制原理》的理论教学以教授理论知识点为主，其间并不采用其它教学辅助工具。这样将会导致学生盲目的听，学习的积极主动性较差，对知识点的理解不充分。

二、《自动控制原理》课程改革重点

(一)课程学时改革

在总课程学时不变的条件下，适当增加实验学时，如将实验学时增至10学时，理论学时降为44学时。通过适当增加实验数量提高学生对理论知识的掌握，更好的理解书本中的内容。

(二)课堂教学增加辅助教学工具的使用

MATLAB是一种优秀的仿真软件，它最早是于20世纪70年代后期由美国新墨西哥大学的Cleve Moler教授采用Fortran编写的“通俗易用”的接口软件。之后由1984年成立的MathWorks公司将MATLAB软件正式推向市场。此时的MATLAB软件内核采用C语言编写，提供了大量内置函数，除原有数值计算功能外，增加了数据图视化功能，被广泛用于科学计算、控制、信息处理、生物计算、金融和工程设计等领域的分析、仿真和设计工作。因其具有良好的开放性和运行可靠性，20世纪90年代，MATLAB已成为国际控制界公认的标准计算软件。

因此，在课堂上展开理论教学时，适当增加辅助教学工具(MATLAB)的使用。可使教学内容更加形象，提高学生的学习兴趣。

如讲到自动控制系统的时域分析时，可利用MATLAB软件中的tp2zp()函数将某系统的传递函数变换为零极点及增益形式，利用zp2tf()函数将系统零极点形式转换为传递函数形式，利用pzmap()函数绘制连续系统的零极点图。这样不仅可以提高学生对零极点的认识，而且可以使任课老师更灵活自如的讲解知识点[3]。下面举个例子：

程序代码如下：

num=[2 5 4 3 2]；

den=[1 2 3 6 2 3]；

[Z，P，K]=tf2zp(num，den)；

pzmap(num，den)；%绘制连续系统的零极点图

title('系统的零极点图')

运行结果如下：

Z =

-1.5832

-1.0000

0.0416 + 0.7937i

0.0416-0.7937i

P =

-1.9649

0.0503 + 1.5068i

0.0503-1.5068i

-0.0678 + 0.8168i

-0.0678-0.8168i

K=

2

由上可知，通过MATLAB软件在课堂上的使用，使得学生更直观的看到了传递函数的零极点分布，大大加深了学生对零极点的印象，也更促进了学生的学习主动性，提高了学生的学习兴趣。

三、结束语

通过适当增加《自动控制原理》的实验学时，并在课堂教学中加入教学辅助软件MATLAB，可使教学内容更生动化，加深学生对课程内容的理解与掌握，也更适应学校应用型大学的发展方向。

[1]孙建平，郭曼利.自动控制原理课程设计的改革与实践[J].中国现代教育装备，2015(17)：67-70.

[2]查晓春，黄爱华.自动控制原理课程的Matlab辅助教学[J].实验技术与管理，2007，24(12)：91-93.

[3]王建辉，顾树生.自动控制原理(第2版)[M].北京：清华大学出版社.

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