《自动控制原理》在机电类专业的教学改革探究

石坤 邢伟伟

德州科技职业学院 山东德州 251200

1 自动控制课程特点和现状

我院机电类专业学生在掌握大学生所必备的人文、社科、自然科学基础知识和理论以及外国语的基础上，主要系统地学习机械设计制造、机电一体化方面的基础理论、专业知识和基本技能。

《自控》是机电类专业学生从基础课到专业课过渡的首开专业基础课之一，本课程的主要特点是：内容丰富、涉及知识面广、信息量大；更新发展快、抽象概念多，并且对先修课程如电路等有一定要求；理论性强、所涉及的数学基础广泛，难度大，容易造成学生理解上的混乱和学习的困难，是专科生遇到的最抽象、难度最大的课程之一，加之未接触专业课，没有具体应用的物理模型，学生感到难学，教师也觉得难教，教学过程容易枯燥[1]。

2 《自动控制原理》在机电类专业的教学改革

2.1 教学内容的教学改革

教师讲授一门课程的目的和学生学习一门课的目的应该是一致的。《自动控制理论》是一门控制理论，它研究被控对象的建模、分析和设计，要求学生熟练掌握控制方法。为了完成这个目的，我们主要介绍三种方法：时域法，频域法和根轨迹法，实际对应被控对象的三种不同数学模型。传统教学是按照教材的章节来进行的，教材为了条理性是按照建模、分析和设计分开来书写的，但是学生的逻辑思维能力是无法在初步接触一本课程时，就能层层剥茧从中分离出解决问题所需要的知识体系的。我们的教学决不能囿于教材，我们要按照学生能够轻松接受的思维逻辑顺序来安排教学内容顺序。自动控制理论适合按照三种数学模型分别讲解对应的分析和设计的理论方法。

2.2 课堂教学方式的改革

（1）讨论式课堂教学。教师可以让学生以所学的知识为纽带，查找收集资料，然后自己阅读理解，再与同学们沟通和交流各自的看法和见解，由此加深对所要学习的知识的理解。在上课前，教师先准备好出什么样的题目，这个题目是否适合学生自学，当然选择出来的题目难度不能太大，太大学生自己做不出来，也打不到预想的结果，题目也不能过于简单，太简单也没有讨论的必要，题目给出来之后，每个学生自己独立完成，完成之后根据自己得出的结果进行交流、讨论，最后再由我和学生一起把刚才的知识梳理一遍，形成最后的结论，再传授给学生，通过此种方式而加深学生对此知识的印象，并能取得较好的成效。

（2）探究式课堂教学。探究式课堂教学的目的是强调学生真实的研究经历，让学生参与探究活动，发现问题、提出猜想、交流论证，并得出结论。例如在讲自动控制系统校正及综合时，对于什么是校正、有哪些基本的校正方法时，可以以双容水箱的水位控制系统为例，通过以前学习的系统分析的知识，让学生分析为什么要进行系统校正，并探究采取什么样的校正方式，假如以这种方式校正，系统能够达到什么样的控制效果，设计出控制方案，并通过计算证明方案的正确可行性，最后得出结论。这种教学方法，既可以发散学生的思维，也可以使学生对学习的正确的系统校正方式印象很深[2]。

2.3 实验教学的改革

工程教育论证突出强调培养学生解决复杂工程问题的能力，这就要求在课程的教学中要以学生为中心，重视实践教学，适时给学生创造软硬件支撑条件，以培养学生对复杂工程问题的认识、分析和解决的能力。考虑到我校“自动控制原理”课程的模拟实验教学存在课时少、内容未能涵盖课程大纲要求的全部重点理论内容，且以教师为主导，实验形式固化的情况，我们对原先的部分实验内容进行优化并增加设计性和综合性的实验内容。自动控制原理实验在以前8个学时基础上考虑增加4个学时的实验内容，其中2个学时为设计性实验，另外2个学时为综合性试验。

2.4 加强实践教学，重视学生的实践能力培养

加强实践教学，不仅是各大高校最重视的环节，也是理论教学验证的结果，最主要的就是培养学生的动手能力、实操能力和创新能力。《自动控制原理》课程里面的重点和难点，进行实践环节，教师要让实践环节可以更具有针对性，更开放，能够给学生足够的时间进行创新。增加设计性试验，让学生可以充分发挥自己的创新能力，可以给学生进行分组，独立完成试验，提供给学生一个展现自己才华和动手能力的平台，将理论知识更好地在实践中得到展现。另外也要增加综合性实验，教师要将学生学过的自动控制原理知识和相关课程知识运用到实践过程中来。这是学生在完全熟练掌握自动控制原理的基础知识和设计性实验后再进行实践的。综合性实验需要学生进行独立的完成实验，同时也要求学生自己学会独立思考，从不同的角度进行实验，完成实践。提高学生实践的积极性和主动性，也可以让学生可以锻炼自己的创新能力和思维能力，培养学生的动手能力和认真的工作态度，乐于探索，敢于失败，勇于创新，努力完成实验，从而达到培养学生创新能力的目的。另一方面，学校要对实验设备进行更多的经费投入，学校要重视对实验设备的维修和养护，增加实验设备的数目，让学生都可以参与到实践的过程中来，减少实验设备对学生实验的影响，利用计算机软件进行仿真实验，让实验可以更好地顺利进行[3]。

3 结语

总之，对《自动控制原理》课程教学来说，改革和创新既是形式发展的要求，也是控制学科成长的需要。本文结合复杂工程问题讨论了“自动控制原理”的教学改革，通过热点控制问题的重新编排并灌输在教学目标、教学方法、教学内容以及评价方式每个环节，给出了专业课程在培养学生解决复杂工程问题能力的教学新思路。