基于自动控制原理课程的新型教学探讨研究

沈彬彬

摘 要：自动控制原理是机械类专业重要课程，其理论性比较强，概念也相对抽象。本文主要阐述自动控制原理教学存在的实际问题，并从本校专业发展出发，探索新型课程教学方法，力求搭建一个开放式的教学模式体系。

关键词：自动控制原理 新型教学 改革探讨

Research on New Teaching Based on the Course of Automatic Control Principle

Shen Binbin

Abstract：The Principle of Automatic Control is an important course for mechanical majors. Its theory is relatively strong and the concept is relatively abstract. This article mainly elaborates the actual problems in the teaching of automatic control principles， and starts from the professional development of the school， explores new curriculum teaching methods， and strives to build an open teaching mode system.

Key words：automatic control principle， new teaching， reform discussion

當前社会智能化发展迅猛，智能化设备逐渐融入社会的生活中，高校智能化培养的基础课程以自动控制原理为基础，该课程内容较为复杂抽象，涉及到高等数学、线性代数等深奥的数学知识。该课程的培养目标是让学生对控制方法和控制理论应用有较为深入的了解和掌握，在此基础上能够对工程或者工业模型进行控制设计，选择合适的自动化控制策略。

1 自动控制原理教学存在的问题

1.1 学生专业基础薄弱

自动控制原理课程是本校机械专业第六学期开设的专业选修课程，理论性和实践性都非常强，兼容高等数学、线性代数、大学物理学、电工电子学、机械构造、电机传动等课程内容，对综合专业能力要求比较高，除此之外还要求学生具备较好的计算能力和英语阅读能力。本校是教育部批准的二本院校，学生大多专业基础比较薄弱，高数和英语都是短板科目，故而在授课过程中对于学生和教师都存在很大的难度。

大部分学生在课程第一章节学习传递函数内容就觉得难以理解，因理论性讲解课时比较多，学生觉得对以后的专业发展没有太多关联，加之习题练习基本上进行不下去，就认为自动控制原理课程枯燥无味，逐渐失去兴趣;一部分学生因准备研究生考试，了解所报考院校比较重视这门课程，对知识的学习就比较坚持，也会去多做习题查阅资料勤加思考，理解上就比其他学生要更好，但因基础薄弱，对较难理解的章节还是力不从心。

1.2 教师教学过程单一

教学方法传统机械，在传统教学模式下，教师是教学过程的主导者，在授课过程中，教师大多都是根据PPT课件进行讲解，辅助也以黑板上板书为主，学生基本上也是被动接受知识的学习。教师“一言堂”必然会导致学生无法主动参与课程，缺乏必要的专业思维，无法真正消化吸收所学的内容，尤其是针对需要推导和计算的章节，教师机械的讲解，学生会感到枯燥无味，继而产生厌倦。

教学环境简陋单一，本校教授该课程的教师是机械自动化类教师，对自动控制原理的内容了解比较透彻，也积累一定的控制学项目经验，但是因客观原因，本课程所匹配的教学环境并不能满足教学需求，教师的讲解更多都是抽象概念，无法将被控对象呈现给学生。另外，实验室的电脑配置不够高，运行MATLAB软件经常会死机，数据库也比较简单，只能见到做一些基础性的仿真建模。

1.3 课程设置理实不均

近年来高校对专业培养更侧重实训模块，培养应用型人才，在课程设置中理论内容被大大压缩，本校的自动控制原理课程由原本的64课时压缩成48课时，其中还包含实训课时。在传统的教学过程中，教师专注理论的讲解，将大量的课时用于理论的推导和公式的演练计算上，教师的侧重点是理论讲解，真正留给学生实操思考的时间非常少，学生无法对课程产型兴趣，也会觉得这门课程就是纯理论课程，于今后的专业工作发展没有意义，也必然不会认真学习本课程。但是对理论内容的压缩也必然会导致学生理论基础掌握不够，实操过程遇到困难也必然难以解决，所以在课程设置中要合理规划理论和实训的比例。

2 自动控制原理课程教学探讨

2.1 结合专业发展构建新型教学体系

顺应高校应用型人才的发展理念，构建适合本校专业学生发展的课程内容，自动控制原理课程以教材知识为基础，以网络课程为提升，以课堂实验和课外创新为辅助，构建新型课堂教学体系。

以教材知识为基础。自动控制原理课程的教学一定要宏观分析，重点要以实际应用作为根本目标，以基本概念为基础，淡化对理论的推导，突出课堂教学的重点和实验重点。在实际授课过程中，教师应该时刻把控重难点分析，结合专业发展的实际应用进行讲解，弱化公式理论的推导过程，引导学生主动思考，主动借鉴当前比较好的网络资源辅助消化，让整个教学过程变得更加轻松愉快。教师在讲解的同时，不单纯依托PPT幻灯片的讲解，可以采用视频或者图片的形式去讲解真实案例，学生对被控对象的了解也会更加直观，也会让课堂的讨论变得更加多元生动。涉及理论知识的讲解环节，教师也尽量讲解透彻清楚，对重难点的剖析可以采用分类、对比、归纳总结的方法，让学生也会更加深刻掌握概念。

以网络课程为提升。丰富的网络教学资源可以对教材知识加以完善提升，网络中有很多自动控制原理课程的优质课件，教师在备课期间可以结合本校专业发展进行优化完善;学生也可以在网络中找到本课程相关视频或者课件讲解，对教师讲解过程中不理解的地方，也可以通过网络进行查阅解惑。现如今线上慕课平台也有很大程度的改善，对课程的规划也更加集成，比如本校新冠期间的授课大部分都选择智慧树平台，在该网络平台中，有比较完善的名师视频讲解，详细的课件PPT，一节一次的作业练习，一章一单元的小测试，还有名师每月的在线答疑等等，大部分学生都比较容易接受这种网络学习。除此之外，网络平台还提供大量的软件学习论坛，针对本课程的软件，比如MATLAB软件论坛就非常多，学生也可以自主学习，扩展自己的知识宽度。

以课堂实验和课外创新为辅助。课堂实验的重点是加深对自控原理知识的了解，培养学生实操能力。实验平台的建设，以开放式为主，学生不仅能在实验室完成理论知识的建模仿真，而且还可以进行一些创新性的小实验。通过课堂实验的学习，引发学生对专业自主思维的能力。课外培养以参加全国大赛为主，提高学生综合专业素养，课外培养应与课内教学内外呼应，循序渐进，构建完整的自动控制原理的实训体系。教师可以鼓励学生参加一些与自动控制理论相关的课题研究，同时也应当鼓励学生积极的参加一些专业竞赛，还可以带领学生参观一些与自动控制相关的企业，激发学生学习的积极性。

2.2 顺应社会趋势提出新型教学模式

新型教学模式的提出，就是为了让学生能够多元化学习自动控制理论，让学生真正体会书本知识的学习是远远不够的。通过教师的讲授和学生的自学相结合，采用互动提问、启发式等多种先进的教学方法，将更多地时间放在实践性教学方面。首先，教师在课前可以根据当堂课所要教授的内容，预先给出一定的问题，让学生学习思考后回答。这样可以然学生在课前对当堂课的内容有一定的了解和预习，增强学生在课堂上学习的积极主动性。同时，还可以充分的发挥学生学习的主观能动性;其次，这样可以让学生根据教师预先给出的问题在课堂上提问，及时的发现问题并且解决问题;最后通过答疑方式提高学生课堂学习的积极性，不仅能让学生查漏补缺，还可以提高学生综合专业能力。

（1）新型教学模式体系应融入多媒体教学。多媒体教学使得教学过程更加简洁、直观，可以充分的调动学生学习的积极性，把教的内容留给教师，而把学的积极性还给学生，在教学过程中，避免传统教师“一言堂”带来的乏味枯燥体验，学生在上课过程中也会更加觉得有趣生动，师生互动也会变得更好，教学效果也会大幅度提升。

（2）新型教学体系应结合MATLAB软件。将MATLAB仿真软件运用在课程教学中，能极大程度减轻学生对理论知识的理解压力，调动学生学习的积极性，加深对课程知识的掌握理解。MATLAB软件功能非常多，其数据库提供的分析模型可以将复杂的理论问题简便求解，使抽象问题具体化，对一些典型系统进行时域、频域、根轨迹、线性定常系统进行分析与设计。MATLAB软件中simulink数据库资源可以进行简单的建模仿真模型的构建，对传递函数的理解非常有利，同时针对PID，smith等现代控制方法进行简单的建模学习。

2.3 完善课程建设搭建新型考核体系

新型课程体系的构建必须要有完善的课程考核体系，在传统考核体系中，基本就是期末考试决定课程总成绩。提出新型考核体系，就要加大平时考核的力度，也要体现实践考核的比例，教师在教学的过程当中，应当加强对学生的要求，完善课程考勤制度，另外还可以将各项目模块的MATLAB仿真分析也纳入考核体系。

自动控制原理课程是一门非常重要的专业课程，高校应当根据自身专业发展加强对课程的改革力度，引入更多实践的内容，为学生今后的学习和工作打下坚实的基础。

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