高职《自控原理》课程H型教学模式改革探究

郭方营

摘要：本文將H型理论与实践并举的教学模式应用到高职院校《自动控制原理》课程教学中，理论部分强调把握知识主线，实践环节将传统单一的实验转变成递进式的实训项目，用工厂实际案例加强理论与实践的融合。在教学中体现以学生为中心的主体地位，通过教学模式改革，逐步解决自控原理教学中存在的问题，提高了学生的学习积极性。

关键词：自动控制原理;H型教学模式;递进式

一、自动控制原理的定位及面临的问题

自动控制原理是电气自动化专业的核心基础课程，主要培养学生利用控制理论的思想方法，分析和解决实际工程的能力，能够从事自动控制系统调试和维护的工作，同时自动控制原理也是专升本考试的必考课程。

作为一门理论性很强的课程，需要具备一定的数学、电路基础知识，教材难度虽然有所降低，但由于学生的基础不牢或者是该课程的先行课程在大二上学期同步开展，加上实验课依旧基于传统的试验箱来完成，学生在教师的指导下只能就某一个实验内容完成实验得出结果，实验和实验之间缺乏关联关系，理论教学与实际脱轨，无法充分调动学习的热情，出现了教师难教、学生想学学不会的尴尬局面。

针对以上教学中存在的问题，程曼采用了层次化的实验教学模式，将科研项目应用到实验中[1];左希庆提出了以能力本位为核心的课程改革方案[2];陈雪波引入了关联的教学方法，并以实例分析了二阶系统时域分析与参数根轨迹的关联关系[3]。以上成果在实际应用中都有一定的局限性，因此为了提高学生的学习积极性，根据该门课程的实际情况，需要将原来偏理论轻实践的模式，向理论与实践同步发展的模式转变，也就是要进行H型教学模式的转变。

二、H型教学模式的改革

H型教学模式指的是自动控制原理既要保留经典控制理论不缺失，又要改善实验环节，理论为实验做基础，实验是对理论更好的应用，H型教学模式中间的横线指的是工程实例，它是连接理论和实践的桥梁，理论可以为工程应用提供依据，工程应用又可以为理论的改进提供数据和支持。

1.把握知识主线，做好理论支撑

H型模式左边的竖线表示的是理论部分，本课程表面看起来数学公式较多且难以理解，但是每一章节的知识点具有关联关系，只要将五种数学建模方法、三种性能指标、三种分析方法、三种校正方法连接起来就可以形成一条知识主线。

系统的五种数学建模分别是微分方程、传递函数、系统动态结构图、梅森公式、复阻抗法;三种性能指标是稳定性、准确性和快速性，三种指标发生冲突时以稳定为前提;三种分析方法分别是时域分析法、根轨迹法、频域分析法，在时域分析方法里面主要是利用劳斯判据分析系统稳定性、稳态误差分析系统的准确性以及使用上升时间、峰值时间、调节时间衡量系统的快速性;根轨迹法是指利用作图的方法通过系统的开环传递函数来分析系统的闭环性能;频域分析法也是利用绘制伯德图、对数频率特性曲线图、奈奎斯特图等分析系统的性能，通过上述方法验证数学模型的好坏，如果系统性能欠佳，可以使用串联超前校正、串联滞后校正以及串联超前滞后校正对系统进行补偿和校正，达到优化的目的。

2.由传统单一实验向递进式实训项目模式转变

H型教学模式右边的竖线指的是实验部分，自控原理每个实验之间存在关联关系，只要以一个完整的工程实例为实训项目，就可以把所涉及到的实验按照递进式的方法连接起来，以直流电机单闭环调速系统为例，整个实验包括典型环节的测试、PI控制器的应用、MATLAB虚拟仿真、实训台接线实物验证。每个实验环节采用递进式展开，实验由易到难，前面的实验是后面实验的基础和应用，每个实验都是总实验环节的组成部分，而且实训项目来自工程实际的案例，用递进式的实训项目取代传统单一实验，用工程实际案例代替试验箱，这样的实验环节才更加实用，才能更好的起到为理论讲授带来辅助的作用。

3.依托工程案例，做好理论和实践结合的纽带

H型教学模式中间的横线表示的是工程案例，理论最终要应用到实践，实践也是理论更新的来源。工程实例可以来源于企业案例，也可以来源于教师的科研项目。

三、教学方法的改进

在教学中应该体现学生的主体性，以学生为中心，教师引导的教学方法主要体现在六个方面，课前预习、学生课堂回答问题并针对某一知识点进行课堂讲解，实践动手、学生课堂或课后互动讨论交流、课后作业和课外知识的收集、以及课堂师生互动与教学反馈，六个方面都体现出学生的参与性，每个方面也都要有教师进行指导，学生和教师在教学中分工明确，既体现学生的主体性，又发挥教师的引领作用。

四、总结

将H型教学模式应用到《自动控制原理》课程改革中，让理论部分与实践环节同步提高，相互支撑，是教学模式改革的创新点，以上的教学模式在自动化专业行了尝试，相比以前的教学模式取得了一定成效，学生的兴趣提高明显，但同时也面临着一些问题，一是实验部分缺乏与教学模式匹配的实训指导书，二是针对工程实例的实训室尚未形成，只能暂时在不同的实验室完成递进式的实验。但是随着教学模式逐步完善，学生的积极性会进一步得到激发，学生的工程实践能力会得到明显的提高。

参考文献：

[1]程曼，袁洪波，张曙光.自动控制原理实验课程教学模式探索[J].农业网络信息，2014（1）：115-117.

[2]左希庆，刘恒娟，钱阵华.以能力本位为核心的高职自动控制原理课程改革[J].张家口职业技术学院学报，2007，20（3）：40-41.

[3]陈雪波，欧阳鑫玉.自动控制原理教学中的关联教学实例[J].中国科技创新导刊，2012（25）：110-111.

[4]夏静萍，王瑛.自控控制原理实验教学探究[J].实验室研究与探索，2013，32（12）：184-189.