《自動控制原理》教學的幾點建議

摘 要:《自控原理》是電氣專業的一門重要專業基礎課。針對高職院校大學生的具體情況，《自控原理》教學應突出幾點:以優化內容設計為核心，淡化推導、強化建模;加強模塊化教學;理論實驗相結合，強化動手能力;改進教學方法。

關鍵詞:自控原理 教學建議 改進方法

中圖分類號:G633.3文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(a)-0176-01

《自控原理》為電氣自動化專業的主要專業基礎課程之一，這門課的理論性很強，偏重于原理的闡述，課程中抽象的概念較多，教學中運用的圖解分析、要用到很多高等數學知識，如拉普拉氏變換、矩陣理論、復變函數等知識、數學公式推導較多。針對高職院校大學生的具體情況，不少教師感到“難教”，學生感到“難學”。我個人淺見《自控原理》教學應突出幾點:以優化內容設計為核心，淡化推導、強化建模;加強模塊化教學;理論實驗相結合，強化動手能力;改進教學方法。

1 優化內容為核心，淡化推導、強化建模

自控原理相對于其他專業課來說，內容模塊化、各模塊獨立性較強，但應用綜合性也較強。是一門相對綜合的學科。為使學生能夠正確理解有關控制理論的基本概念，掌握分析自動控制系統性能的基本方法并初步具備綜合設計較簡單自控系統的能力，必須優化教學內容、淡化推導、強化建模。

1.1 淡化各種公式的推導

由于高職院校大學生高等數學知識及運算能力一般，教材中存在大量的數學公式、數學分析推導、定理證明，因此往往使課堂教學索然無味，學生的學習激情和興趣下降，課堂氣氛差。因此需要淡化數學公式、數學分析推導、定理證明，但要求學生熟練應用這些定理來解決問題。

1.2 強化建模

如果學生不了解理論在實際工程中應用的意義，不了解分析問題的來龍去脈，對知識的掌握僅僅限于簡單的背結論，套公式，做計算題，只能應付考試，而不能真正的掌握。可以通過電機調速等實例讓學生更好的理解如何建立數學模型，以及建立數學模型對實際工程的意義，因此要加強實際問題的模型轉化，以實際應用作為導向，幫助他們理解分析和設計自動控制系統性能，才能提高學生對控制系統的感性認識，培養學生的學習興趣和學習積極性，使其更好的掌握課程的內容。

因此優化內容要確定以淡化各種公式的推導，強化建立數學模型，時域法、根軌跡法和頻率特性法，綜合校正為主要內容。

2 加強模塊化教學

自動控制原理主要內容為:一建立控制系統數學模型;二用時域法、根軌跡法和頻率特性法對自動控制系統的各種性能及參數進行分析;三控制系統的校正即對系分析出的參數和設計參數對比進行修正已達到設計目的。其中時域法、根軌跡法和頻率特性法對自動控制系統的各種性能及參數進行分析為本課程的重中之重。而且三種解決問題的方法獨立性強、各有所長，可以單獨成為獨立子系統進行學習，每種方法為一個模塊進行學習，避免學生記憶的混淆和理解的模糊，劃繁為簡。只有三種方法都掌握了，才能綜合應用三種方法分析系統性能、設計系統。因此在時域法、根軌跡法和頻率特性法教學時可以加強模塊化教學。

3 理論實驗相結合，強化動手能力

近些年《自動控制原理》課程教學， 對知識點的掌握要求也越來越高，純粹的理論教學很難達到全面培養學生綜合素質的目的，這就突顯出作為培養學生實踐和創新能力重要途徑之一的實踐教學在本課程整個教學過程中的重要地位。

實踐教學的內容要全面、體系要合理、結構要新穎，要密切配合自動控制原理的理論教學內容;以理論指導實踐，用實驗驗證理論，重在培養解決實際問題的能力，強化動手能力;以實驗為單元，從簡到繁，先易后難，逐步提高學生的設計及實踐能力、實驗數據分析能力;實驗內容要有多樣性，具有一定的基礎性，體現培養學生的學習能力、多思考、多實踐的原則;將實驗環節設計為驗證性、設計性兩種類型的實驗，以加強學生的動手能力提高學生的綜合素質等等。

自動控制原理的典型實驗可以使學生加深對基本概念的理解。綜合性的實物系統實驗可以使學生在實際系統的建模、分析、控制器的設計和單片機的應用方面都得到訓練。學生還可以根據自己的興趣、愛好及發展需求，進行一些研究性選修實驗，以激發學生的學習興趣，培養學生自主實驗，動手能力和研究的能力。

4 教學方法改進

為使學生能夠正確理解有關控制理論的基本概念，掌握分析自動控制系統性能的基本方法并初步具備綜合設計較簡單自控系統的能力，不但需要選擇合適的教學內容，還必須著眼于教學方法和教學手段上的改進。

4.1 調動學生學習的積極性。

因為該課程的理論性很強，因此學生在學習中會感到枯燥無味，學習的積極性不高，往往是馬虎應付。為了提高學生學習的積極性，在上第一堂課時，首先就向學生解釋清楚開設本課程的意義，強調自動控制技術的廣泛性、前沿性及重要性。其次傳遞給學生能夠掌握該課程的自信心及興趣。這樣學生學習積極性得到較大的提高，當然教學效果也大不一樣了。

4.2 采用“主干式教學法”，正確處理“精講”和“泛講”之間的關系。

在教學內容確定后，如何要學生了解到本學科研究對象和方法的特征，凝煉出教學內容的主干，是學生掌握基本理論并能融會貫通和應用的一個重要之處?？刂茖W科之所以有別于與其它學科，除了研究對象不同外，它關注的問題和研究的方法是有其特點的。“反饋”是自動控制的本質所在，其它學科研究問題注重“因—果”，反映的是靜態的關系;而“反饋”是“因－果－因”的形式，它一定是動態的過程，穩定性一定是它關注始終的問題?！皠討B”與“穩定”依賴于系統內部的結構與參數。因此 “建模、分析、綜合”就是這門課程的主干。始終圍繞主干展開教學工作，就會給出學生一個清晰的思維思路，包括與工程實際的聯系，利于學生自主、創新地學習。

采用“主干式教學法”，重要的部分要進行精講，而不重要的部分，則進行泛講，讓學生利用業余時間多查閱資料，以自學為主，這同時也培養了學生的自學能力。

4.3 教學方式

現代教育學理念和教學思想認為學生應該是學習的主動參與者和積極探索者，教師在教學過程中應充分注意采用靈活多樣的教學方式，激發學生的學習激情和興趣，要鼓勵學生大膽提出問題，并引導他們去思考、去探索、去發現。

(1)教師在理論課的講授過程中，力求對內容高度熟練，做到深入淺出地講解，引導學生逐步理解課程的重點和難點，讓學生掌握基本概念、基本理論和基本技術?？偨Y起來，在教學中使用的討論式教學、推演式教學、項目教學法、實驗法、引導教學法、情境教學法、理論聯系實際的教學方法都收到了較好的效果。

(2)注重現代教育技術手段的應用，合理地運用現代信息等手段，可以提高教學效率、加速學生創新能力的培養。具體做法有使用多媒體教學、利用網絡資源、使用仿真平臺如MATLAB軟件的仿真實驗，可以充分利用MATLAB軟件的方便特性，很直觀的看到實驗結果，驗證課堂上學過的理論知識，節省實驗時間。