《自動控制原理》課程在應(yīng)用型本科中的教學(xué)反思

夏百花

（安徽三聯(lián)學(xué)院電子電氣工程學(xué)院，合肥 230601）

《自動控制原理》課程在應(yīng)用型本科中的教學(xué)反思

夏百花

（安徽三聯(lián)學(xué)院電子電氣工程學(xué)院，合肥 230601）

《自動控制原理》是應(yīng)用型本科中自動化和電氣類等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，同時也是學(xué)習(xí)后續(xù)課程的基礎(chǔ)。根據(jù)其理論型較強(qiáng)，學(xué)習(xí)難度較大的特點(diǎn)，該文首先分析了學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中存在的問題，然后針對這些問題，闡述了在教學(xué)過程中，如何增強(qiáng)學(xué)生將理論應(yīng)用到工程實(shí)踐的能力，提高教學(xué)效果。

自動控制原理；應(yīng)用型本科；教學(xué)反思

一 引言

《自動控制原理》是自動化類和電氣類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，[1]它是“現(xiàn)代控制理論”“過程控制工程”等后續(xù)學(xué)習(xí)課程的基礎(chǔ)。由于其理論性較強(qiáng)，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較高，不管從教與學(xué)哪個方面來說，難度都相當(dāng)大。[2]從近幾年的教學(xué)效果來看，純粹應(yīng)試不掛科的學(xué)生占了70%，真正能將學(xué)習(xí)到的控制理論運(yùn)用到實(shí)際中的學(xué)生少之又少。本文通過分析在實(shí)際講課中存在的一些問題，提出幾點(diǎn)建議，目的在于能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)他們將理論運(yùn)用到實(shí)際中的能力,提高教學(xué)效果。

二 目前存在的問題

（一）學(xué)生本身的差異

眾所周知，《自動控制原理》這門課程理論型較強(qiáng)，且與前面已經(jīng)學(xué)過的一些課程結(jié)合較為緊密，[3]如高等數(shù)學(xué)、模擬電路、電路基礎(chǔ)等，那么要想學(xué)好這門課，必須以前所學(xué)的這些知識掌握一定要十分牢固才行。[4]由于學(xué)生基礎(chǔ)不同，接受程度不同，興趣愛好不同，學(xué)習(xí)壓力不同，因此學(xué)習(xí)這門課程的動機(jī)不同，掌握程度也就有所不同，肯定會造成學(xué)生的兩極分化嚴(yán)重。

（二）實(shí)驗課時少，效果不理想

相對于理論課來說，實(shí)驗課時只要18節(jié)，共完成6個實(shí)驗項目，其中只有1個是綜合性實(shí)驗，而且在教學(xué)工程中，通常是理論課在前，實(shí)驗課在后。學(xué)生在做完每次實(shí)驗后，只需要提交相關(guān)實(shí)驗報告。但他們往往對實(shí)驗的具體內(nèi)容比較模糊，對結(jié)果更加不會深入思考其內(nèi)在含義，實(shí)驗報告也是草草了之，甚至抄襲完成，達(dá)不到鞏固理論的目的,那么通過做實(shí)驗所要達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)也就很難達(dá)到。

究其原因在于：一是學(xué)生本身的依懶性較強(qiáng)，幾個人共用一臺實(shí)驗儀器，只要有人完成實(shí)驗即可。二是實(shí)驗儀器基本上都是高集成的，學(xué)生只需要把各個模塊搭建在一起即可完成實(shí)驗，對于其內(nèi)在原理，則根本不去領(lǐng)會，只要能夠有實(shí)驗結(jié)果即可。三是實(shí)驗儀器故障率比較高，隨著儀器使用頻率的提高，故障率也隨之提高，而且有的實(shí)驗儀器的效果并不是很明顯。

（三）作業(yè)抄襲嚴(yán)重

在平時教學(xué)過程中，通常采取布置書面作業(yè)的形式來鞏固學(xué)生聽課效果，每題作業(yè)僅能考查一個或若干個知識點(diǎn)，而且沒有任何工程應(yīng)用背景。上課聽不懂或者似懂非懂的學(xué)生完全不理解題目中所蘊(yùn)含的實(shí)際意義，因此，他們只能夠通過抄襲作業(yè)來應(yīng)付老師的檢查，甚至機(jī)械背誦答案來應(yīng)付考試，這樣收到的教學(xué)效果也肯定不理想。

三 思考和意見

針對目前我院學(xué)生普遍存在的問題，經(jīng)過反復(fù)思考，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果為宗旨，給出以下幾點(diǎn)意見：

（一）提高老師自身的工程實(shí)踐和教學(xué)能力

俗話說“有實(shí)踐才有發(fā)言權(quán)”。因此，為了提高老師的工程實(shí)踐能力，學(xué)校支持鼓勵一些老師到企業(yè)生產(chǎn)部門進(jìn)行實(shí)踐和掛職鍛煉，讓他們能夠以理論指導(dǎo)實(shí)踐，以實(shí)踐反過來促進(jìn)理論的教學(xué)。除此之外，為了提高老師的教學(xué)效果，老師之間應(yīng)多多學(xué)習(xí)，多讓學(xué)生提些意見和建議，對一些比較抽象的內(nèi)容要多討論如何讓學(xué)生接受并且學(xué)透。

（二）豐富教學(xué)手段，提高教學(xué)效果

該課程同樣具有學(xué)習(xí)內(nèi)容多和雜、課時少的特點(diǎn)，為了讓學(xué)生更快更好地學(xué)習(xí)，因此在教學(xué)過程，可以適當(dāng)引入多媒體教學(xué)。比如在講解根軌跡這部分內(nèi)容時，由于根軌跡條數(shù)較多，老師在采用板書教學(xué)時，為了突出各條根軌跡不同的走向，需采用多種顏色的粉筆進(jìn)行區(qū)分，費(fèi)時又費(fèi)力，若采用多媒體教學(xué)時，可以提前做好相關(guān)課件，這樣既可以一目了然，又可以節(jié)約大量的課堂時間。

為了將該課程更好地應(yīng)用到工程實(shí)踐中，在教學(xué)過程中，應(yīng)該加強(qiáng)Matlab仿真軟件的應(yīng)用。Matlab仿真軟件是功能最為強(qiáng)大且通俗易學(xué)的控制系統(tǒng)仿真軟件，在控制理論的學(xué)習(xí)中，可以通過它進(jìn)行控制系統(tǒng)的建模、分析和處理復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的仿真運(yùn)行。除此之外，Malab還具有強(qiáng)大的繪圖功能，可以輕而易舉地繪制出所需要的曲線，且還能夠動態(tài)演示曲線的生成過程，這樣不僅給學(xué)生留下深刻的印象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生不僅能夠知其然，還能夠知道其所以然。實(shí)踐表明，將Matlab仿真軟件引入理論課程教學(xué)中，降低了其理論的復(fù)雜性，增強(qiáng)了直觀性，而且學(xué)生還能夠輕輕松松地學(xué)會使用先進(jìn)的編程、仿真工具，提高了自身的綜合素質(zhì)。

（三）多加強(qiáng)調(diào)對概念的理解

要想學(xué)好一門課程，首先都必須讓他們理解透基本概念，在理清概念的基礎(chǔ)上，才能更好地學(xué)習(xí)后續(xù)內(nèi)容。比如在講解傳遞函數(shù)這部分內(nèi)容時，老師應(yīng)該要讓學(xué)生知道傳遞函數(shù)只是一個大的概念，它可分為開環(huán)傳遞函數(shù)，閉環(huán)傳遞函數(shù)和誤差傳遞函數(shù)三大類，當(dāng)然其計算方法也不同，應(yīng)用也有所不同。只有在理解透傳遞函數(shù)的概念后，在以后求解系統(tǒng)輸出表達(dá)式、根軌跡的繪制等內(nèi)容時，可以通過復(fù)習(xí)這部分內(nèi)容，這樣學(xué)生就可以清楚知道它們應(yīng)與哪種傳遞函數(shù)有關(guān)，根據(jù)哪一個傳遞函數(shù)求解，這樣才不至于將三類傳遞函數(shù)混為一談。

（四）重點(diǎn)突出，把握整體，注重循序漸進(jìn)

就經(jīng)典控制論來說除了前面一些關(guān)于傳遞函數(shù)的基本概念之外，內(nèi)容共分成三大部分內(nèi)容，即如何從三大角度（時域、頻域、根軌跡）分析系統(tǒng)的三大性能（穩(wěn)定性、動態(tài)性能、穩(wěn)態(tài)性能）。由于時域分析太復(fù)雜、根軌跡分析時繪圖不方便，從而引進(jìn)了頻域分析法，既簡單又方便。把握住經(jīng)典控制論的這條命脈后，在講解過程中突出重點(diǎn)，循序漸進(jìn)，這樣學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，不至于將內(nèi)容學(xué)得支零破碎，從而教學(xué)效果也能夠得到提高。

（五）結(jié)合我院教學(xué)平臺進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是課堂教學(xué)的延伸，可以對課堂教學(xué)起到很好的補(bǔ)充作用。因此為了更好地提高教學(xué)效果，我院設(shè)有“網(wǎng)絡(luò)教學(xué)綜合平臺”，在該平臺上，可以方便地實(shí)現(xiàn)資源共享，包括課件、視頻資源等，還可以建立相關(guān)試題庫，布置作業(yè)和對學(xué)生提交的作業(yè)批改，學(xué)生調(diào)查問卷，老師在線答疑等。任課教師可以利用此網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺,實(shí)時和學(xué)生交流,進(jìn)行答疑解惑,及時解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和老師的教學(xué)效果。

（六）改進(jìn)實(shí)驗教學(xué)，強(qiáng)化動手能力

《自動控制原理》這門課程偏重的是原理方法的講解，為了將理論更好地應(yīng)用于工程實(shí)踐，那么實(shí)驗教學(xué)是整個教學(xué)體系中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。因此，在整個實(shí)驗課程內(nèi)容的安排上要遵循：既要培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，又要注重其工程實(shí)踐能力的能力。根據(jù)《自動控制原理》這門課程自身存在的特點(diǎn)，應(yīng)該同時開設(shè)驗證性和綜合性實(shí)驗，前者主要加強(qiáng)學(xué)生對理論知識的理解和消化，后者主要讓學(xué)生在掌握理論知識的基礎(chǔ)上，將理論上描述的系統(tǒng)和各種實(shí)際控制系統(tǒng)相互聯(lián)系，讓學(xué)生更好地將理論知識運(yùn)用到實(shí)際中來。

四 結(jié)束語

在多年的《自動控制原理》教學(xué)過程中，經(jīng)過不斷地摸索和實(shí)踐，上述改革方法起到了一定的教學(xué)效果。但在教學(xué)過程中仍然存在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高、實(shí)驗條件的限制等問題，需要在以后的教學(xué)過程中不斷改進(jìn)和優(yōu)化。總之，這門課程集理論和實(shí)踐于一身，教學(xué)過程中具有相當(dāng)難度，而且教學(xué)改革也是一個長期積累和堅持不懈的過程，需要老師摸索前進(jìn)，并在工作實(shí)踐中充實(shí)完善。

[1]胡壽松.自動控制原理:第四版[M].北京:科學(xué)出版社,2001.

[2]方曉柯,王建輝,鄭艷,等.《自動控制原理》教學(xué)改革的探索和實(shí)踐[J].教育實(shí)踐研究,2008(11):101-102.

[3]李振龍,喬俊飛,孫亮,等.自動控制原理課程體系結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法探討[J].教學(xué)研究,2009,32(2):66-68,72.

[4]石紅瑞.電氣信息類專業(yè)自動控制原理教學(xué)探討[J].紡織教育,2005(1):53-54.

[責(zé)任編輯 魯海菊]

Reflection of the Course of “Automatic Control Theory”in Application-oriented Colleges

XIA Bai-hua
(College of Electrical Engineering,Anhui Sanlian University,Hefei 230601,China)

“Automatic control principle” is not only an professional course in automation and electrical engineering in applicationoriented colleges,but also the basis for the studying of the following-up courses.According to the characteristics of its theoretical model and the difficulty of learning,the paper analyzed the problems of students in the learning process,and expounded the problems in the teaching process,how to strengthen the students’ ability to apply the theories to engineering practice and improve the teaching effect.

automatic control principle;application-oriented colleges;reflection after teaching

G642.0

A

1008-9128（2016）06-0123-02

10.13963/j.cnki.hhuxb.2016.06.034

2016-03-06

安徽三聯(lián)學(xué)院校級項目：精品資源共享課——自動控制原理（14zlgc007）；安徽省高等教育振興計劃新專業(yè)建設(shè)項目（2013zytz082）

夏百花（1981-），女，安徽合肥人，講師，碩士，研究方向：自動化。