應用型大學轉型中電子專業《自動控制原理》課程改革探析

王 楓 劉艷東 田樹耀

河北科技師范學院機電工程學院，河北 秦皇島 066000

應用型大學轉型中電子專業《自動控制原理》課程改革探析

王 楓 劉艷東 田樹耀

河北科技師范學院機電工程學院，河北 秦皇島 066000

隨著學校向應用型大學轉型，機電學院電子信息工程專業原本的教學模式需要進行改革，以適應學校的轉型、發展，培養更加適應社會需求的應用型人才。自此，電子信息工程專業的專業主要課程之一《自動控制原理》課程亟需進行改革。本文從課程學時設置及教學安排兩方面展開論述。

應用型大學；電子信息工程；自動控制原理；MATLAB

應用型大學是相對于研究型大學和教學研究型大學提出的，一般是指以應用型為辦學定位，而不是以科研為辦學定位的本科高等院校。應用型本科教育對于滿足中國經濟社會發展、對于培養高層次應用型人才以及推進中國高等教育大眾化進程起到了積極的推動作用。目前，我校正處于應用型大學轉型初期，外在需要國家良好的政策支持，內在需要進行專業課程建設的改革，不斷適應應用型大學的培養目標[1]。本文以電子信息工程專業《自動控制原理》課程為例，對其課程改革展開研究。

一、《自動控制原理》課程教學中存在的問題

電子信息工程專業旨在培養電子技術、信息處理、通訊技術等產業領域內從事研究、設計、管理、維護，德、智、體全面發展的應用型高級專門人才。目前，我校正處于應用型大學轉型初期，電子信息工程專業作為機電學院重要的專業，《自動控制原理》作為電子信息工程專業的專業主要課程，課程改革迫在眉睫[2]。可是電子信息工程專業《自動控制原理》課程設置，存在這樣一些問題：

(一)實驗學時不足

《自動控制原理》課程總學時為54，其中實驗學時為6。由此可知，在實驗學時僅僅為6的條件下，只可以安排3個課程實驗，理論知識不能很好的得到實踐。這將會導致學生的理論知識掌握不夠熟練，理解不能透徹。

(二)理論教學并沒有借助其它教學輔助工具

目前，《自動控制原理》的理論教學以教授理論知識點為主，其間并不采用其它教學輔助工具。這樣將會導致學生盲目的聽，學習的積極主動性較差，對知識點的理解不充分。

二、《自動控制原理》課程改革重點

(一)課程學時改革

在總課程學時不變的條件下，適當增加實驗學時，如將實驗學時增至10學時，理論學時降為44學時。通過適當增加實驗數量提高學生對理論知識的掌握，更好的理解書本中的內容。

(二)課堂教學增加輔助教學工具的使用

MATLAB是一種優秀的仿真軟件，它最早是于20世紀70年代后期由美國新墨西哥大學的Cleve Moler教授采用Fortran編寫的“通俗易用”的接口軟件。之后由1984年成立的MathWorks公司將MATLAB軟件正式推向市場。此時的MATLAB軟件內核采用C語言編寫，提供了大量內置函數，除原有數值計算功能外，增加了數據圖視化功能，被廣泛用于科學計算、控制、信息處理、生物計算、金融和工程設計等領域的分析、仿真和設計工作。因其具有良好的開放性和運行可靠性，20世紀90年代，MATLAB已成為國際控制界公認的標準計算軟件。

因此，在課堂上展開理論教學時，適當增加輔助教學工具(MATLAB)的使用。可使教學內容更加形象，提高學生的學習興趣。

如講到自動控制系統的時域分析時，可利用MATLAB軟件中的tp2zp()函數將某系統的傳遞函數變換為零極點及增益形式，利用zp2tf()函數將系統零極點形式轉換為傳遞函數形式，利用pzmap()函數繪制連續系統的零極點圖。這樣不僅可以提高學生對零極點的認識，而且可以使任課老師更靈活自如的講解知識點[3]。下面舉個例子：

程序代碼如下：

num=[2 5 4 3 2]；

den=[1 2 3 6 2 3]；

[Z，P，K]=tf2zp(num，den)；

pzmap(num，den)；%繪制連續系統的零極點圖

title('系統的零極點圖')

運行結果如下：

Z =

-1.5832

-1.0000

0.0416 + 0.7937i

0.0416-0.7937i

P =

-1.9649

0.0503 + 1.5068i

0.0503-1.5068i

-0.0678 + 0.8168i

-0.0678-0.8168i

K=

2

由上可知，通過MATLAB軟件在課堂上的使用，使得學生更直觀的看到了傳遞函數的零極點分布，大大加深了學生對零極點的印象，也更促進了學生的學習主動性，提高了學生的學習興趣。

三、結束語

通過適當增加《自動控制原理》的實驗學時，并在課堂教學中加入教學輔助軟件MATLAB，可使教學內容更生動化，加深學生對課程內容的理解與掌握，也更適應學校應用型大學的發展方向。

[1]孫建平，郭曼利.自動控制原理課程設計的改革與實踐[J].中國現代教育裝備，2015(17)：67-70.

[2]查曉春，黃愛華.自動控制原理課程的Matlab輔助教學[J].實驗技術與管理，2007，24(12)：91-93.

[3]王建輝，顧樹生.自動控制原理(第2版)[M].北京：清華大學出版社.

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