面向應用型人才培養的自動控制原理實踐教學改革

摘? 要：《自動控制原理》是電子科學、通信工程、信息工程等專業必修的基礎課程，其教學效果對學生的知識儲備與延伸有著直接的影響作用，作為理論性與實踐性并重的課程，《自動控制原理》要加強對學生實踐能力的培養，才能打造出符合社會發展需要的高質量人才隊伍。

關鍵詞：自動控制原理? 課程? 改革? 實踐

中圖分類號：G642? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-1578（2019）03-0038-01

科技是第一生產力，人才則是應用科技、創新科技的主體，工業技術的發展推動了經濟快速進步，現代企業將目光對準了具有實踐能力、創新能力的高新型科技人才，并且需求量很大，大學工程技術專業教育受到多方關注，目前很多院校還存在著人才培養定位不準，重理論輕實踐等問題，實驗教學作為學生實踐的第一站，對于實現理實結合，提高學生的動手能力具有非常積極的推動作用。

1? ?《自動控制原理》課程概述

《自動控制原理》是工程類專業學生非常重要的基礎課程，是過程控制、運動控制、自適應控制等后續課程的理論基石，在整個專業課程體系中占據著不可忽視的地位。《自動控制原理》的內容主要是關于自動控制系統的特點、構成、性能、類型、系統分析、設計方法等的講授，通過課程學習學生能夠了解自動控制系統的運行機理、系統控制參數影響以及系統設計方法等知識，要求學生能夠掌握理論概念并加以簡單應用，為相關專業的其他課程學習以及工程實踐奠定基礎。

2? ?《自動控制原理》實踐教學改革路徑

2.1 引入實驗仿真平臺，輔助實踐教學

《自動控制原理》的傳統實驗大部分是在自動控制箱上完成的，很多實驗是驗證性的，學生已經知悉實驗結果，實驗只是將理論具化演示出來，缺乏吸引力;學生對于一些實驗的基本理論掌握不足，盲目進行實驗，對實驗的結果也無法做出準確的判斷，實驗教學鍛煉學生思維能力和動手能力的作用無法體現;自動控制箱的應用有限，一些實驗僅靠控制箱無法實施，比如線性系統根軌跡繪制、Bode圖繪制等，雖然借用其他軟件也可以完成相關實驗，但是存在交互性差、使用不便、功能固定等問題。Matlab是具有強大應用功能的交互式仿真軟件，能實現工程計算、矩陣分析、數據可視化、控制建模等功能，現已成為自動化專業教學的必備工具，計算機仿真為學生提供了更加直觀、簡潔的學習方式，將仿真與模擬實驗結合起來，能有效提高學生的學習興趣，學生對實驗更加積極主動;通過仿真軟件，學生能夠在計算機上隨時修改實驗參數，使得實驗更加便捷，極大地提高了實驗效率，學生的分析能力、調試能力、設計能力得到了很好的鍛煉;仿真軟件在保證傳統基礎實驗的同時增添了全新的實驗內容，著重于培養學生的設計創新能力，有利于激發學生的創新意識，完成理論與實踐的有機結合。

2.2 改善實驗課堂教學模式，提高課堂效率

實驗課堂能夠檢驗學生的學習效果和動手能力，在此，課堂教學模式就要以學生為主，教師為輔，讓學生自主進行實驗，充分體會動手的樂趣：①實驗前教師將實驗指導書和設備使用說明書發送給學生，并布置相關實驗任務，讓學生預習實驗內容，自主探索實驗步驟，按任務要求設計電路圖并自行搭建完成，包括線路布局、器件安裝、設備連接、系統調試、數據測試、驗證結果等環節，并對實驗過程以及所得數據進行整理;②將學生分組進行實驗，輪流按照自己設計的電路圖進行實際操作，其余組員觀察并記錄實驗情況，指出實驗的疏漏與不足，如此至所有組員都將實驗操作一遍，反復驗證本小組的實驗結果是否合理。由于每個學生所設計、搭建的電路系統各有不同，也會得到不同的實驗結果，而學生們通過反復的驗證推算能夠找到實驗問題，分析原因，共同討論思考，得到解決結果，既能深化知識，又增強了學生的團隊合作精神。

2.3 調整實驗結構，強化學生動手能力

《自動控制原理》傳統的實驗課程中驗證性實驗占了很大比例，其實驗電路、驗證方法都是固定設計好的，學生對實驗的內容和結果已十分明了，失去了實驗的興趣，造成很多學生課前不預習、課上不認真、報告都一樣的現象，顯然達不到以實驗促進實踐的教學初衷，因此要適當增加設計性實驗、綜合性實驗的比例，真正的讓學生動腦、動手?？梢宰寣W生以控制原理知識為基礎，結合實際生活應用，規定時間范圍，讓學生自主設計實驗題目、設計方案、完成實驗，比如智能家居燈光的自動控制系統，電動車行車速度的自動控制，飲水機恒溫的自動控制等，學生在設計的過程中能充分活躍思維，引發創新靈感，通過實驗全過程的自主掌控，將理論知識轉化成動手能力，提高自主學習效率，提高自身綜合素質。

3? ?結語

《自動控制原理》課程雖然理論知識繁復但充滿趣味性，教學方式的改變對于這門課程的教學效果有著很大的影響作用，當前人才培養需要我們對課程進行相應的改革，轉變教育思想，優化教學模式，注重對學生實踐能力、創新能力的挖掘與培養，提高《自動控制原理》實驗課課時的比重，打破固定實驗模式的條框，加大設計性、綜合性實驗的比例，充分調動起學生對實驗的熱情，提高學生實驗的自主性和創造性，這才是實驗的真正意義。

參考文獻：

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作者簡介：張博（1980-），男，湖南長沙人，碩士，長沙師范學院信息科學與工程學院，高級實驗師，研究方向：圖像處理、計算機視覺、教育機器人、實踐教學研究。