“自動控制原理”課程教學改革與探索

馮俊杰

摘要：針對“自動控制原理”課程具有理論性強、內(nèi)容抽象等特點，本文將 MATLAB 軟件應(yīng)用于“自動控制原理”課程教學中，提高學生對自動控制原理課程的興趣和參與度，加深對課程內(nèi)容的理解和掌握。并對該課程的教學進行改革探索，提高教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：自動控制原理;MATLAB軟件;教學改革

中圖分類號：G642? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）16-0189-02

Abstract： The course of Automatic Control Principle has strong theoretical and more abstract in content. To improve students interest and participation in the course of automatic control principle， deepen the understanding of curriculum knowledge， MATLAB software is applied to the course in this paper. Carry on the reform exploration to the teaching of this course， improve the teaching quality.

Key words： Automatic Control Principle; MATLAB software; Reform in Education

1 引言

“自動控制原理”課程是高等學校電氣工程及其自動化、自動化、電子信息工程等本科專業(yè)等專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程[1-2]。在整個課程體系中起著承前啟后的作用。學習該課程需要學生既要有扎實的高等數(shù)學、復變函數(shù)、電路分析、信號與系統(tǒng)等課程的基礎(chǔ)知識，還要有著較強的運算能力和分析能力，為后續(xù)相關(guān)專業(yè)課程的學習打下基礎(chǔ)。對學生自學能力、分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)有著重要作用。但我校電氣工程及其自動化、自動化等工科專業(yè)的學生數(shù)學基礎(chǔ)普遍較弱，該課程的理論性和系統(tǒng)性很強、數(shù)學推導多、計算繁瑣，學生在學習過程中總是難以完全理解，在學習過程中積極性、主動性不夠。

將MATLAB仿真軟件運用到“自動控制原理”課程教學中，能加深學生對所學理論的理解，幫助其發(fā)現(xiàn)在課堂上所學知識的不足之處，加深對教學內(nèi)容的理解，提高課堂教學效果。

2 MATLAB軟件在自動控制原理教學中的應(yīng)用

MATLAB仿真軟件包含非常豐富的高效、簡捷、功能強大的函數(shù)指令及功能模塊[3-4]，可以將復雜的理論問題和數(shù)學公式簡便求解，使抽象問題具體化。

將MATLAB軟件引入自動控制原理課程教學中，對一些典型系統(tǒng)進行時域、頻域、根軌跡、線性定常系統(tǒng)進行分析與設(shè)計。結(jié)合實例對自動控制原理課程中遇到的一些典型和抽象系統(tǒng)進行計算和分析方法，使得該課程中許多繁瑣的數(shù)學推導、抽象的理論具體化，更容易理解。下面通過舉例說明。

由圖可見，隨著參數(shù)K的增加，系統(tǒng)根軌跡穿過虛軸進入復平面右半平面，根據(jù)根軌跡的分布與系統(tǒng)穩(wěn)定的關(guān)系，可以判斷出該系統(tǒng)不穩(wěn)定。借助MATLAB仿真軟件，可以很直觀地分析出系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 積極采用線上線下混合式教學模式

著力推進現(xiàn)代信息技術(shù)與教育教學的深度融合，探索信息化環(huán)境下的有效教學模式，積極引導學生進行探究式與個性化學習。采用借助超星學習通、雨課堂等網(wǎng)絡(luò)教學平臺，開展線上線下相結(jié)合的混合式教學模式，通過課前明確學習目標、學習內(nèi)容，課中重難點講解、答疑、案例分析等方式開展，課后實現(xiàn)學習拓展，實現(xiàn)線上、線下學習的有機融合，引導學生主動學習的意識，培養(yǎng)學生自主學習的能力，從而提高課程教學質(zhì)量。

4 優(yōu)化課程考核方式

借助網(wǎng)絡(luò)平臺教學系統(tǒng)，開展多元化的課程考核方式， 設(shè)置課堂測驗、課堂測試、搶答、選人（評分）、簽到、主題討論、課后作業(yè)等模塊成績，學生學習分數(shù)是一個點滴積累的過程，建立客觀有效的過程評價體系，實現(xiàn)多元化、全過程考核，便于學生管理和學習監(jiān)督，真正體現(xiàn)以“學生為中心的”教學理念，保證學生課堂學習效果，對勁學生參與深度學習，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

5 結(jié)束語

通過使用MATLAB仿真使得復雜問題直觀化，使問題的講解更加容易接受，提高學生學習興趣和學習主動性，加深學生對課程內(nèi)容的掌握，更好地掌握系統(tǒng)分析與設(shè)計的方法。進一步探索課程教學改革的方法，探索線上線下混合式教學改革，優(yōu)化課程考核方式，提高課程教學質(zhì)量和人才培養(yǎng)質(zhì)量。

參考文獻：

[1] 高聯(lián)學.MATLAB仿真軟件在《自動控制原理》教學中的應(yīng)用與實踐[J].南方農(nóng)機，2019，50（10）：8-9.

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[3] 葉鋒.MATLAB軟件在自動控制原理課程教學中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2016（17）：99-100.

[4] 王敏，周樹道.仿真軟件在自動控制原理課程教學中的應(yīng)用[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2014（13）：27-29.

[5] 薛安克.自動控制原理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2004.

【通聯(lián)編輯：梁書】