工程教育專業認證理念下的自動控制原理課程教學改革的研究

魏東輝 房俊龍 倪晶 董守田 周躍佳

摘 要 在工業發展過程中，控制在電氣工程領域起著重要的作用。“自動控制原理”課程是電氣類學生的必修課程之一，其中的控制理論的分析方法及系統設計部分是后續課程基礎，有一定的理論及實踐指導意義，是培養學生良好綜合素質的關鍵環節。調動一切教學手段，利用網絡資源，現代教學技術，調整教學方式，增加比較式教學、實踐教學，用實踐來鞏固理論，同時用理論來指導實踐，形成規范的教學手段，推動教學改革。

關鍵詞 電氣工程 自動控制 課程建設

中圖分類號：G642文獻標識碼：A

以往的教學中，教師往往在課堂占用大量的時間對教學內容的重點、難點部分進行講解，過程單一，學生對自動控制原理的學習感覺像是一門新的數學課，與實踐的聯系不夠緊密，學生體會不到理論與實踐的聯系。從教學內容看，教學內容學科之間的交叉較大，學生需有一定的其他門專業課的基礎。自動控制是以服務于工程實踐為目的的，因此，教學理念上從工程實踐的角度調整授課方案。為學生設定不同的實踐項目，通過題目的設定，學生的自我學習，以及教師的引導，加深學生的專業知識的理解。

1建模、分析方法部分

在教學設計上，選用常見的系統進行模型，例如，機械位移系統，溫度控制系統等。數學模型的設定與后續的系統分析保持一定的連續性，保證全書貫穿了一條主線。

經典控制原理部分分析方法主要由時域分析，根軌跡分析和頻域分析方法三種。這三種方法看似獨立，實際又有必然的聯系。無論哪種方法，都圍繞系統的快速性，準確性，穩定性來分析，將問題統一起來。具體的數學模型沿用前面建模部分的模型，保持連貫性。其中的時域分析法，數學推導尤其多，控制系統的技術指標等理解要有響應曲線來完成。

根軌跡分析法采用討論教學法。本章的難點在于對圖形的繪制原理的理解。繪制規則分為七條，由師生共同討論繪制規則，對重點部分，尤其系統與虛軸的焦點等問題，結合系統的性能來進行分析，同時與時域分析法對應部分知識進行比對加深理解。頻率特性法采用對比教學法，將前面的時域分析法與根軌分析法的性能分析結論與頻率特性法對應的性能指標進行比較，分析各種方法的優勢。幫助學生建立起一種思維方式，對于一個系統的來說，分析性能需利用各種方法的特點綜合考慮。

系統的矯正與設計是自動控制原理的重點與難點，矯正環節的選擇是個非常復雜的問題，該部分采用案例教學法，引入實際系統的案例，將理論與實際聯系起來，學生掌握超前和滯后矯正的特點，將原系統性能指標進行分析，嘗試分別加入超前矯正、滯后矯正進行分析，總結最佳的矯正方式。

2實踐教學改革

實驗過程是可以幫助學生更好的理解抽象的理論，能夠更好地培養學生的應用能力。傳統的實驗過程是已知理論知識，后進行硬件連接及軟件仿真，驗證所學理論的正確性。學生是被動的操作與接受。我們重新設計實踐過程，把課堂還給學生，實驗環節采用自由設計方式，發揮學生的主體地位，讓學生主動學習，提高實驗效力。設計過程以系統的快速性，準確性，穩定性為核心。

3完善網絡教學資源

網絡發展給人們帶來的極大的便利，多媒體技術早已進入課堂，該技術與教學方法融合，提高了教學質量。同時，我們開發和利用網絡資源，將與課程相關的教學大綱，教學課件，周歷等發布在網絡綜合平臺上，方便學生進行復習，同時為學生提供網絡答疑時間等提高學生的自主學習的能力。

4以競賽促進學習，提升學習熱情

競賽過程是對自動控制的工程實踐能力最好的體現，通過舉辦校級比賽，使學生們把所學的知識真正用到實踐當中，通過一個個完整的作品，體會自動控制的意義。同時，我們選拔優秀學生參加省級，國家級比賽，獲得良好的成績，每一份捷報都是對學生學習的肯定與鼓勵，極大的調動了學生的學習熱情，為課堂教學增添了趣味性。

在本次教學改革中，通過學生的自主學習及教師的引導，使得在學時壓縮的情況下，有效的完成了教學內容。同時，有效地降低了授課的枯燥程度和計算量，提高了學生的學習興趣和學習熱情。同時利用比賽的情況使學生感受到控制原理的工程實踐能力。實現了較好的教學改革目標。

參考文獻

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