摘要：根據高校自動(dòng)控制相關(guān)專(zhuān)業(yè)的發(fā)展與教學(xué)改革的需要，就創(chuàng )新教學(xué)路線(xiàn)、調整教學(xué)方法、引用MATLAB等軟件的計算機輔助教學(xué)的優(yōu)點(diǎn)、注重新舊知識的結合、強化實(shí)驗教學(xué)改革、注重工程和物理概念以及改革考核辦法等多方面提出了改革思路和方法，力求通過(guò)教學(xué)改革后，能夠為學(xué)生提供一個(gè)更好的學(xué)習和交流平臺。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制；教學(xué)改革；創(chuàng )新；調整
中圖分類(lèi)號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1001-828X（2014）06-00-02
自動(dòng)控制理論是研究自動(dòng)控制共性規律的技術(shù)科學(xué)，主要包括經(jīng)典控制理論、現代控制理論，以及大系統理論和智能控制理論。它用抽象的數學(xué)語(yǔ)言建立系統的數學(xué)模型，通過(guò)時(shí)域分析、頻域分析等方法來(lái)分析控制系統性能，并對系統進(jìn)行校正。它是研究自動(dòng)控制共線(xiàn)規律的技術(shù)學(xué)科，具有一定深度和復雜性。其特點(diǎn)是知識覆蓋面廣、內容多、更新發(fā)展快、理論性和應用性強，是一門(mén)既難教又難學(xué)的專(zhuān)業(yè)課[1]。鑒此，從該門(mén)課程的理論教學(xué)環(huán)節和實(shí)驗教學(xué)環(huán)節兩方面進(jìn)行改革和探索，協(xié)調好教與學(xué)二者的關(guān)系，盡量把難學(xué)變成易學(xué)，實(shí)現加強教學(xué)深度和提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
一、創(chuàng )新路線(xiàn)，重新制定合理的教學(xué)計劃和教學(xué)大綱
在過(guò)往的課程體系中，教學(xué)環(huán)節，不夠凝聚，顯得有些松散。對這種現狀，可以形成以主講教授為龍頭，相關(guān)學(xué)科老師為龍身，實(shí)驗課教師為龍尾的課程教研小組，進(jìn)行自動(dòng)控制課程體系的研究工作，組織大家進(jìn)行調研、討論，將自動(dòng)控制系列課程融為一體，相互銜接、相互連貫，重新制定合理的教學(xué)計劃和教學(xué)大綱、實(shí)驗計劃和大綱、綜合課程設計的計劃和大綱等，提出適應21世紀相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養模式。然后聘請校內外專(zhuān)家進(jìn)行評審，最后形成合理的教學(xué)計劃和大綱。使自動(dòng)控制系列課程教學(xué)改革后，其課程體系整體優(yōu)化，明確課程之間內容的銜接關(guān)系，避免不必要的重復和遺漏。這能使學(xué)生更加系統的掌握一系列與自動(dòng)控制有關(guān)的學(xué)科知識，有助于理解和學(xué)習，可以在他們的腦海中形成相互交織的知識體系。
二、教學(xué)方法創(chuàng )新探索
對于這門(mén)難度較高的課程，涉及到許多基礎課程及大量的數學(xué)，因此，教學(xué)時(shí)應注重概念和實(shí)踐，弱化計算。只有牢固的掌握了基本概念，有了充分的感性認識，學(xué)生才有進(jìn)一步自我深化的能力。然后再由理論回到實(shí)踐，學(xué)生才能從感性認識上升到理性認識，更進(jìn)一步的掌握該門(mén)課程。要達到這點(diǎn)，首先要打破“老師—黑板—學(xué)生”或“老師—電子教案—學(xué)生”的傳統模式，探索啟發(fā)式和討論式教學(xué)，吸引學(xué)生主動(dòng)參與課程內容的討論，避免課堂上產(chǎn)生“孤掌難鳴”的情況，注重基本理論和工程實(shí)際意義的分析，加深學(xué)生對難點(diǎn)的理解。另外，實(shí)例教學(xué)也是不可或缺的，結合實(shí)例，有助于學(xué)生對知識的消化和吸收。例如：在基本概念中講解自動(dòng)控制系統的定義和組成的時(shí)候，首先讓同學(xué)們明白系統的控制過(guò)程，比如可以用工業(yè)恒溫控制系統和自動(dòng)調溫控制系統來(lái)對比講解。這樣可以使學(xué)生在對比中理解自動(dòng)控制理論的優(yōu)點(diǎn)，更加清晰的明白其中的控制結構。然后再講解其結構，學(xué)生就可以更容易的理解控制對象，被控裝置，輸出，輸入，校正，反饋等概念。此外，建立一個(gè)教學(xué)資源豐富的教學(xué)系統也是有必要的，為學(xué)生提供一個(gè)自學(xué)、交流的平臺，促使學(xué)生和老師的交流，及時(shí)解決教學(xué)中的一些問(wèn)題。
三、課程內容“模塊化”
自動(dòng)控制原理的教學(xué)過(guò)程應突出本門(mén)課程具有的方法論特點(diǎn)，使學(xué)生建立系統的觀(guān)點(diǎn)，培養學(xué)生對控制系統的分析能力和初步的控制器設計能力，為專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習和參加控制工程實(shí)踐提供必要的理論基礎。采用“模塊化”教學(xué)改革方案。理論教學(xué)內容主要由四大部分組成，即控制系統基本概念與數學(xué)描述、分析方法、設計方法、驗證與應用四大塊[2]。在“模塊化”的教學(xué)中，應引入MATLAB等軟件的計算機輔助教學(xué)，因為MATLAB等軟件的仿真演示，不但可以提高各模塊的教學(xué)質(zhì)量，也使學(xué)生加深了電子CAD軟件的認識。進(jìn)一步的提升了教學(xué)效能和知識層次，增強對學(xué)生的實(shí)際操作能力和創(chuàng )新能力的培養。
四、注重新舊知識的結合，突出“系統理念”
控制與系統是自動(dòng)化的核心。為了讓學(xué)生掌握自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心知識，按“控制與系統”這一主線(xiàn)安排課程體系。大學(xué)階段的控制理論基礎內容，是線(xiàn)性定常單輸入單輸出（簡(jiǎn)稱(chēng)單變量）系統理論，它既包括以傳遞函數為基礎的“經(jīng)典控制理論”，又包括以狀態(tài)空間模型為基礎的“現代控制理論”。不論是“經(jīng)典”還是“現代”，它們闡述的實(shí)質(zhì)是自動(dòng)控制的方法論，因此要以控制系統為主線(xiàn)，將“經(jīng)典”與“現代”有機地結合在一起，既注意它們的各自的特點(diǎn)，又強調它們之間的內在聯(lián)系，以增強控制理論基礎的系統性、完整性和科學(xué)性[3]。以知識單元為主線(xiàn)索進(jìn)行自動(dòng)控制系列課程整合，強化課程之間的知識聯(lián)系，增加或壓縮相應課程內容，以確保相關(guān)課程的銜接和知識點(diǎn)的完整性，使課程體系更趨合理。在課程設置上應該保證做到“控制理論、實(shí)踐環(huán)節”不斷線(xiàn)?？刂评碚摬粩嗑€(xiàn)：自動(dòng)控制原理、現代控制理論和智能控制三為一體的理論指導思想。實(shí)踐環(huán)節不斷線(xiàn)：實(shí)驗、實(shí)習、課程設計和畢業(yè)設計等不間斷的進(jìn)行。
五、加強實(shí)驗教學(xué)
目前高等工科院校在專(zhuān)業(yè)教學(xué)中的共識目標和專(zhuān)業(yè)課程設置安排的指導思想是理論與實(shí)踐相結合，力求讓學(xué)生掌握扎實(shí)的理論基礎的同時(shí)，獲得一定的實(shí)踐動(dòng)手能力和工程應用認識。實(shí)踐和理論應具有同等的地位，兩者相互聯(lián)系，密不可分，在教學(xué)中忽略任何一面都是不合理的。合理的實(shí)驗教學(xué)是培養學(xué)生動(dòng)手能力必不可少的方法之一。在實(shí)驗中，應盡量保證每人一臺或一機，在主講教師講解的理論基礎知識上，實(shí)驗教師簡(jiǎn)要的介紹接線(xiàn)方法和設備操作的注意事項，然后由學(xué)生自己進(jìn)行操作，獨立的完成試驗?？己藭r(shí)，應從注意實(shí)驗結果的正確性、一致性轉變到注重實(shí)驗過(guò)程的多樣性和見(jiàn)解的獨創(chuàng )性。這樣不僅能培養學(xué)生獨立思考的能力，也可以提高綜合分析問(wèn)題的能力。同時(shí)通過(guò)對理論的應用，有助于學(xué)生把枯燥抽象的理論形象化，加深對理論知識的理解。
六、從實(shí)際控制系統入手進(jìn)行教學(xué)，強調工程和物理概念
“自動(dòng)控制原理”是一門(mén)理論性較強的課程，涉及知識面廣，信息量大，所涉及的數學(xué)基礎較為廣泛，從微積分、復變函數、離散數學(xué)到矩陣理論[4]。如果在教學(xué)過(guò)程中只注重一般的數學(xué)論證，缺乏工程和物理概念的闡述，學(xué)生學(xué)后不知用在哪里，如何運用。學(xué)生在課堂上忙于做筆記，課后忙于根據公式作大量的習題，考完試后，公式忘掉了，腦子里一片空白。這樣的學(xué)習效果為后續專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習、畢業(yè)設計以及就業(yè)工作等帶來(lái)許多問(wèn)題。因此在知識的傳授中，要特別注重控制思想和工程背景。本課程的設置目的不僅是對這門(mén)學(xué)科知識的掌握，更重要的是在各行業(yè)中的具體工程應用。因此在教學(xué)的全部過(guò)程中必須注重課程在工程的具體情況，并將工程的分析、設計實(shí)現方法滲入課程的教學(xué)中，如PID 參數的整定及工程整定，可以通過(guò)直流電動(dòng)機轉速控制來(lái)實(shí)例講解，并且借助于MATLAB仿真。
七、改革考核模式
以往用一張試卷測定學(xué)生學(xué)習情況的考試模式，弊端太多。它只能考察出在一段時(shí)間內，學(xué)生對課本內容的記憶能力。而不能如實(shí)的反映出學(xué)生對自動(dòng)控制這門(mén)課程的學(xué)習和理解程度，也不能表現出學(xué)生是否能夠很好的應用本學(xué)科所學(xué)到的知識。針對這一情況，可將這種以一張試卷決定學(xué)生學(xué)習能力的單一考試模式改為采用卷面考試、口試和撰寫(xiě)有關(guān)課程內容等多方面相結合的考試模式，作為檢測學(xué)生對本課程的學(xué)習程度。這種多種模式相結合的考試形式，可以直觀(guān)的反映出學(xué)生對該課程的理解程度，也可更好地檢驗學(xué)生的綜合能力和創(chuàng )新能力。
結語(yǔ)
自動(dòng)控制原理作為自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的一門(mén)關(guān)鍵專(zhuān)業(yè)課程 ，其教學(xué)質(zhì)量的好壞，直接影響到學(xué)生的就業(yè)及在該專(zhuān)業(yè)方向上的發(fā)展。在今后的教學(xué)實(shí)踐中，筆者期望采用上述新的教學(xué)方法取得良好的教學(xué)效果?？傊?，由于自動(dòng)控制原理課程的理論性較強，教師在教學(xué)過(guò)程中要融入多種教學(xué)手段，使抽象的系統理論形象化，要通過(guò)教學(xué)手段的改進(jìn)，培養學(xué)生的工程意識和創(chuàng )新能力。
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