對《自動控制原理》課程教學的若干思考

崔亞君，殷 磊，于建立

(海軍航空工程學院青島分院，山東青島266041)

《自動控制原理》是研究控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，為進行控制系統(tǒng)的理論分析和綜合運用，提供基本的理論依據和使用方法的一門專業(yè)基礎課程。同時，自動化專業(yè)的很多后續(xù)課程，如：《現(xiàn)代控制理論》、《過程控制》、《計算機控制》、《控制系統(tǒng)仿真》等，在較多地方都用到了該課程的基本理論和方法。因此，教好學好該課程，對于自動化專業(yè)的學生來講，具有十分重要的意義。但由于該課程理論性強，涉及知識面廣，分析方法多，對數學知識要求高，學生在學習過程中常感覺內容抽象，難于理解，進而不能很好的掌握。為有效解決這一問題，筆者結合在教學工作中的經驗和體會，對課程教學做了若干思考，認為應重點做好以下方面的工作。

1 加強對教材內容的理解和把握，重組教學內容

(1)統(tǒng)觀全局，分清層次，有詳有略，著力使學生掌握基礎知識，形成科學的知識結構。如：該課程的主要內容是經典控制，即重點在線性系統(tǒng)理論的學習，但由于在實際應用中，大多系統(tǒng)是非線性的，因此，有關非線性系統(tǒng)的教學內容需要進一步加強；計算機技術已在控制領域廣泛應用，需要適當增加一些系統(tǒng)分析工具的介紹，如Matlab相關軟件內容的學習；另外，根軌跡校正、等M圓、等N圓設計等內容，在當前的工程設計中已很少使用，可只作簡要介紹。

(2)深入理解和把握教材內容間的橫向和縱向聯(lián)系，按由整體到部分、由一般到個別、由淺入深、由易到難、由已知到未知的順序安排教學內容。該課程雖然內容多、涉及知識面廣，但教學內容間有著非常緊密的聯(lián)系。分析認為，在縱向上，應沿系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設計兩條線，逐步深入的安排教學內容；在橫向上，應始終以“穩(wěn)、快、準”的基本要求為核心，加強有關內容的相互滲透。

2 優(yōu)化課堂教學結構，提高課堂教學效率

課堂教學結構是為了完成一定的教學目標，教師在時間和空間上，對各種教學因素的排列和組合，對課堂教學的整體安排。優(yōu)化課堂教學結構就是使教師的教和學生的學的活動處于和諧、高效的最佳狀態(tài)。

(1)精心設計引言。“良好的開端是成功的一半”。一個好的引言能喚起學生的學習動機，激發(fā)學習興趣。通過靈活多變的方式設置問題，是課堂導入的有效途徑，如：借助于多媒體手段，在引言中，先演示實驗現(xiàn)象，其后圍繞實驗現(xiàn)象講解教學內容，以激發(fā)學生的求知欲望。

(2)妥善處理教學重點和難點。教學的重點和難點是課堂教學的精髓，如果處理不當會使學生思維受阻，注意力分散，長此下去就會因疑問越來越多，造成學習障礙，從而對學習失去興趣。因而一定要采用多種教學方法，妥善處理重點和難點，以達到突出教學重點，突破教學難點的目的。對于抽象知識的重點、難點，應采用形象、直觀的教學方法。如：對于非線性中的死區(qū)現(xiàn)象，以齒輪傳動為例，通過演示其傳動中的死區(qū)產生過程，使抽象內容變得直觀、具體。學生對知識的獲得，應是一個由淺入深，循序漸進的過程。在教學中，要注意從回憶舊知開始，再逐漸引入新知，以幫助學生全面把握相關知識點，建立起整體性、連貫的概念。對于學生從未接觸過、難度較大、理解起來有一定困難的知識點，應分散難點，化復雜為簡單，以讓學生能夠比較輕松的理解和掌握。對于內涵相近或相似、容易混淆的知識點，應多用類比的方法加深學生的理解和把握。

(3)合理設計板書。板書是課堂教學的一個重要組成部分，好的板書能喚起學生的求知欲，吸引學生專心聽課，方便學生記筆記并做好課后復習。每堂課的板書都應有一定的技巧性和實用性，要盡可能運用最簡潔的文字或符號使教材內容形象化，復雜問題條理化，使學生僅通過板書，就能領略到全課的要點和應掌握的內容。需要特別指出的是，盡管應用多媒體教學手段，使得教學更加形象、直觀，但為了加強學生對課堂知識整體性和重點、難點的理解和把握，板書仍是不可替代的。

(4)師生共同歸納小結。課后小結，是一節(jié)課重點和難點的概括，此環(huán)節(jié)完成得好，可起到“畫龍點睛”的作用，如果這一步只由教師來做，不利于學生的提高。為此，可采用教師提示、學生歸納的方法。通過讓學生參與歸納一節(jié)課所學習的內容，可促使學加深對課堂內容完整性的理解和認識，并可有效提高學生整體思維和口頭表達能力，這也是加強“教”與“學”的和諧性以及素質教育的重要體現(xiàn)。

(5)用規(guī)范、幽默的教學語言。課堂教學中的語言一定要規(guī)范。規(guī)范是技巧的前提。教師對原始概念的剖析，定理、原理的闡述等，都必須用專業(yè)術語來準確表達，應堅決摒棄似是而非、模棱兩可的語言；同時，課堂教學中的語言應有一定的幽默性。應善于在“標準化”的語言中適時地加入一些幽默的語言，以此作為課堂教學的“調味劑”，以不斷提高學生的注意力，增強學習興趣，緩沖學習壓力。

3 加強實踐教學，鞏固理論教學效果

(1)大力加強實驗課教學。該課程理論性很強，實驗課是其教學中的一個至關重要的實踐環(huán)節(jié)。實驗具有形象、生動的特點，實驗中蘊含著諸多實際因素，會出現(xiàn)很多意想不到的問題，有利于加深學生對課程內容的理解和掌握，有利于激發(fā)學生解決問題的興趣和熱情，有利于加強學生的感性認識，有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和動手能力。

(2)增設課程設計環(huán)節(jié)。在教學中發(fā)現(xiàn)，由于該課程理論性強，比較抽象，學生常對課程知識缺乏系統(tǒng)性的概念，缺乏綜合分析問題的能力，遇到實際問題時，常感覺無從下手。為此，增設了課程設計環(huán)節(jié)，如：給出一個隨動系統(tǒng)及其要求的性能指標，由學生進行系統(tǒng)建模和系統(tǒng)性能分析，在此基礎上，設計校正裝置，使系統(tǒng)滿足給定的要求。實踐證明，通過課程設計環(huán)節(jié)，可進一步加強學生對理論知識的理解和應用能力，有效提高綜合分析問題并解決問題的能力。

4 結束語

以上是筆者對《自動控制原理》教學的若干建議和思考，并且在教學過程中進行了多次嘗試，取得了較好的教學效果，受到了學生的好評。

[1]胡壽松.自動控制原理[M].北京：國防工業(yè)出版社，1999.

[2]高國焱，余 文.自動控制原理[M].廣州：華南理工大學出版社，1999.

[3]Richard C.Dorf，Robert H.Bishop.現(xiàn)代控制理論[M].北京：高等教育出版社，2001.