電氣自動化專業(yè)控制類課程改革初探

摘 要：本文結合控制類課程的問題進行深入的分析與研究，從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行了全方位、多層次的改革探索和實踐。

關鍵詞：電氣自動化；控制類課程；教學改革；教學質量；

文章編號：1674-3520（2015）-04-00-01

對于電氣及自動化信息類專業(yè)學生來講，控制類相關課程具有重要地位，主要包含“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等相關課程?！白詣涌刂评碚摗焙汀艾F(xiàn)代控制理論”課程是研究自動控制系統(tǒng)的共同規(guī)律，為自動控制系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論、基本方法的一門專業(yè)基礎課該課程，是一門重要的控制類專業(yè)的基礎課，具有較強的理論性，對于工程實踐具有重要的指導作用，因而受到人們的廣泛重視。如何講授“強理論性”課程，使學生真正認識到學好理論可獲得對電氣信息類多門專業(yè)課的理論支撐，從而學好后續(xù)專業(yè)課程是教學改革的主要目的。需結合“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、專業(yè)基礎理論課程與“運動控制理論”、“儀表及過程控制”，“計算機控制”專業(yè)課程的問題進行深入的分析與研究，從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐，這將對教學質量和人才培養(yǎng)方面有明顯效果。

不斷更新觀念，壓縮精簡陳舊過時的教學內容，加強現(xiàn)代理論及現(xiàn)代方法的內容，可以很好地解決先修課程和后續(xù)課程的銜接問題，避免內容的重復，進一步優(yōu)化課程體系。要建立一套適應性強的包括理論講授、計算機輔助設計、實踐教學和強化訓練等方面在內的全方位教學新體系，將課堂教學、實驗教學、課程研討、網(wǎng)絡教學等有機地結合起來，并充分利用多媒體教學手段提高教學效率、創(chuàng)造視覺的新感受、激發(fā)學生的學習興趣和熱情。內容取材時，不僅體現(xiàn)控制理論課程內知識點之間的內在聯(lián)系，還體現(xiàn)課程群之間的相互關系。在教學組織過程中，積極采用現(xiàn)代信息技術改進傳統(tǒng)的教學手段，在多媒體教學、網(wǎng)絡課程等方面努力探索。統(tǒng)一制作“自動化概論”、“自動控制理論”、“現(xiàn)代控制理論”、“運動控制理論”、“過程控制理論”、“計算機控制”電子教案和CAI課件，并將授課課件發(fā)布在課程網(wǎng)頁上，可供學生課余預習、瀏覽、復習等。另外，教學大綱、授課計劃、實驗指導書、學習指導以及教材和參考文獻均可通過網(wǎng)絡方便查閱。在課程開始即公布授課教師的信箱和電話號碼等聯(lián)系方式，密切授課教師與同學之間的聯(lián)系，使學生有問題可及時獲得老師的輔導答疑，也可通過網(wǎng)上答疑相互交流，打破班級與時間的束縛，在平行班級中實行聽課和答疑共享。

要進行教學改革與教學研究，精簡教材和教學內容，教學組定期進行集體備課，加大對該課程與前后各門課程之間的銜接研究，避免內容上的重復，使其與其他相關課程融合為一個有機的整體。建設可用于大多數(shù)工科專業(yè)的“控制理論”平臺課程。不斷改進和完善本課程的新體系結構，充分體現(xiàn)其基礎性、應用性、前沿性和系統(tǒng)性；配合新的教材和課程體系，研究并建立配套的新實驗體系，強化自主性、設計性、綜合性和創(chuàng)新性；以MATLAB軟件為基礎，構造開放式小車倒立擺綜合實驗平臺，將分析、設計、仿真、虛擬實驗、模擬實驗融為一體；開發(fā)先進的多媒體課件，將MATLAB平臺和虛擬實驗融入到教學過程中，使教學更為直觀生動，更具趣味性和吸引力。

實踐性教學環(huán)節(jié)是學生能力培養(yǎng)中的重要環(huán)節(jié)。工科學生除要掌握一定的工程技術知識外，還要有較強的實際動手能力。

1、改革實驗課教學，建立體化實驗教學體系

實驗教學是“控制理論”課程的重要組成部分。通過實驗不僅能夠培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，驗證所學理論，而且對所學內容能夠提出一些新的見解。為了適應教學改革的需要，在實驗室建設方面的指導思想是：將傳統(tǒng)的模擬實驗與MATLAB環(huán)境下的仿真實驗相結合，將基礎理論驗證類實驗與自主型、綜合型、設計型實驗相結合，將基本實驗與創(chuàng)新實驗相結合，建立一個立體化的實驗教學體系，從而滿足不同階段實踐教學的需要，為激發(fā)學生的創(chuàng)新意識提供硬件平臺。由于實驗課內容和形式的多元化，大大激發(fā)了學生做實驗的主動性、積極性和創(chuàng)新性，學生可以通過預約或上網(wǎng)自主地開展多項實驗，進行理論驗證、性能分析和綜合設計，對提高學生的實踐能力和本課程的學習都將起到良好的作用。

2、積極開展大學生科研實訓活動、參與教師科研項目，引導學生積極參加大學生科研實訓項目，吸引有興趣的學生參與教師的科研活動，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、創(chuàng)新意識、創(chuàng)業(yè)和團隊合作精神，提高學生初步的科學研究能力以及工程實踐能力，培養(yǎng)學生獲取知識及撰寫論文的能力。

3、開發(fā)研制計算機輔助教學課件。教學課件以教材為藍本，包含簡明、清晰的授課講義、重點、難點、例題演示、控制系統(tǒng)計算機仿真和控制系統(tǒng)分析計算等內容，既有課本內容的直接再現(xiàn)，又增加很多有助于講解理論和計算方法的表現(xiàn)手段。課件以計算機為載體，既可用于課堂教學，又可通過上網(wǎng)，供學生進行自學和課后復習使用。控制理論的分析方法有很多圖解法，如頻域分析、根軌跡法、狀態(tài)空間法等。利用計算機強大的計算能力仿真能力和豐富的色彩，可輕而易舉地準確繪制出清晰美觀的畫面。采用動畫技術后，圖形的來龍去脈可用動態(tài)演示。計算機的圖形演示與教師的講授相結合，使教學內容形象化、具體化和生動化，增進學生的理解，提高學生的學習興趣。 計算機仿真技術在實驗教學中的應用為實驗教學帶來極大的方便。仿真實驗具有建模方法簡單、參數(shù)調整方便、結果可視性好等優(yōu)點，克服常規(guī)實驗內容單調、缺乏變化、元器件制約參數(shù)調整以及實驗設備數(shù)量有限等不足。在教學中適當介紹并應用MATLAB軟件，并設計出計算機輔助實驗教學軟件包，提供一個方便易用的圖形用戶界面，將MATLAB控制工具箱的相關功能集成一體。

4、網(wǎng)絡教學平臺開發(fā)。網(wǎng)絡教學能真正體現(xiàn)學生的主體作用。在網(wǎng)絡中，學生可以利用網(wǎng)絡的交互性、檢索性等特點來選擇自己需要的內容進行獨立學習。學生可以在任何時間進行自主學習，并且與教師在網(wǎng)上交流，探討問題，在教學中發(fā)揮積極作用。

5、建立科學、有效的教學信息回饋，實施“‘控制理論’相關課程的學習調查”制度，不定期進行相關問卷，包含這門課程是否易學、學習難點、學習方法、是否能學以致用等幾個方面的內容，充分了解學生學習這門課的基本情況，為課程改革提供必要的依據(jù)，收到良好的效果。

參考文獻：

[1]王瑛.控制理論實驗開放式教學的探索[J].實驗室研究與探索，2002， 4（21）：15-17.

[2]楊帆，等.現(xiàn)代控制理論課程教學內容與教學方法改革探討[J].通化師范學院學報，2008，1（29）：85-87.