對《自動控制原理》在自動化專業(yè)認(rèn)證下的幾點(diǎn)思考

丁潔

摘 要：《自動控制原理》作為核心專業(yè)課之一，在自動化專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)和課程建設(shè)中的地位和作用顯著。但現(xiàn)有的《自動控制原理》教學(xué)內(nèi)容和方式仍需進(jìn)一步改進(jìn)，應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的工程觀念和工程能力，使學(xué)生能利用自動控制知識和現(xiàn)代工程工具對控制工程問題進(jìn)行分析、設(shè)計、研究，從而實(shí)現(xiàn)自我價值和社會價值的統(tǒng)一發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動控制原理;專業(yè)認(rèn)證;持續(xù)改革;工程實(shí)踐能力

中圖分類號：G64 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1673-9132（2016）10-0245-111

DOI：10.16657/j.cnki.issn1673-9132.2016.10.018

一、引言

隨著中國2013年加入華盛頓協(xié)議，中國工程教育專業(yè)認(rèn)證正式被國際同行認(rèn)可。2015年，中國工程教育專業(yè)認(rèn)證協(xié)會發(fā)布了新的畢業(yè)要求。與之前的畢業(yè)要求相比，新畢業(yè)要求內(nèi)容涵蓋工程知識、問題分析、設(shè)計/開發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具、工程與社會、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、職業(yè)規(guī)范、個人與團(tuán)隊(duì)、溝通、項(xiàng)目管理以及終身學(xué)習(xí)等內(nèi)容，其中有7條畢業(yè)要求提到復(fù)雜工程問題[1]。

具體到自動化專業(yè)新形勢下，對“復(fù)雜工程問題”的理解除了其具備必須運(yùn)用深入的工程原理，經(jīng)過分析才可能得到解決的特點(diǎn)，還需要能切實(shí)反映在專業(yè)課程的教學(xué)當(dāng)中?！蹲詣涌刂圃怼纷鳛樽詣踊瘜I(yè)的核心課程之一，需對課程進(jìn)行全方位的教學(xué)改革，應(yīng)重點(diǎn)對如何能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中加深理解基礎(chǔ)知識、掌握控制工程開發(fā)技術(shù)，提高解決工程能力，以及如何增加學(xué)生創(chuàng)新意識等進(jìn)行深入分析和研究。

二、更新理論教學(xué)內(nèi)容

《自動控制原理》課程作為自動化專業(yè)的核心專業(yè)課之一，同時也是電氣及其自動化、通信工程、電子信息工程等專業(yè)的基礎(chǔ)課或主要選修課程，不同專業(yè)的發(fā)展趨勢和科技成果和應(yīng)用背景既有交叉，也存在融合[2]。本課程需要對不同專業(yè)學(xué)生分別進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的修訂，并有區(qū)別和重點(diǎn)地進(jìn)行教學(xué)。

本課程對系統(tǒng)學(xué)習(xí)控制工程和信息工程等起到很重要的作用。然而，很多高校的課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式存在一些問題，具體來說，有以下幾個。

（1） 部分經(jīng)典理論內(nèi)容僅剩理論價值，在實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)不再使用。例如，用以判斷系統(tǒng)是否穩(wěn)定的勞斯判據(jù)等，理論教學(xué)使用至少4課時分析勞斯穩(wěn)定判據(jù)的由來以及如何列勞斯表，以及勞斯表無法繼續(xù)的原因和替代解法。在計算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的今天，通過MATLAB等數(shù)值計算軟件能快速得到系統(tǒng)穩(wěn)定的判定結(jié)果，并同時給出造成不穩(wěn)定的系統(tǒng)根[2]。

（2） 本課程獨(dú)立于很多控制課程和信息課程，很多高校設(shè)置64-120不等的總課時，但往往理論課時較長，而實(shí)驗(yàn)課時可能只有12-24課時不等，過于限制學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)。

專業(yè)認(rèn)證下要求以學(xué)生為本，培養(yǎng)學(xué)生畢業(yè)5年后具備的能力也將與以往大有不同。隨著信息技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，新的控制理論、方法、技術(shù)以及應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，需要及時更新理論教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)與應(yīng)用的聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、探討實(shí)踐教學(xué)方式

《自動控制原理》課程的實(shí)踐教學(xué)部分是本課程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，是重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生問題分析、方案設(shè)計、研究以及使用現(xiàn)代仿真工具和控制設(shè)備等能力的重要環(huán)節(jié)。但目前很多高等院校在分配課時時，實(shí)踐教學(xué)課時偏少，且在安排實(shí)驗(yàn)課程時，缺少與理論課程的銜接。此外，設(shè)計和實(shí)施的過程目前多限于對理論知識的驗(yàn)證，比如建立合適的傳遞函數(shù)，或者一階、二階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)驗(yàn)證等，而真正應(yīng)用廣泛的PID控制方法在實(shí)踐過程中因課時短，只要仿真即可，學(xué)生只要略作參數(shù)調(diào)整，即可得到仿真結(jié)果，而對調(diào)整策略無法看到實(shí)際的效果，缺少與實(shí)際的聯(lián)系[3]。

因《自動控制原理》在很多工科院校都開設(shè)，具有普遍性，而很多高校對該課程的建設(shè)投入，尤其是實(shí)驗(yàn)課程的建設(shè)投入?yún)s著實(shí)不盡如人意。在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上，很少有投入控制目的明確的工程級控制設(shè)備，多以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，即系統(tǒng)軟件仿真代之。即便有投入，工程級設(shè)備臺數(shù)也很少，在實(shí)驗(yàn)課程時學(xué)生動手操作的機(jī)會很少，從而使得學(xué)習(xí)的效果不明顯。

國內(nèi)外控制領(lǐng)域成果頗多，在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計上，應(yīng)結(jié)合相關(guān)領(lǐng)域易實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容，在原有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，設(shè)計應(yīng)用擴(kuò)展性和創(chuàng)新設(shè)計性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以提高學(xué)生分析、設(shè)計和研究控制工程問題的能力。

四、持續(xù)修訂教學(xué)大綱

針對《自動控制原理》理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)方面呈現(xiàn)出的非與時俱進(jìn)，課程負(fù)責(zé)人和任課教師對教學(xué)大綱的有效實(shí)施和持續(xù)修訂負(fù)有最直接的責(zé)任?，F(xiàn)在，原有的教學(xué)大綱多年不修訂，或者每次修訂只是修改若干文本內(nèi)容，而對教學(xué)目標(biāo)和內(nèi)容等具體內(nèi)容基本保持不變。

從專業(yè)發(fā)展需要來講，本課程的教學(xué)大綱的修訂工作應(yīng)以社會需求、培養(yǎng)目標(biāo)以及畢業(yè)要求為基準(zhǔn)，并邀請企業(yè)或畢業(yè)生等對大綱進(jìn)行反饋。而修訂的結(jié)果將直接反映在學(xué)生畢業(yè)達(dá)成度上，并用于形成教學(xué)大綱持續(xù)修訂的依據(jù)[4]。

五、結(jié)語

專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的畢業(yè)要求是課程體系建設(shè)以及相應(yīng)課程改革的導(dǎo)向和依據(jù)，新專業(yè)認(rèn)證要求課程教學(xué)大綱必須能體現(xiàn)相應(yīng)的畢業(yè)要求，并建立持續(xù)改進(jìn)機(jī)制，為持續(xù)修訂教學(xué)大綱和進(jìn)行教學(xué)活動提供依據(jù)，以期實(shí)現(xiàn)以生為本、持續(xù)改進(jìn)的理念。當(dāng)下很多專業(yè)課程都存在一些問題，而《自動控制原理》課程面臨教學(xué)大綱和教學(xué)內(nèi)容等多方面的掣肘，其修訂和持續(xù)改進(jìn)如何才能做到以學(xué)生為中心，以產(chǎn)出為導(dǎo)向，值得課程負(fù)責(zé)人和專業(yè)任課教師深入調(diào)研和學(xué)習(xí)，從而改進(jìn)和提高教學(xué)效率。

[1] 中國工程教育認(rèn)證協(xié)會， 工程教育專業(yè)認(rèn)證2015版[OL]，

http：//ceeaa.heec.edu.cn/.

[2] 王萬良.“自動控制原理”課程教學(xué)中的幾個關(guān)鍵問題[J] . 中國

大學(xué)教學(xué)， 2011（8）： 48-51.

[3] 結(jié)碩，韓光勝. Matlab在自動控制原理實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J]. 實(shí)驗(yàn)技

術(shù)與管理，2012（2）： 95-97+108.

[4] 陳雪波; 歐陽鑫玉. 自動控制原理教學(xué)中的關(guān)聯(lián)教學(xué)實(shí)例[J]. 中

國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊， 2012（25）： 110-111+230.

Reflection on the Teaching of Principle of Automatic Control

DING Jie

（College of Automation， Nanjing University of Posts and Telecommunications， Nanjing Jiangsu， 210023， China）

Abstract： Principle of Automatic Control is one of the core specialized courses， and the function in cultivation of automation major students and curricula construction is prominent. But the present teaching content and methods should be further improved. We should focus on the cultivation of engineering ideas and ability， and help students to analyze， design and study control engineering problems by automatic control knowledge and modern engineering tools.

Key words： principle of automatic control; professional accreditation; continuous reform; engineering practice ability

[ 責(zé)任編輯 張 宇 ]