自動控制原理教學改革之體會

楊秀霞 趙賀偉 梁勇

【摘要】將自動控制原理課程的教學改革作為研究對象，從教學理念、教學內(nèi)容、改革效果三個方面論述了自動控制原理課程的教學改革體會，提出了一些新穎的教學方式方法。同時闡述了自動控制原理課程應(yīng)進行改革的方式和主要措施。

【關(guān)鍵詞】自動控制原理 教學改革 教學理念 改革效果

【中圖分類號】G420 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）11-0039-01

自動控制原理是控制類專業(yè)的核心課程，是非常重要也是難度比較大的專業(yè)基礎(chǔ)課，通過對目前該課程設(shè)置的分析及與軍內(nèi)外、國內(nèi)外多所高校相比較，我們發(fā)現(xiàn)在目前的課程教學中，普遍存在著研究與教學銜接不夠、理論與實踐結(jié)合不夠緊密、教學內(nèi)容的深度、廣度和新穎度不夠等問題。就拿目前的課外作業(yè)來說，一般都選作理論概念的運算題目，盡量回避工程應(yīng)用的題目，這就使與工程應(yīng)用密切相關(guān)的專業(yè)基礎(chǔ)課變成了像數(shù)學課那樣的基礎(chǔ)課。

為了改變這種現(xiàn)狀，我們對《自動控制原理》課程進行了教學改革，從三個方面著手，就是：改革課程內(nèi)容；改革教學環(huán)節(jié)；進行課堂教學藝術(shù)探討。

一、 改革的理念

“創(chuàng)造來自于興趣，興趣來自于引導，引導是教員的職責”，這是我們進行改革的基本理念。

本次教學改革主要從三個方面著手：（1）在教學內(nèi)容上，把《控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計》課程內(nèi)容融入到《自動控制原理》課程中，并加強了實驗實作環(huán)節(jié)的教學，以做到理論與實踐很好地結(jié)合；（2）在作業(yè)布置上，以專題案例來實現(xiàn)教員的引導，使學員產(chǎn)生興趣，進行自研、自學和自測；（3）在課堂授課方式上，提高講課藝術(shù)，使教員的講課要講出興趣、講出重點、講出創(chuàng)造性。

二、改革的具體方法

（一）教學內(nèi)容

設(shè)計實踐課是通過該課程教學，完成某控制系統(tǒng)的全過程設(shè)計。主要通過自學學完原計算機輔助設(shè)計課程的教學內(nèi)容，指導學員在設(shè)計實踐中學習。而這些如果照某一本教材講課，就會成了一門應(yīng)試教育，理論脫離實際，學員學完了考試能得高分，但不知如何運用。因此這樣做能解決本專業(yè)理論脫離實際的問題，而且又能提高學員獨立工作能力和創(chuàng)新精神。

在作業(yè)安排上，增加（或者分流）計算機輔助設(shè)計課程中的部分內(nèi)容（或講課、或自學）。

（二）采用專題式研究教學

以專題研究為牽引，采用“三自”（自研、自學和自測）學習方法，充分發(fā)揮學生的好奇心、主動性和綜合應(yīng)用所學知識的能力。

以第七章離散控制為例，在第一堂課的一開始，教員講了一個具有親身經(jīng)歷的傳奇性故事，教研室老教授曾經(jīng)解決了工業(yè)部門七個月沒有解決的一個問題，所用的技術(shù)就是《自動控制原理》第七章離散控制的內(nèi)容，使學員對第七章內(nèi)容產(chǎn)生濃厚的好奇。在講課進行的過程內(nèi)，穿插《控制系統(tǒng)計算機輔助設(shè)計》的相關(guān)內(nèi)容，主要以學員課后練習為主，對相關(guān)的知識產(chǎn)生感性認識，加深理解。當?shù)谄哒轮v課結(jié)束后，把有關(guān)的資料通過講課的方式作了布置，當時布置的要求摘錄如下：

（1）復現(xiàn)上述排除故障的全過程仿真研究；

（2）研究解決上述故障的技術(shù)方案；

（3）如果不考慮計算延時，研究計算機芯片的應(yīng)該采用多大的采樣時間？或者說，計算機芯片應(yīng)該采用多大的采樣時間，就可以不用考慮計算機芯片的計算機時間？

（4）Matelab軟件應(yīng)用方面的問題，例如，對同一個問題的穩(wěn)定性分析，可以采用連續(xù)系統(tǒng)仿真方法，離散系統(tǒng)的仿真方法，混合系統(tǒng)的仿真方法，比較這三種方法的各自特點，尤其是研究的精度肯定會有差別，有差別就有比較，有比較就有分析，有分析就可以寫論文。

（5）還可以派生出很多其他的題目，靠你們自己去提煉，愛因斯坦講過：提出問題，就是解決問題的一半。

以學術(shù)論文的形式結(jié)題。在本專題研究的四周內(nèi)，實驗室每周對學員開放三個下午，有兩名教員參加輔導。課程考試結(jié)束后，一周內(nèi)收到論文12篇，半個月以后舉行了一次由學員自己組織了學術(shù)報告會。

（三）進行課堂教學藝術(shù)探討

講課方法改進的理念是采用激情教學法，改變傳統(tǒng)的“章-節(jié)-問題”的邏輯教學法。

所謂激情教學法就是講出興趣、講出重點、講出創(chuàng)造性。

根據(jù)凱洛夫的教員中心論，本科課堂教學中的教員是主導，應(yīng)該更重視思維上的互動，互動并不僅是“提問-回答”式或者“討論”式，更重要的是提出思維的主題要有創(chuàng)新上的震撼力，吸引力，并在提出的同時，應(yīng)用“留白”技巧，在時間和空間（版述和肢體）上留有足夠的回味間隔。我們在講第九章期望極點的配置一節(jié)里，就講到了這是古典理論沒有解決的世界性難題，是狀態(tài)空間理論的貢獻，教學方法的就是采用思維互動方法，收到了很好的效果。更有甚者，講課中在大家震撼的同時，教員還點出了期望零點的配置更是現(xiàn)代控制界還沒有解決的另一個世界性難題，又使學員的氣氛躁動起來。當然我們也不指望學員真能解決這個難點，但至少鼓動了學員的興趣，引導了學生的好奇和創(chuàng)造欲望，也擴大了學員的知識面。

三、改革的效果

在專題研究中，經(jīng)過教員的引導，使學員對所學知識產(chǎn)生了濃厚的興趣，既理論聯(lián)系實際解決了問題，又掌握并反復應(yīng)用了有關(guān)的重點內(nèi)容，基本知識學得牢靠，實際能力又得到了提高。專題研究結(jié)束后，舉行了一次學術(shù)研討會，有三篇論文作了學術(shù)報告。雖然大部分論文都是模仿式的，但至少使學員經(jīng)歷了一次論文寫作的全過程，在學術(shù)（研究、寫作和表達）能力上得到了鍛煉，其中有兩篇發(fā)表到期刊上。

采用的“三自”（自研、自學和自測），提高了學員學習的主動性和自學能力，培養(yǎng)了躍躍欲試的創(chuàng)造欲望。不能指望一門課能就解決學員的學習主動性，但至少能通過一門課的教學能鼓動起學員的學習熱情，即使本門課程考試結(jié)束了，很多學員還在研究一些有關(guān)的學術(shù)問題。

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作者簡介：

楊秀霞（1975.6-），女，博士，副教授，研究方向：導航、制導與控制。

趙賀偉（1985.6-），男，博士在讀，講師，研究方向：控制理論應(yīng)用。