提高自動(dòng)控制系統(tǒng)課程教學(xué)效果的探討

張永春 劉明芳

【摘要】本文圍繞自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的特點(diǎn)及常規(guī)教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題，分析了導(dǎo)致課程教學(xué)效果不理想的原因，并從科學(xué)編排教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方式和手段，合理引入案例教學(xué)三個(gè)方面闡述了提高教學(xué)效果的途徑。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)效果；途徑；系統(tǒng)；教學(xué)方式

自動(dòng)控制系統(tǒng)課程是高校本科自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的重要專(zhuān)業(yè)課，該課程具有很強(qiáng)的綜合性與實(shí)踐性，知識(shí)的更新速度非?？?，所涉及的知識(shí)面十分廣泛，導(dǎo)致了課程的教學(xué)難度大、教學(xué)效果差。隨著控制理論及電動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的發(fā)展，新的理論知識(shí)不斷應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，為使學(xué)生獲取這些新知識(shí)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，有必要針對(duì)常規(guī)教學(xué)方法存在的弊端進(jìn)行改革和課程建設(shè)，以達(dá)到提高課程教學(xué)效果的目標(biāo)。

一、教學(xué)效果不理想的客觀原因與主觀原因

自動(dòng)控制系統(tǒng)常規(guī)教學(xué)過(guò)程中往往以理論教學(xué)為主，實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)教學(xué)為輔，教學(xué)過(guò)程中知識(shí)的呈現(xiàn)方式往往借助于PPT、板書(shū)及少量的實(shí)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種教學(xué)方法在學(xué)時(shí)充裕的情況下通過(guò)反復(fù)講解、練習(xí)，學(xué)生對(duì)課程知識(shí)體系基本能夠掌握。但隨著高校課程體系改革， 自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的學(xué)時(shí)數(shù)逐漸減少，甚至一些高校把該課程的學(xué)時(shí)數(shù)定為32，這就導(dǎo)致了教學(xué)內(nèi)容多、知識(shí)難度大與學(xué)時(shí)短的矛盾非常突出。短學(xué)時(shí)教學(xué)過(guò)程中，作為基礎(chǔ)的直流部分就包含了電源知識(shí)模塊、模型建立知識(shí)模塊、控制方法選擇知識(shí)模塊、調(diào)節(jié)器參數(shù)選擇知識(shí)模塊和可逆直流調(diào)速知識(shí)模塊，這些知識(shí)內(nèi)容至少占據(jù)20課時(shí)以上的教學(xué)時(shí)間；交流部分所包含的知識(shí)既是電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展方向，內(nèi)容又更為廣泛，僅三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)就包括了變壓變頻控制技術(shù)知識(shí)模塊、三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速方式知識(shí)模塊、坐標(biāo)變換知識(shí)模塊、矢量控制技術(shù)和直接轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)知識(shí)模塊，該部分知識(shí)內(nèi)容較為豐富、抽象、難度較高，10余課時(shí)的時(shí)間內(nèi)學(xué)生所能掌握的內(nèi)容十分有限，這些客觀存在的因素致使傳統(tǒng)教學(xué)方法不可能取得良好的教學(xué)效果。

自動(dòng)控制系統(tǒng)教學(xué)效果不理想的主觀原因主要包括兩方面因素。一方面，教師在教學(xué)過(guò)程中缺乏創(chuàng)新意識(shí)，教學(xué)手段陳舊，常年按部就班的以“講”為主，課程的考核方式相對(duì)單一，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，久而久之導(dǎo)致學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒，教學(xué)效果可想而知。另一方面，自動(dòng)控制系統(tǒng)課程不僅要求學(xué)生良好的掌握前期基礎(chǔ)知識(shí)，還要求學(xué)生在聽(tīng)課過(guò)程中保持高度的注意力，常規(guī)教學(xué)模式下，教師無(wú)法顧及到學(xué)生個(gè)體之間的差異，因材施教難于實(shí)施，導(dǎo)致很多學(xué)生對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式逐漸產(chǎn)生不滿情緒，失去了主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，教學(xué)效果當(dāng)然不理想。

二、提高課程教學(xué)效果的途徑

無(wú)論是客觀因素還是主觀因素，要提高教學(xué)效果，都必須從課程教學(xué)改革方面尋找途徑。

（一）科學(xué)編排知識(shí)模塊，提升教學(xué)效率

在傳統(tǒng)常規(guī)教學(xué)中，直流調(diào)速系統(tǒng)各知識(shí)模塊和交流調(diào)速系統(tǒng)各知識(shí)模塊分別在不同章節(jié)獨(dú)立講解，割裂了二者之間的聯(lián)系，不僅教學(xué)時(shí)間長(zhǎng)，而且知識(shí)點(diǎn)分散，學(xué)生掌握效果不佳。根據(jù)自動(dòng)控制系統(tǒng)課程知識(shí)模塊多，各知識(shí)模塊彼此聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，可以整合教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)編排各知識(shí)模塊，采取分類(lèi)對(duì)比的教學(xué)方式來(lái)提高教學(xué)效率。以直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)的電源知識(shí)模塊為例，教學(xué)編排時(shí)把這兩個(gè)電源模塊的知識(shí)分別分解為主電路、控制方式、工作特點(diǎn)三個(gè)部分，課堂上把直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)的主電路、控制方式、工作特點(diǎn)分別對(duì)照講解，既能夠降低學(xué)生掌握知識(shí)的難度，又能夠提高課堂的教學(xué)效率。

（二）創(chuàng)新教學(xué)方式，適應(yīng)短課時(shí)要求

現(xiàn)代教育教學(xué)手段為教學(xué)方式的改革創(chuàng)新提供了技術(shù)支持，仿真技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)等新技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)成為提高教學(xué)效果的有效手段。調(diào)速系統(tǒng)中調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)是該課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一，選擇合適的控制律、整定恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)器參數(shù)是系統(tǒng)能夠良好運(yùn)行的前提。在教學(xué)過(guò)程中通過(guò)引入MATLAB仿真技術(shù)，教師在上課前建立好系統(tǒng)的仿真模型，上課過(guò)程中對(duì)不同的控制規(guī)律所取得的控制效果進(jìn)行對(duì)比演示，使學(xué)生深入掌握調(diào)節(jié)器參數(shù)的調(diào)整方法，不僅大幅度節(jié)約時(shí)間，也能給學(xué)生更直觀深刻的認(rèn)識(shí)。

（三）引入案例教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力

學(xué)生是否具備了調(diào)速系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力是檢驗(yàn)教學(xué)效果的依據(jù)，傳統(tǒng)教學(xué)中學(xué)生在課堂上很難接觸到實(shí)際設(shè)計(jì)案例，枯燥的理論學(xué)習(xí)導(dǎo)致了學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力的缺失，為了提高課堂活力，引入案例教學(xué)十分有益。各高校與地方企業(yè)的合作日益緊密，為案例教學(xué)的實(shí)施提供了條件，精選企業(yè)調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)用案例，把系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程、裝配過(guò)程、調(diào)試過(guò)程、運(yùn)行故障及排除等實(shí)際問(wèn)題引入課程教學(xué)之中，不僅能夠增加課堂教學(xué)的趣味性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，更重要的是能夠幫助學(xué)生建立起“工程意識(shí)”。

三、結(jié)語(yǔ)

短學(xué)時(shí)背景下自動(dòng)控制系統(tǒng)課程的教學(xué)難度有所提高，教師應(yīng)不斷優(yōu)化自動(dòng)控制系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容，使教學(xué)過(guò)程富有科學(xué)性與時(shí)效性，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)課程教學(xué)使學(xué)生的創(chuàng)造性思維和工程實(shí)踐能力得到雙重鍛煉。

參考文獻(xiàn)

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