工程認(rèn)證背景下自動控制原理課程考核試卷改革分析

南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院機(jī)電工程與自動化學(xué)院 胡芬巧

一、引言

《自動控制原理》是南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院機(jī)電工程與自動化學(xué)院各專業(yè)的核心基礎(chǔ)理論課程，成績考核主要包括：平時成績占30%，期末試卷考核成績占70%，其中試卷成績較大程度上反映了教學(xué)活動的質(zhì)量。因此，試卷的題型和質(zhì)量顯得尤為重要，可為后續(xù)教學(xué)活動的授課方式和側(cè)重點(diǎn)提供一定的依據(jù)。

根據(jù)課程教學(xué)大綱要求，《自動控制原理》課程共64學(xué)時，教學(xué)內(nèi)容共6個章節(jié)：概述（4學(xué)時）、自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（8學(xué)時）、時域分析法（16學(xué)時）、根軌跡分析法（10學(xué)時）、頻率特性法（16學(xué)時）和采樣控制系統(tǒng)分析（10學(xué)時）。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時所占比重的不同，由課程組討論確定考試題型和試題內(nèi)容。工程認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求大學(xué)生不僅具有扎實(shí)的專業(yè)理論知識，還要具有利用專業(yè)知識和現(xiàn)代工具分析、解決和研究工程問題的能力。按照工程認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)和要求，自動控制原理的考核試卷也作出了相應(yīng)的改革。

二、試卷題型的變化和授課方式的變化

往年的試卷題型為七大計算題或選擇題--填空題--計算題。改革后的試卷題型為填空題、分析簡答題、基礎(chǔ)分析題、圖解分析題和分析設(shè)計題。

相比往年的試卷，改革后的試卷出題時更注重學(xué)生對概念的理解以及如何應(yīng)用所學(xué)知識分析和設(shè)計簡單的實(shí)際工程應(yīng)用問題。

題型的變化勢必帶來日后授課方式的變化。本課程學(xué)生在前期的電路、模電、信號等知識環(huán)節(jié)掌握的不夠理想，學(xué)習(xí)方法還處于解題的常態(tài)思路下。因此，在今后的授課中要加強(qiáng)學(xué)生對物理概念的理解，適當(dāng)?shù)脑黾佑懻撜n學(xué)時，不再是教師單純的講授概念，而讓學(xué)生也參與進(jìn)來，學(xué)生不明白的可以隨時提問，討論解決。還有就是計算的部分，學(xué)生目前還處于機(jī)械解題的狀態(tài)，只知其然而不知其所以然，適當(dāng)?shù)脑黾诱n堂練習(xí)學(xué)時，讓教師和學(xué)生先一起分析題目，了解該類題型的解題方法，再解題，舉一反三，真正做到應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。

三、試卷題目內(nèi)容對比分析

A.關(guān)于原點(diǎn)對稱的根 B.s右半平面的根

C.關(guān)于實(shí)軸對稱的根 D.關(guān)于虛軸對稱的根

2、確定根軌跡上點(diǎn)的充要條件是________，確定根軌跡上某個點(diǎn)對應(yīng)的Kr值用________。

改革后概念試題：

1、勞斯表出現(xiàn)全零行，說明系統(tǒng)出現(xiàn)了什么特征根？請畫出特征根的分布示意圖。

概念題考核的知識點(diǎn)是相同的，分別考核的是穩(wěn)定性分析中勞斯表出現(xiàn)全零行的內(nèi)容和根軌跡分析法中幅值條件和相角條件的應(yīng)用。

但往年的試題更偏向死記硬背，改革后的試題需要知道為什么要學(xué)這個，這個是什么，這個應(yīng)該怎么去應(yīng)用，也就是所說的Why，What，hoW。這就要求學(xué)生在平時學(xué)習(xí)的時候就注重對概念的理解。

獨(dú)立學(xué)院學(xué)生的文化基礎(chǔ)相對較差，依賴性強(qiáng)，自學(xué)能力較差。學(xué)生更多的希望老師提供相關(guān)題型的解題方法，而不去關(guān)注對概念的理解。試卷題目內(nèi)容的改變也可督促學(xué)生改變學(xué)習(xí)方法，更多的去理解課堂內(nèi)容，而不是去機(jī)械的解題。

往年的分析題：

已知某系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，試用勞斯判據(jù)判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并求當(dāng)時系統(tǒng)總的穩(wěn)態(tài)誤差。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

改革后的分析題：

某型飛機(jī)的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示，試：（1）求系統(tǒng)閉環(huán)傳遞函數(shù)；（2）分析使系統(tǒng)穩(wěn)定的K值范圍。

圖2 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

往年概念試題：

1、勞斯表出現(xiàn)全零行，說明系統(tǒng)出現(xiàn)了（ ）。

分析題考核的知識點(diǎn)也是相同的，但在方式上有所變化：分析對象盡可能選擇貼近實(shí)際工程對象；在題目描述上，不直接指明，而需要學(xué)生自己去分析，應(yīng)該應(yīng)用哪個知識點(diǎn)去解決這個問題，注重分析和應(yīng)用，計算量不大。

四、學(xué)生考試成績對比分析

圖3 成績統(tǒng)計圖

圖3中：1—90～100；2—80～89分；3—70～79分；4—60～69分；5—40～59分；6—40以下。

試卷改革后參加考試的21140321-322班的不及格率為9%，跟往年的不及格率相當(dāng)，八十分以上的有28%。根據(jù)近幾年學(xué)生成績的統(tǒng)計分析，不及格率相當(dāng)，良好以上的比例也變化不大，主要是中等和及格的占比變化。

五、結(jié)束語

自動控制原理課程考試改革對學(xué)生的考試成績占比不會有太大的影響，但在很大程度上激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高了學(xué)生對知識的掌握深度，重分析應(yīng)用。課程考試改革改善了教學(xué)效果，也突顯了工程認(rèn)證的理念。

引文

①黃堅.自動控制原理及其應(yīng)用(第3版)[M].北京:高等教育出版社,2016,5.

②張凱婷,等.OBE教育理念下的自動控制原理課程教學(xué)改革探討[J].電腦知識與技術(shù),2017,13(27):117-118.

③雷萌,等.試卷質(zhì)量的定量分析在《自動控制原理》教學(xué)中的應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化,2017,4(41):135-137+143.