面向應(yīng)用型人才培養(yǎng)的自動(dòng)控制原理實(shí)踐教學(xué)改革

摘? 要：《自動(dòng)控制原理》是電子科學(xué)、通信工程、信息工程等專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程，其教學(xué)效果對(duì)學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備與延伸有著直接的影響作用，作為理論性與實(shí)踐性并重的課程，《自動(dòng)控制原理》要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，才能打造出符合社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量人才隊(duì)伍。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理? 課程? 改革? 實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1672-1578（2019）03-0038-01

科技是第一生產(chǎn)力，人才則是應(yīng)用科技、創(chuàng)新科技的主體，工業(yè)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)快速進(jìn)步，現(xiàn)代企業(yè)將目光對(duì)準(zhǔn)了具有實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的高新型科技人才，并且需求量很大，大學(xué)工程技術(shù)專業(yè)教育受到多方關(guān)注，目前很多院校還存在著人才培養(yǎng)定位不準(zhǔn)，重理論輕實(shí)踐等問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為學(xué)生實(shí)踐的第一站，對(duì)于實(shí)現(xiàn)理實(shí)結(jié)合，提高學(xué)生的動(dòng)手能力具有非常積極的推動(dòng)作用。

1? ?《自動(dòng)控制原理》課程概述

《自動(dòng)控制原理》是工程類專業(yè)學(xué)生非常重要的基礎(chǔ)課程，是過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制、自適應(yīng)控制等后續(xù)課程的理論基石，在整個(gè)專業(yè)課程體系中占據(jù)著不可忽視的地位?！蹲詣?dòng)控制原理》的內(nèi)容主要是關(guān)于自動(dòng)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)、構(gòu)成、性能、類型、系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)方法等的講授，通過(guò)課程學(xué)習(xí)學(xué)生能夠了解自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理、系統(tǒng)控制參數(shù)影響以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法等知識(shí)，要求學(xué)生能夠掌握理論概念并加以簡(jiǎn)單應(yīng)用，為相關(guān)專業(yè)的其他課程學(xué)習(xí)以及工程實(shí)踐奠定基礎(chǔ)。

2? ?《自動(dòng)控制原理》實(shí)踐教學(xué)改革路徑

2.1 引入實(shí)驗(yàn)仿真平臺(tái)，輔助實(shí)踐教學(xué)

《自動(dòng)控制原理》的傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)大部分是在自動(dòng)控制箱上完成的，很多實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證性的，學(xué)生已經(jīng)知悉實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)只是將理論具化演示出來(lái)，缺乏吸引力;學(xué)生對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)的基本理論掌握不足，盲目進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也無(wú)法做出準(zhǔn)確的判斷，實(shí)驗(yàn)教學(xué)鍛煉學(xué)生思維能力和動(dòng)手能力的作用無(wú)法體現(xiàn);自動(dòng)控制箱的應(yīng)用有限，一些實(shí)驗(yàn)僅靠控制箱無(wú)法實(shí)施，比如線性系統(tǒng)根軌跡繪制、Bode圖繪制等，雖然借用其他軟件也可以完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，但是存在交互性差、使用不便、功能固定等問(wèn)題。Matlab是具有強(qiáng)大應(yīng)用功能的交互式仿真軟件，能實(shí)現(xiàn)工程計(jì)算、矩陣分析、數(shù)據(jù)可視化、控制建模等功能，現(xiàn)已成為自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的必備工具，計(jì)算機(jī)仿真為學(xué)生提供了更加直觀、簡(jiǎn)潔的學(xué)習(xí)方式，將仿真與模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)更加積極主動(dòng);通過(guò)仿真軟件，學(xué)生能夠在計(jì)算機(jī)上隨時(shí)修改實(shí)驗(yàn)參數(shù)，使得實(shí)驗(yàn)更加便捷，極大地提高了實(shí)驗(yàn)效率，學(xué)生的分析能力、調(diào)試能力、設(shè)計(jì)能力得到了很好的鍛煉;仿真軟件在保證傳統(tǒng)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)增添了全新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，著重于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，完成理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

2.2 改善實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式，提高課堂效率

實(shí)驗(yàn)課堂能夠檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和動(dòng)手能力，在此，課堂教學(xué)模式就要以學(xué)生為主，教師為輔，讓學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分體會(huì)動(dòng)手的樂(lè)趣：①實(shí)驗(yàn)前教師將實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和設(shè)備使用說(shuō)明書發(fā)送給學(xué)生，并布置相關(guān)實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓學(xué)生預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，自主探索實(shí)驗(yàn)步驟，按任務(wù)要求設(shè)計(jì)電路圖并自行搭建完成，包括線路布局、器件安裝、設(shè)備連接、系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)據(jù)測(cè)試、驗(yàn)證結(jié)果等環(huán)節(jié)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程以及所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理;②將學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，輪流按照自己設(shè)計(jì)的電路圖進(jìn)行實(shí)際操作，其余組員觀察并記錄實(shí)驗(yàn)情況，指出實(shí)驗(yàn)的疏漏與不足，如此至所有組員都將實(shí)驗(yàn)操作一遍，反復(fù)驗(yàn)證本小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否合理。由于每個(gè)學(xué)生所設(shè)計(jì)、搭建的電路系統(tǒng)各有不同，也會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，而學(xué)生們通過(guò)反復(fù)的驗(yàn)證推算能夠找到實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，分析原因，共同討論思考，得到解決結(jié)果，既能深化知識(shí)，又增強(qiáng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.3 調(diào)整實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化學(xué)生動(dòng)手能力

《自動(dòng)控制原理》傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課程中驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)占了很大比例，其實(shí)驗(yàn)電路、驗(yàn)證方法都是固定設(shè)計(jì)好的，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和結(jié)果已十分明了，失去了實(shí)驗(yàn)的興趣，造成很多學(xué)生課前不預(yù)習(xí)、課上不認(rèn)真、報(bào)告都一樣的現(xiàn)象，顯然達(dá)不到以實(shí)驗(yàn)促進(jìn)實(shí)踐的教學(xué)初衷，因此要適當(dāng)增加設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，真正的讓學(xué)生動(dòng)腦、動(dòng)手。可以讓學(xué)生以控制原理知識(shí)為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際生活應(yīng)用，規(guī)定時(shí)間范圍，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題目、設(shè)計(jì)方案、完成實(shí)驗(yàn)，比如智能家居燈光的自動(dòng)控制系統(tǒng)，電動(dòng)車行車速度的自動(dòng)控制，飲水機(jī)恒溫的自動(dòng)控制等，學(xué)生在設(shè)計(jì)的過(guò)程中能充分活躍思維，引發(fā)創(chuàng)新靈感，通過(guò)實(shí)驗(yàn)全過(guò)程的自主掌控，將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成動(dòng)手能力，提高自主學(xué)習(xí)效率，提高自身綜合素質(zhì)。

3? ?結(jié)語(yǔ)

《自動(dòng)控制原理》課程雖然理論知識(shí)繁復(fù)但充滿趣味性，教學(xué)方式的改變對(duì)于這門課程的教學(xué)效果有著很大的影響作用，當(dāng)前人才培養(yǎng)需要我們對(duì)課程進(jìn)行相應(yīng)的改革，轉(zhuǎn)變教育思想，優(yōu)化教學(xué)模式，注重對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力的挖掘與培養(yǎng)，提高《自動(dòng)控制原理》實(shí)驗(yàn)課課時(shí)的比重，打破固定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降臈l框，加大設(shè)計(jì)性、綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的熱情，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的自主性和創(chuàng)造性，這才是實(shí)驗(yàn)的真正意義。

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作者簡(jiǎn)介：張博（1980-），男，湖南長(zhǎng)沙人，碩士，長(zhǎng)沙師范學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向：圖像處理、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、教育機(jī)器人、實(shí)踐教學(xué)研究。