應(yīng)用型本科院校自動(dòng)控制原理課程創(chuàng)新教學(xué)探討

歐美英 王祥傲 周雨 張陽熠

摘 要：本文主要是發(fā)現(xiàn)并總結(jié)出學(xué)生在學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)給出合適的學(xué)習(xí)方式。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制原理；教學(xué)創(chuàng)新；學(xué)習(xí)理念

一、 引言

對(duì)于應(yīng)用型本科院校，《自動(dòng)控制原理》是控制類專業(yè)的一門核心專業(yè)課。學(xué)習(xí)本課程對(duì)學(xué)生以后研究控制工程具有極為重要的理論價(jià)值和指導(dǎo)思想，同時(shí)這門課程也是自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生準(zhǔn)備研究生入學(xué)考試的初試科目。所以，如何才能真正掌握好本課程對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生來說顯得尤為重要。本文筆者將對(duì)在教學(xué)中觀察到學(xué)生學(xué)習(xí)過程中遇到的難點(diǎn)進(jìn)行分析并結(jié)合實(shí)踐提供一些創(chuàng)新的學(xué)習(xí)理念。

二、 自動(dòng)控制原理學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)

首先，學(xué)生在開始上這門課前會(huì)聽歷屆的學(xué)長、學(xué)姐說本課程有多么得難學(xué)，甚至被喻為“天書”，課堂上有些教師也會(huì)表達(dá)出《自動(dòng)控制原理》課程晦澀難懂的觀點(diǎn)。久而久之，這些觀點(diǎn)在學(xué)生心中形成了一種心理障礙。學(xué)生還未真正學(xué)習(xí)該課程，就已經(jīng)有一部分學(xué)生選擇放棄了。其次，自動(dòng)控制原理含有大量的數(shù)學(xué)模型，需要用到高等數(shù)學(xué)中大量數(shù)學(xué)知識(shí)，作為新型應(yīng)用型本科院校的學(xué)生，其數(shù)學(xué)基礎(chǔ)普遍較差，并且大學(xué)公共課老師在講授較難知識(shí)點(diǎn)時(shí)都一帶而過。所以當(dāng)本專業(yè)學(xué)生一開始接觸自動(dòng)控制原理時(shí)，對(duì)這些似曾相識(shí)的數(shù)學(xué)知識(shí)感到頭暈?zāi)垦?。這也會(huì)讓學(xué)生對(duì)自動(dòng)控制原理課程失去興趣。最后，《自動(dòng)控制原理》是一門扎根于實(shí)際工程應(yīng)用中的課程，而很多學(xué)校的授課往往只重視理論教學(xué)，讓學(xué)生覺得不是在上一門工程應(yīng)用課，而是一門數(shù)學(xué)課，大家只能看到抽象的概念與公式，很難將理論與實(shí)踐相結(jié)合。

三、 學(xué)習(xí)理念的創(chuàng)新與實(shí)踐

（一） 總結(jié)數(shù)學(xué)模型求解公式

針對(duì)具體的控制系統(tǒng)，會(huì)發(fā)現(xiàn)公式二求解更加簡潔與方便，這種有意識(shí)的總結(jié)，可以減少大量的計(jì)算量。

（二） 借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，構(gòu)造線上課堂

隨著信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，線上學(xué)習(xí)已成為學(xué)生的第二個(gè)學(xué)習(xí)課堂。目前我校開設(shè)了泛雅網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)，授課老師不僅可以在上面放置與書本配套的視頻課程及電子教案等資料，還能在每章理論課程結(jié)束后，布置相應(yīng)的課后習(xí)題供學(xué)生解答，然后老師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)批改并給出針對(duì)性的評(píng)語，這樣每位學(xué)生都能夠根據(jù)老師反饋的評(píng)語了解自己的作業(yè)情況。同時(shí)，此平臺(tái)還可以和同學(xué)們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)、互相答疑等活動(dòng)，極大地?cái)U(kuò)展了課程的學(xué)習(xí)方式。另外，隨著智能手機(jī)的快速發(fā)展，大家越來越離不開手機(jī)，所以也可以將課程的學(xué)習(xí)應(yīng)用到手機(jī)移動(dòng)平臺(tái)。

（三） 鼓勵(lì)學(xué)生積極參加競賽活動(dòng)

為能進(jìn)一步提高學(xué)生的理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合的能力，培養(yǎng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力，應(yīng)該多鼓勵(lì)學(xué)生去參與和本課程相關(guān)的各種競賽，提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。筆者曾指導(dǎo)學(xué)生參加2017屆全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)大賽，選擇的題目涉及滾球控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要求是在邊長為65cm光滑的正方形平板上均勻分布著9個(gè)外徑3cm的圓形區(qū)域，設(shè)計(jì)一控制系統(tǒng)，通過控制平板的傾斜，使直徑不大于2.5cm的小球能夠按照指定的要求在平板上按時(shí)完成各種動(dòng)作。學(xué)生根據(jù)要求設(shè)計(jì)了一套總體方案，并合理選擇了處理器、顯示模塊、電機(jī)控制模塊類型等。結(jié)合PID算法，應(yīng)用閉環(huán)控制系統(tǒng)的方法，實(shí)現(xiàn)了控制目標(biāo)。此次比賽，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的結(jié)合，激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理的熱情。

四、 結(jié)語

針對(duì)學(xué)生在《自動(dòng)控制原理》課程學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)，進(jìn)行了詳細(xì)的剖析，并結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了一些適合學(xué)習(xí)本課程的學(xué)習(xí)理念。

（通訊作者：歐美英）

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：

歐美英，王祥傲，周雨，張陽熠，安徽省滁州市，滁州學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院。