《自動(dòng)控制原理》在機(jī)電類專業(yè)的教學(xué)改革探究

石坤 邢偉偉

德州科技職業(yè)學(xué)院 山東德州 251200

1 自動(dòng)控制課程特點(diǎn)和現(xiàn)狀

我院機(jī)電類專業(yè)學(xué)生在掌握大學(xué)生所必備的人文、社科、自然科學(xué)基礎(chǔ)知識和理論以及外國語的基礎(chǔ)上，主要系統(tǒng)地學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造、機(jī)電一體化方面的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能。

《自控》是機(jī)電類專業(yè)學(xué)生從基礎(chǔ)課到專業(yè)課過渡的首開專業(yè)基礎(chǔ)課之一，本課程的主要特點(diǎn)是：內(nèi)容豐富、涉及知識面廣、信息量大；更新發(fā)展快、抽象概念多，并且對先修課程如電路等有一定要求；理論性強(qiáng)、所涉及的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)廣泛，難度大，容易造成學(xué)生理解上的混亂和學(xué)習(xí)的困難，是?？粕龅降淖畛橄蟆㈦y度最大的課程之一，加之未接觸專業(yè)課，沒有具體應(yīng)用的物理模型，學(xué)生感到難學(xué)，教師也覺得難教，教學(xué)過程容易枯燥[1]。

2 《自動(dòng)控制原理》在機(jī)電類專業(yè)的教學(xué)改革

2.1 教學(xué)內(nèi)容的教學(xué)改革

教師講授一門課程的目的和學(xué)生學(xué)習(xí)一門課的目的應(yīng)該是一致的。《自動(dòng)控制理論》是一門控制理論，它研究被控對象的建模、分析和設(shè)計(jì)，要求學(xué)生熟練掌握控制方法。為了完成這個(gè)目的，我們主要介紹三種方法：時(shí)域法，頻域法和根軌跡法，實(shí)際對應(yīng)被控對象的三種不同數(shù)學(xué)模型。傳統(tǒng)教學(xué)是按照教材的章節(jié)來進(jìn)行的，教材為了條理性是按照建模、分析和設(shè)計(jì)分開來書寫的，但是學(xué)生的邏輯思維能力是無法在初步接觸一本課程時(shí)，就能層層剝繭從中分離出解決問題所需要的知識體系的。我們的教學(xué)決不能囿于教材，我們要按照學(xué)生能夠輕松接受的思維邏輯順序來安排教學(xué)內(nèi)容順序。自動(dòng)控制理論適合按照三種數(shù)學(xué)模型分別講解對應(yīng)的分析和設(shè)計(jì)的理論方法。

2.2 課堂教學(xué)方式的改革

（1）討論式課堂教學(xué)。教師可以讓學(xué)生以所學(xué)的知識為紐帶，查找收集資料，然后自己閱讀理解，再與同學(xué)們溝通和交流各自的看法和見解，由此加深對所要學(xué)習(xí)的知識的理解。在上課前，教師先準(zhǔn)備好出什么樣的題目，這個(gè)題目是否適合學(xué)生自學(xué)，當(dāng)然選擇出來的題目難度不能太大，太大學(xué)生自己做不出來，也打不到預(yù)想的結(jié)果，題目也不能過于簡單，太簡單也沒有討論的必要，題目給出來之后，每個(gè)學(xué)生自己獨(dú)立完成，完成之后根據(jù)自己得出的結(jié)果進(jìn)行交流、討論，最后再由我和學(xué)生一起把剛才的知識梳理一遍，形成最后的結(jié)論，再傳授給學(xué)生，通過此種方式而加深學(xué)生對此知識的印象，并能取得較好的成效。

（2）探究式課堂教學(xué)。探究式課堂教學(xué)的目的是強(qiáng)調(diào)學(xué)生真實(shí)的研究經(jīng)歷，讓學(xué)生參與探究活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)問題、提出猜想、交流論證，并得出結(jié)論。例如在講自動(dòng)控制系統(tǒng)校正及綜合時(shí)，對于什么是校正、有哪些基本的校正方法時(shí)，可以以雙容水箱的水位控制系統(tǒng)為例，通過以前學(xué)習(xí)的系統(tǒng)分析的知識，讓學(xué)生分析為什么要進(jìn)行系統(tǒng)校正，并探究采取什么樣的校正方式，假如以這種方式校正，系統(tǒng)能夠達(dá)到什么樣的控制效果，設(shè)計(jì)出控制方案，并通過計(jì)算證明方案的正確可行性，最后得出結(jié)論。這種教學(xué)方法，既可以發(fā)散學(xué)生的思維，也可以使學(xué)生對學(xué)習(xí)的正確的系統(tǒng)校正方式印象很深[2]。

2.3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革

工程教育論證突出強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，這就要求在課程的教學(xué)中要以學(xué)生為中心，重視實(shí)踐教學(xué)，適時(shí)給學(xué)生創(chuàng)造軟硬件支撐條件，以培養(yǎng)學(xué)生對復(fù)雜工程問題的認(rèn)識、分析和解決的能力?？紤]到我?！白詣?dòng)控制原理”課程的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在課時(shí)少、內(nèi)容未能涵蓋課程大綱要求的全部重點(diǎn)理論內(nèi)容，且以教師為主導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)形式固化的情況，我們對原先的部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化并增加設(shè)計(jì)性和綜合性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。自動(dòng)控制原理實(shí)驗(yàn)在以前8個(gè)學(xué)時(shí)基礎(chǔ)上考慮增加4個(gè)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，其中2個(gè)學(xué)時(shí)為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，另外2個(gè)學(xué)時(shí)為綜合性試驗(yàn)。

2.4 加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，重視學(xué)生的實(shí)踐能力培養(yǎng)

加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，不僅是各大高校最重視的環(huán)節(jié)，也是理論教學(xué)驗(yàn)證的結(jié)果，最主要的就是培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、實(shí)操能力和創(chuàng)新能力?！蹲詣?dòng)控制原理》課程里面的重點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)行實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師要讓實(shí)踐環(huán)節(jié)可以更具有針對性，更開放，能夠給學(xué)生足夠的時(shí)間進(jìn)行創(chuàng)新。增加設(shè)計(jì)性試驗(yàn)，讓學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的創(chuàng)新能力，可以給學(xué)生進(jìn)行分組，獨(dú)立完成試驗(yàn)，提供給學(xué)生一個(gè)展現(xiàn)自己才華和動(dòng)手能力的平臺，將理論知識更好地在實(shí)踐中得到展現(xiàn)。另外也要增加綜合性實(shí)驗(yàn)，教師要將學(xué)生學(xué)過的自動(dòng)控制原理知識和相關(guān)課程知識運(yùn)用到實(shí)踐過程中來。這是學(xué)生在完全熟練掌握自動(dòng)控制原理的基礎(chǔ)知識和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)后再進(jìn)行實(shí)踐的。綜合性實(shí)驗(yàn)需要學(xué)生進(jìn)行獨(dú)立的完成實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也要求學(xué)生自己學(xué)會獨(dú)立思考，從不同的角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)踐。提高學(xué)生實(shí)踐的積極性和主動(dòng)性，也可以讓學(xué)生可以鍛煉自己的創(chuàng)新能力和思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和認(rèn)真的工作態(tài)度，樂于探索，敢于失敗，勇于創(chuàng)新，努力完成實(shí)驗(yàn)，從而達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。另一方面，學(xué)校要對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行更多的經(jīng)費(fèi)投入，學(xué)校要重視對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)，增加實(shí)驗(yàn)設(shè)備的數(shù)目，讓學(xué)生都可以參與到實(shí)踐的過程中來，減少實(shí)驗(yàn)設(shè)備對學(xué)生實(shí)驗(yàn)的影響，利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，讓實(shí)驗(yàn)可以更好地順利進(jìn)行[3]。

3 結(jié)語

總之，對《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)來說，改革和創(chuàng)新既是形式發(fā)展的要求，也是控制學(xué)科成長的需要。本文結(jié)合復(fù)雜工程問題討論了“自動(dòng)控制原理”的教學(xué)改革，通過熱點(diǎn)控制問題的重新編排并灌輸在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)內(nèi)容以及評價(jià)方式每個(gè)環(huán)節(jié)，給出了專業(yè)課程在培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問題能力的教學(xué)新思路。