摘要：自動控制原理是機電類、電氣類以及自動化類相關(guān)專業(yè)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。具有理論性強、實踐應(yīng)用面廣等特點。結(jié)合電氣工程及其自動化專業(yè)職教師資班的教學(xué)及學(xué)生的反饋情況，對課堂教學(xué)方法進行了積極的探索和實踐，結(jié)果表明可以有效地提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：職教師資；教學(xué)方法；自動控制原理；分析工具

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0214-02

一、職教師資班開班背景

目前全國有1000多所高職院校，招生近300萬人。要保證高質(zhì)量的人才培養(yǎng)，職教師資的來源問題則顯得尤為重要。要解決這個問題，依賴高學(xué)歷人才或依賴企業(yè)都不現(xiàn)實。廣東省有近80所高職院校，2008年中職學(xué)校招生39.81萬人，技工學(xué)校招生20.34萬人。到2009年中職學(xué)校招生79.99萬人，位居全國第一。高職和中職院校師資緊缺的情況十分明顯，鑒于此種情形，我校在省教育廳的領(lǐng)導(dǎo)下為了順應(yīng)社會發(fā)展的需求在機械設(shè)計制造及其自動化、電氣工程及其自動化等專業(yè)開設(shè)職教師資班。2010年和2011年廣東省高等院校和中職院校在校生人數(shù)依然穩(wěn)步增長，都超過了150萬。近兩年，我校職教師資班招生人數(shù)穩(wěn)定。

1.傳統(tǒng)教學(xué)法的優(yōu)勢和不足。師資班的生源來自省內(nèi)優(yōu)秀高職畢業(yè)生，他們都經(jīng)過嚴格的選拔考試才被錄用。他們具有一定的實踐經(jīng)驗和較好的動手能力，但高等數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相對薄弱一些。自動控制原理這門課恰恰有很多理論分析，計算推導(dǎo)繁雜，涉及數(shù)學(xué)知識多，加上研究內(nèi)容是自動控制系統(tǒng)普遍的運動規(guī)律，致使概念抽象，給學(xué)生的理解和掌握帶來一定困難。傳統(tǒng)本科階段自動控制原理的學(xué)習(xí)，仍都是采取課堂講授為主的方法，強調(diào)課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)并配合習(xí)題來鞏固知識，加強知識點的理解和掌握。實驗課程也多是一些驗證性實驗，就市場現(xiàn)有的一些自動控制原理實驗設(shè)備在綜合性實驗和創(chuàng)新性實驗方面都有一定的欠缺。歸結(jié)起來就是理論學(xué)習(xí)加實驗驗證。這種方式踏踏實實，按部就班，多花費些功夫會得到不錯的教學(xué)效果。然而也存在靈活性不夠，學(xué)生學(xué)起來費時費力，覺得枯燥乏味的問題。

2.教學(xué)形式多樣化的探討。師資班有其自身的鮮明特點，培養(yǎng)目標非常明確：即為中職、高職類院校培養(yǎng)師資。而職業(yè)院校注重的是實踐性和應(yīng)用性。所以必須在宏觀上能夠分析和應(yīng)用該門課程的知識，并指導(dǎo)實踐。在會用、會分析的基礎(chǔ)上提高理論水平。從學(xué)生反饋的信息來看，重要知識點的理解和掌握都不存在大問題。反而是對知識的應(yīng)用場合和實踐意義有點茫然，也就是宏觀上把握不夠。要改變這種現(xiàn)狀，需要豐富教學(xué)方式，可以從以下方面做起。（1）借鑒優(yōu)秀團隊的成功經(jīng)驗，目前自動控制原理國家級精品課程已經(jīng)有多門，他們大都有著幾十年的教學(xué)經(jīng)驗和團隊。有很多值得借鑒的寶貴經(jīng)驗，文獻3對提高課堂教學(xué)效果手段方法做了提綱式的概述：①理論聯(lián)系實際，提高課堂效率。②利用現(xiàn)代化的教學(xué)手段——CAI軟件，增強教學(xué)效果。③加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視學(xué)生能力的培養(yǎng)。④積極參加學(xué)術(shù)研討，不斷提高業(yè)務(wù)水平。這四大方面涵蓋教學(xué)的方方面面，也對教師自身能力提出了要求，需要根據(jù)實際情況來深化和落實。（2）充分發(fā)揮學(xué)生的積極性，培養(yǎng)目標決定了師資班學(xué)生必須具有很強的師范性，三筆字、多媒體課件制作以及課堂教學(xué)設(shè)計等都是需要持續(xù)的鍛煉和提高。要積極發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，教師起到啟發(fā)和引導(dǎo)作用。每堂課可以適當留5～10分鐘給同學(xué)們來討論，鍛煉獨立思考和表述能力。精選實例引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)習(xí)能力較強的同學(xué)，可以引導(dǎo)其進行一些研究型學(xué)習(xí)。強調(diào)系統(tǒng)建模、分析，適當?shù)糠滞评?。利用仿真軟件，多媒體課件來使抽象概念形象化。（3）勇于嘗試適合自身的教學(xué)方式，目前我們正在嘗試把重點和難點以專題的形式讓學(xué)生課下進行討論，每組設(shè)組長1名，負責(zé)組織并記錄討論結(jié)果和疑難點。完成一整章的授課內(nèi)容后，抽出1小節(jié)時間由各組組長對重點難點進行簡單的說課。把他們的理解和討論結(jié)果拿出來分享，這樣既能夠有效加強知識點的理解，同時也可以提高學(xué)生的講授能力、邏輯思維能力及綜合素養(yǎng)。

開展這種形式的教學(xué)，難點在于學(xué)生需要花費很大的精力在這門課的學(xué)習(xí)上，而且要具有較強的自學(xué)能力。這對于一部分同學(xué)來說可能要求有點高，所以分組和組長的選用非常重要。組長必須能夠帶動組員積極思考，發(fā)現(xiàn)并解決問題。教師應(yīng)根據(jù)作業(yè)，答疑及課堂反饋等情況，讓接受程度高、責(zé)任心強的同學(xué)擔(dān)任組長。

二、突出職教師資特點

在自動控制原理輔助教學(xué)上，最流行的輔助軟件當屬matlab。它的Simulink仿真工具箱和控制理論分析工具箱為用戶提供了強大的分析手段，利用它可以大大簡化計算并且提高分析效率?？煞奖銓崿F(xiàn)時域分析、根軌跡繪制、伯德圖繪制乃奎斯特曲線繪制等功能。對于師資班的學(xué)生掌握必要的分析手段，對應(yīng)用能力的培養(yǎng)至關(guān)重要。另一方面，如果今后踏上教學(xué)崗位多媒體課件制作也是必備手段。而自動控制原理多媒體課件不同于一般課程，它專業(yè)性非常強。一些動畫、視頻圖像等素材必須通過專業(yè)的輔助軟件才能獲得。我們在教學(xué)過程中，本著方便易用的原則。對教學(xué)中幾個難點：時域分析、根軌跡繪制和系統(tǒng)校正等知識點，逐步制作輔助分析軟件。其中系統(tǒng)響應(yīng)的在線分析軟件取得了較好的教學(xué)效果，它為繁雜的公式推導(dǎo)和響應(yīng)曲線不能動態(tài)化的問題提供了良好的彌補措施。在教學(xué)軟件的制作技術(shù)上，經(jīng)過認真考慮，沒有使用matlab。由于該軟件用于控制系統(tǒng)輔助分析時，功能雖然強大，但是都借助于工具箱函數(shù)或者現(xiàn)成的分析工具，比如sisotool和LTI Viewer。這些經(jīng)過封裝的函數(shù)或者工具箱，不利于對系統(tǒng)分析原理的掌握。而師資班的學(xué)生，必須要對原理有較深的理解和掌握，才能為今后的教學(xué)工作打下堅實基礎(chǔ)。最后經(jīng)過考慮，我們選了excel_vba作為編程語言來開發(fā)輔助分析軟件。選擇該環(huán)境的主要優(yōu)勢如下：①VBA是Visual Basic的一種宏語言，主要能用來擴展Windows的應(yīng)用程式功能，是一種用來控制應(yīng)用程序的語言，簡單易學(xué)，應(yīng)用廣泛，特別是對Microsoft Office軟件功能的擴展。教師要經(jīng)常與office軟件打交道，對其熟練使用并能夠進行擴展，是教師的重要技能之一。②excel軟件應(yīng)用廣泛，具有一定的數(shù)據(jù)分析和可視化能力。而控制系統(tǒng)的分析，對數(shù)據(jù)可視化的要求并不高，對三維作圖要求不高時，該軟件完全可以勝任。③excel占資源少，通用性也很好。目前幾乎所有的電腦都有安裝office軟件，而matlab軟件的通用性較之相差甚遠。④使用excel_vba來開發(fā)，可以將分析原理毫無保留地展現(xiàn)出來，這點對用戶理解和學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)分析原理非常有益。我們利用excel_vba技術(shù)制作的控制系統(tǒng)時域輔助分析軟件，已經(jīng)服務(wù)與教學(xué)。學(xué)生對該軟件具有較好評價。該軟件不僅能夠正確繪制系統(tǒng)時域響應(yīng)曲線，還可以計算調(diào)亮、調(diào)節(jié)時間等性能指標。對于高階系統(tǒng)，軟件能夠在excel中計算并輸出勞斯表，并可根據(jù)勞斯判據(jù)分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時也可以求出系統(tǒng)的所有閉環(huán)特征根，根據(jù)根的分布情況來判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，兩種方法可以相互對比，從而確保分析結(jié)果準確無誤。該軟件的設(shè)計完全是創(chuàng)新應(yīng)用，已經(jīng)成功申請登記計算機軟件著作權(quán)，登記號為：2012SR038269。

職教師資班課程教學(xué)和普通本科教學(xué)相比有著鮮明的自身特點，在教學(xué)過程中必須具體問題具體分析。師資班自動控制原理課程教學(xué)必須結(jié)合學(xué)生自身特點，突出應(yīng)用性和實踐性。同時靈活運用探究式、案例式、討論式等多種教學(xué)手段方式并結(jié)合多媒體輔助分析工具來增強教學(xué)效果。

參考文獻：

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作者簡介：伍銀波（1984-），男，碩士，廣東技術(shù)師范學(xué)院自動化學(xué)院講師，主要從事智能化電氣技術(shù)、系統(tǒng)集成等方面的研究。endprint