張捷

摘? 要：基于應用型本科高校培養(yǎng)方案的制定，針對“自動控制原理”課程本科教學面臨著較大的課時刪減等的現(xiàn)狀，根據(jù)獨立學院“應用型”本科高校人才培養(yǎng)模式的特點，研究了高等學校課程教學改革的思路，提出多種改革方式，提升該課程在應用型本科教學中的適應性。

關(guān)鍵詞：應用型本科? 獨立學院? 自動控制原理? 教學改革

中圖分類號：G64 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2019）03（c）-0076-02

自動控制原理是筆者學校電氣工程與自動化專業(yè)必修的專業(yè)基礎課，理論性和實踐應用性都很強，涉及多門學科知識交叉并且概念抽象難以理解，往往學生學習起來相對困難。針對“自動控制原理課程”目前存在的很多問題，從理論和實踐的教學體系、教學方法、考核形式等方面進行改革和探究，達到了良好的效果。

1? 目前的教學現(xiàn)狀

目前該校電氣工程及其自動化專業(yè)開設的該課程總學時48（理論44學時，實驗4學時），要在44個學時內(nèi)將該課程的理論知識傳遞給學生，值得我們認真的思考。原有的光靠課堂板書講授的單一模式對于基礎薄弱的獨立學院的學生而言，總是感覺到概念抽象，用數(shù)學語言描述的概念難以轉(zhuǎn)化為實際控制系統(tǒng)的動作。其次，學校是一所年輕的院校，缺乏辦學經(jīng)驗，且年輕教師居多，限制了教學方法的改進。在實驗教學方面，開展的實驗主要以驗證目的為主，學生缺乏對于相關(guān)問題多方面的分析，學生被束縛在驗證性實驗中，很難培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力，也不利于思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]。再者，考核方式為筆試，期中卷面占70%，實驗及考勤占30%，考核方式結(jié)構(gòu)僵化，容易讓學生重理論輕實驗，培養(yǎng)出來的學生只會做題，這不符合學校的“應用型人才培養(yǎng)模式”的辦學理念。綜上所述，要從理論教學、實踐教學及考核方式3個方面進行改革。

2? 課程教學改革思路

2.1 理論教學方法的改革

（1）隨著控制理論的發(fā)展，該課程內(nèi)容不斷增多，而課程學時卻沒有增加，教學內(nèi)容與學時的矛盾進一步突出。為了適應這種變化，借助于多媒體教學是教學改革的重要方式之一。多媒體不但具有形象化輔助教學的效果，而且能讓學生了解整個控制的過程，使之印象深刻。同時減少了教師上課時的板書時間，采用多媒體則讓教師有更多的時間詳細地講解難點。該方法對提高教學效率，保證教學質(zhì)量是十分有效的。

但是多媒體技術(shù)在自動控制原理教學中也存在多方面的缺陷。

①多媒體的頻繁翻頁讓內(nèi)容一縱即逝，學生在聽課過程中很難高度集中地、長時間地跟上教師的講課思路，連貫性較差。

②該校學生的實際特點是最大的問題。少數(shù)學生基礎知識扎實，絕大部分學生基礎不好，理解能力差，往往學習是為了考試，全靠考前突擊復習通過考試，基礎是不牢固的，直接影響后續(xù)課程的學習。

因此，我們認為多媒體和板書相結(jié)合是一種較為理想的教學方式。比如在根軌跡、頻率法等章節(jié)中公式的推導、講解則采用板書的形式，讓講課速度有所減慢，學生可以有時間理解、思考、做筆記，從而加固了對知識的理解。

（2）“以教師為中心、以課堂為中心、以教材為中心”這種陳舊、單一的傳統(tǒng)課堂教學模式”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W生為中心、以知識掌握為基礎，以能力培養(yǎng)為主線，以素質(zhì)培養(yǎng)為目標”的新型教學模式。為了更好地體現(xiàn)應用型本科人才培養(yǎng)目標的思想，在授課過程中，實例的引入教學非常重要。在教學中，我們要多從學生比較熟悉的電路、電機題目舉例，將控制理論的方法實際化，實現(xiàn)從抽象到形象的過渡[2]。在時域分析法的教學內(nèi)容中，以電路為例，將有助于學生對于穩(wěn)定性、快速性、準確性概念的理解。

同時，由于該課程涉及數(shù)學知識較多，尤其是微積分和拉普拉斯變換等內(nèi)容，許多的結(jié)論都基于數(shù)學的推導基礎上，很多學生誤以為學習自動控制原理就像學習高等數(shù)學一樣，并且很多學生數(shù)學底子較差，這樣就更加沒有學習的動力。由此，我們在課堂教學中，應該適當?shù)叵魅鯏?shù)學的地位，引入Matlab軟件。利用軟件的強大功能去完成復雜的數(shù)學計算及圖形的繪制。例如，在根軌跡分析法教學中，我們可以直接用Matlab軟件繪制根軌跡圖形，讓學生有更多精力理解根軌跡法的理論知識，同時學會了軟件繪圖的使用方法，減輕了學生對于數(shù)學推導的過程。

2.2 實踐教學方法的改革

自動控制原理課程理論性較強，理論來自與實踐。在該課程的教學中就更加要注重實踐教學環(huán)節(jié)。目前的實驗教學安排了4個學時的實驗，涉及系統(tǒng)典型環(huán)節(jié)的模擬研究、典型系統(tǒng)瞬態(tài)響應和穩(wěn)定性測試2個實驗。主要利用實驗箱的虛擬示波器觀察波形。可以看出內(nèi)容上幾乎是利用運算放大器等模擬元件來完成的，在之前的模擬電子技術(shù)等課程中，學生已經(jīng)掌握了該元件的使用方法，所以學生沒有太多興趣完成實驗。其次，每個實驗學生只要參考實驗指導書就可以完成，實驗原理、實驗內(nèi)容、實驗步驟以及接線方法都寫得很詳細、具體。因此并沒有真正培養(yǎng)獨立思考、獨立解決問題的能力。

因此，從課時上由原來的4學時增加到8學時，增加了Matlab仿真實驗部分，運用Matlab仿真軟件進行《自動控制原理》教學，能讓學生直觀、動態(tài)地觀察參數(shù)的變化對實驗結(jié)果的影響，加深對課堂知識的理解，突破時間和空間的限制，體現(xiàn)以學生為中心的理念，注重學生實踐動手能力的提高，具有很強的實用性。其次，我們增加了綜合性和設計性實驗，比如可以讓學生自己設計一個PID控制器，給出學生具體的設計參數(shù)及要求，學生通過查閱資料了解控制器的結(jié)構(gòu)框架、工作原理，根據(jù)要求在Simulink中搭建控制系統(tǒng)的模型，根據(jù)控制對象選擇整定方案，將整定后的參數(shù)作為PID控制器的參數(shù)，運行整個系統(tǒng)，反復調(diào)整直到達到要求。在教師的引導下，從工程的角度培養(yǎng)學生綜合運用所學知識分析和解決問題的能力。從而可以很好地調(diào)動學生學習的積極性，培養(yǎng)學生自我獨立意識和創(chuàng)新精神，激發(fā)創(chuàng)作激情[3]。

2.3 輔助教學環(huán)節(jié)的改革

為了讓更多的學生有機會與教師交流，我們每周安排2個課時的答疑輔導時間。在講解習題時可以使學生在教師的啟發(fā)下進行思考，也能讓教師對學生的掌握情況有所了解，拉近了教師與學生的距離。針對現(xiàn)有的以筆試為主的考核方式，設計合理的考核評估方案，降低筆試所占的權(quán)重，增加過程性考核機制，加大實驗考核及課堂表現(xiàn)所占權(quán)值，通過以上考核方式的改革，讓學生在重視理論學習的同時，通過實踐能力提高綜合成績。

3? 結(jié)語

總體而言，深化課程教學改革，實現(xiàn)應用型本科人才的培養(yǎng)目標是一個長期而系統(tǒng)的工程。在自動控制原理課程的教學改革中，我們要從教學模式、教學方法和手段等方面進行不懈的探索和創(chuàng)新，結(jié)合筆者學校的實際，以培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)為教學工作重點，深化教學改革，優(yōu)化課堂教學，全面提高教學質(zhì)量，以適應對應用型人才培養(yǎng)的需要。

參考文獻

[1] 趙環(huán)宇.關(guān)于自動控制原理教學的幾點思考[J].大學教育，2016（12）：148-149.

[2] 劉曉燕，周彬.自動控制原理課程實驗的EWB仿真[J].重慶職業(yè)技術(shù)學院學報，2006（5）：51-52.

[3] 張平.自動化專業(yè)自動控制原理實驗教學改革[J].中國現(xiàn)代教育裝備，2017（23）：64-66.