《自動控制原理》課程改革與實踐探索

摘要：《自動控制原理》是一門技術學科（應用理論）。該課程通過理論教學和實踐教學（MATLAB軟件應用教學和SIMULINK工具箱實驗教學）相結合是本課程改革的有效途徑之一。

關鍵詞：自動控制原理；職教改革；課程有效整合；MATLAB；SIMULINK

自動控制原理是控制論的一個重要分支，包括經典控制理論和現代控制理論兩大部分，是一門既與技術科學又與基礎科學相關的學科，同相對論和量子論一起被譽為20世紀上半葉的三大偉績。雖然現代控制理論的發展與應用在當今已占主導地位，但是作為基礎理論的經典控制理論卻是絕對不可或缺的。隨著職教改革的不斷深入，對原有的課程教學必須進行改革。通過理論教學和實踐教學，要求學生掌握自動控制的基本原理和概念，并具備對自動控制系統進行分析、計算、實驗的初步能力。

一、課程的基本要求及安排原則

保證基礎（概念、方法、規律），注重對學生分析、計算實驗能力的培養。在必須夠用的前提下，適當保持學科的系統性，又注重理論聯系實際，并又以實際應用為目的。

二、課程有效“整合”——理論內容與實驗內容的統一

長期的《自動控制原理》的課程授課，自動控制專業方面實驗內容也就三到四次，一些同學在長期的理論學習中由于不能很好的和實際情況結合起來，會對理論性過強的學習過程產生厭倦，既不利于學生的學習熱情，也不利于學生理論與實踐相結合的專業技能的發展。因此，我們在這次教學改革中，大大的增加了實驗環節的比例，獨立開課獨立考試，控制原理授課過程中的每一章的理論和概念，均通過實驗課程中學生的獨立操作和體驗，以實現理論和實際的有機結合。

盡管在課程教學中，分為自動控制原理和自動控制實驗兩門課，但是整個課程的教學體系中，將教學和實驗的內容融合在一起，做到二比一的理論和實驗的開課比例，即課程有效整合。學生在學習完微分方程和傳遞函數建模以后，接著實驗課程中就講解用MATLAB和SIMULINK建立系統模型和求取相關框圖的傳遞函數的方法，學生感覺不再是孤立的理論，而是理論和實踐有機的結合，并將此方法貫穿了整個課程的教學中。實踐證明，這樣理論和實驗的有效整合，對學生學習控制理論起到了良好的作用。很多學生都說，上課沒有完全掌握和模糊的理論，上過實驗課后感覺清晰了。

三、改進教學方法

首先，采用了CAI多媒體輔助教學。隨著教學設施、環境的改善，對部分教學內容采用了計算機輔助教學（CAI）。利用國際上廣為流行的控制系統輔助分析和設計軟件MATLAB直接進行控制系統的分析或校正的演示，增強了學生感性認識，提高了教學效率，收到了較好的效果。

其次，在教學中采用啟發式教學，注意培養學生的思維方法。如在對《自動控制原理》的講授過程中，我們始終圍繞著系統的建模、分析、綜合這條主線展開課程內容。然后對相關的內容講思路、講方法、做比較。這樣以點帶面，舉一反三，同時布置適當的習題去強化對主線的認識，從而形成科學的思維方法。

最后，改變傳統的實驗教學方式，強調“自己動手，增強能力”。在實驗教學方式上，改變了以往一包到底的做法，在對實驗設備進行詳細的介紹后，要求學生根據實驗內容完成預習報告，其中包括設備的連接方法，系統的工作原理、操作方法、注意事項及預期的實驗結果等。在實驗安排次序上，由簡單到復雜，由驗證性實驗到設計性實驗，最后進行綜合性實驗，由淺入深，循序漸進。

四、考試形式和成績的改革

考試形式和成績的評定，對學生的學習態度有很大的影響，對推動素質教育會產生不可替代的作用。為了科學的評價學生的學習效果，在成績評定內容上，我們劃分為四個組成部分：每次實驗的操作占百分之三十的總分，使得學生必須認真對待每次實驗的操作；實驗報告對于理工科學生也是一個必要的基本技能，占總成績的百分之二十；總分的另外百分之三十是期末的理論考試、百分之二十是期末上機操作考核。這種成績評定形式改變了一考定終身的考核制度，調動了學生的實驗操作積極性，減輕了學生考試的負擔，學生普遍比較歡迎，認為掌握了主動權。

在以往的教學中，自動控制原理的實驗內容常常作為教學的一個組成部分，在授課期間僅穿插三次到四次，學生學完自動控制后，對實驗的內容比較模糊，控制原理的內容仍然是停留在課本上，一些概念和結論仍然感覺比較抽象，缺少感性認識。今年開始進行了自控實驗的教學改革，按照壓縮控制原理授課課時，自動控制原理實驗內容以獨立設課的形式開課，并增設了控制原理課程實踐的課程設計。我們對自動控制原理和實驗的內容進行了編排和調整并實施教學，目前實驗開課情況理想，取得了較好的教學效果。

參考文獻：

[1] 鄭明方.自動控制理論課程的教學改革與實踐.江蘇工業學院學報，2001.

[2] 俞倩蘭.自動控制原理課程教學改革初探.常熟高專學報，2001.