論高職院校《自動控制原理與系統(tǒng)》課程理實(shí)一體化教學(xué)改革

李紅

摘 ? ?要： 文章針對《自動控制原理與系統(tǒng)》課程的傳統(tǒng)教學(xué)的特點(diǎn)，以教育部對加強(qiáng)高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見為導(dǎo)向，對該課程教學(xué)內(nèi)容重新組織選取和構(gòu)建，以任務(wù)驅(qū)動、理實(shí)一體化教學(xué)方法為基礎(chǔ)，靈活應(yīng)用多媒體、網(wǎng)絡(luò)資源和Multisim仿真等教學(xué)手段，旨在提高教學(xué)效率，增強(qiáng)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 高職院校 ? ?《自動控制原理與系統(tǒng)》 ? ?理實(shí)一體化 ? ?教學(xué)改革

一、引言

《自動控制原理與系統(tǒng)》是電類、自動化類專業(yè)的一門核心的技術(shù)平臺課程，在專業(yè)課程體系中占有重要地位。然而，該課程在高職院校傳統(tǒng)教學(xué)過程中表現(xiàn)出知識面廣、理論深、課本與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)、學(xué)生難學(xué)、教師難教等突出特點(diǎn)。根據(jù)教育部關(guān)于加強(qiáng)高職高專教育人才培養(yǎng)工作的意見，課程和教學(xué)內(nèi)容體系改革是高職高專教學(xué)改革的重點(diǎn)和難點(diǎn)，要按照突出應(yīng)用性、實(shí)踐性的原則重組課程結(jié)構(gòu)，更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)手段，改革考核方法，建設(shè)適用教材，完善實(shí)踐教學(xué)體系。因此，《自動控制原理與系統(tǒng)》課程的理實(shí)一體化教學(xué)改革勢在必行。

二、原有教學(xué)現(xiàn)狀分析

1.教學(xué)對象。

高職院校學(xué)生數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較差，在教學(xué)過程中表現(xiàn)為接受能力弱，學(xué)習(xí)較吃力，主動學(xué)習(xí)積極性差，但是他們頭腦靈活，注重實(shí)效，對動手學(xué)習(xí)的實(shí)踐環(huán)節(jié)相對較感興趣，對新鮮事物的接受能力強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)接觸頻繁。

2.教學(xué)內(nèi)容。

傳統(tǒng)教學(xué)中《自動控制原理與系統(tǒng)》是一門純理論課，教學(xué)內(nèi)容包含大量的公式推導(dǎo)、精準(zhǔn)數(shù)學(xué)分析論證，內(nèi)容枯燥、復(fù)雜、技術(shù)深，原有教學(xué)大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)并不適用于高職高專教學(xué)，會阻礙培養(yǎng)應(yīng)用型人才和發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育。

3.教學(xué)方法。

在傳統(tǒng)教學(xué)過程中，老師側(cè)重把復(fù)雜的理論知識點(diǎn)講細(xì)、講透，認(rèn)為這樣就是講好，其實(shí)不然，學(xué)生對枯燥的理論不感興趣，多數(shù)時間成了老師自己講給自己聽的課堂模式。再者，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課多數(shù)為驗(yàn)證試驗(yàn)，沒有注重學(xué)生分析實(shí)際問題、解決問題的應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

三、理實(shí)一體化教學(xué)的建設(shè)

1.依據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)需要，課程內(nèi)容相應(yīng)調(diào)整。

根據(jù)教育部對高職高專人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，要使學(xué)生畢業(yè)后掌握《自動控制原理及系統(tǒng)》的理論知識和應(yīng)用技能，具備從事各電類及自動化類生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)管理、運(yùn)行維護(hù)的基本能力、對電子產(chǎn)品進(jìn)行組裝、維護(hù)和制造的能力，并具有一定的綜合素質(zhì)，課程內(nèi)容設(shè)置就應(yīng)該側(cè)重講述自動控制系統(tǒng)的組成、設(shè)計、安裝、調(diào)試及維護(hù)等內(nèi)容，通過任務(wù)驅(qū)動法，完成簡單到復(fù)雜的工作任務(wù)，使學(xué)生掌握自動控制系統(tǒng)的組成及原理，常規(guī)自動控制系統(tǒng)的基本控制方法與設(shè)計，掌握自動控制系統(tǒng)的調(diào)試方法和改善系統(tǒng)性能的途徑，并利用計算機(jī)輔助分析方法分析系統(tǒng)性能。課程內(nèi)容由“學(xué)科模式”向“工程模式”過渡，不僅注重課程自身的知識體系及其在整個知識鏈條中的作用，更重要的是促進(jìn)“工程形成”，即將實(shí)踐教學(xué)作為課程教學(xué)的有機(jī)組成部分，并貫穿理論教學(xué)的始終，實(shí)現(xiàn)“全程”理實(shí)一體化教學(xué)。增加習(xí)題課的學(xué)時比例，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過程的講、演、練相結(jié)合。

2.教學(xué)方法靈活，板書與多媒體相結(jié)合。

日常教學(xué)在理實(shí)一體化教室邊講邊練，采用“問題化”和“任務(wù)驅(qū)動法”相結(jié)合的教學(xué)方法。將課程結(jié)構(gòu)“任務(wù)化”，針對每一個工作任務(wù)都有任務(wù)目標(biāo)、知識儲備、實(shí)訓(xùn)操作、維護(hù)操作等要求。學(xué)生從接收任務(wù)到完成任務(wù)實(shí)際上同時完成知識點(diǎn)學(xué)習(xí)、技能加強(qiáng)、經(jīng)驗(yàn)積累這樣一套基本的工作流程。與此同時，采用課前布置題目（可以分組布置）、學(xué)生準(zhǔn)備答案、課上回答問題（各組代表回答，同組同學(xué)補(bǔ)充）、相互挑錯、課后統(tǒng)一打分、期末記入總評成績的“問題教學(xué)法”，最大限度地發(fā)揮學(xué)生的參與作用。

在理論教學(xué)方面，注重知識點(diǎn)的深入淺出，避免復(fù)雜的公式推導(dǎo)，加強(qiáng)其理論實(shí)質(zhì)和結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用;實(shí)踐教學(xué)方面，逐步打破“教師本位”、“驗(yàn)證試驗(yàn)”的教學(xué)模式，構(gòu)建“學(xué)生本位”、“理解應(yīng)用”教學(xué)，即以學(xué)生為中心、教師站在真正指導(dǎo)實(shí)踐位置上的新型實(shí)踐教學(xué)過程，如開課前安排一周的工礦企業(yè)認(rèn)識實(shí)習(xí)，先組織學(xué)生看錄像、模型，讓學(xué)生了解自動控制系統(tǒng)的部件、作用、結(jié)構(gòu)等，同時讓學(xué)生認(rèn)識到專業(yè)基礎(chǔ)課對后續(xù)專業(yè)課學(xué)習(xí)的重要性，然后去現(xiàn)場，針對現(xiàn)場實(shí)際設(shè)備由學(xué)生提出問題，相互啟發(fā)作答，再由指導(dǎo)教師或現(xiàn)場師傅補(bǔ)充、總結(jié)等，強(qiáng)調(diào)啟發(fā)式教學(xué)。

教學(xué)手段上，將多媒體教學(xué)與板書教學(xué)相結(jié)合。利用板書講解可以展現(xiàn)重點(diǎn)內(nèi)容推導(dǎo)的來龍去脈，利用多媒體課件、動畫、視頻可以直觀、生動演示自動控制系統(tǒng)的動態(tài)過程，且信息含量大，直擊現(xiàn)代科技發(fā)展現(xiàn)狀，營造輕松、豐富的學(xué)習(xí)環(huán)境。因此，我們可以先用課件講解，再用板書補(bǔ)充，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)。這樣豐富了教學(xué)，活躍了氣氛，使學(xué)生能愉快地學(xué)習(xí)。

3.細(xì)化平時考評規(guī)則，改革傳統(tǒng)考核方式。

在考核方式上，針對高職院校的“學(xué)風(fēng)”現(xiàn)狀進(jìn)行必要的細(xì)化改革，加大對本課程“過程考核”的力度，如增加平時“小考”的次數(shù)、增加提問次數(shù)、提高平時成績的權(quán)重等，具體來說，就是將考核總成績分為平時成績、考試成績和實(shí)踐成績?nèi)糠帧Ｆ綍r成績占30%，主要包括學(xué)習(xí)態(tài)度、課前預(yù)習(xí)情況、課堂參與情況、出勤情況、學(xué)習(xí)主動性、配合老師情況、完成作業(yè)及運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識解決問題的能力等;實(shí)踐成績占30%，主要通過學(xué)生參加課程過程中的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)和工學(xué)結(jié)合的能力表現(xiàn)進(jìn)行評價，即“小考”;期末考試成績占40%，采用ABC卷統(tǒng)一命題，在命題中，分為基本要求部分和提高部分，前者占三分之二，主要考核學(xué)生掌握基本知識的情況，后者占三分之一，重在考查學(xué)生的綜合分析能力。根據(jù)教學(xué)情況和學(xué)生實(shí)際等，靈活采用閉卷、開卷與閉卷結(jié)合等方式。試題內(nèi)容上，過于強(qiáng)調(diào)對本課程理論本身的認(rèn)識和把握，現(xiàn)在則強(qiáng)調(diào)理論本質(zhì)和結(jié)果的實(shí)際應(yīng)用。閱卷及試卷評價上，將教師組織在一起，實(shí)行閱卷的流水作業(yè)，保證評分的公正性;每次考試后都進(jìn)行較詳細(xì)的“試卷分析”，并聽取其他教師及部分學(xué)生的意見，以便改進(jìn)教學(xué)。

4.改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，加強(qiáng)學(xué)生動手能力培養(yǎng)。

在原有實(shí)訓(xùn)室基礎(chǔ)上進(jìn)行改造和完善，增加虛擬Multisim仿真系統(tǒng)，該仿真系統(tǒng)是現(xiàn)代控制系統(tǒng)計算機(jī)輔助設(shè)計實(shí)用工具，具有完備的圖形處理功能，用戶界面提供豐富、便捷的應(yīng)用工具箱，可以實(shí)現(xiàn)自動控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立、模型之間的轉(zhuǎn)換、波形實(shí)時觀測、控制系統(tǒng)的特性分析與校正，學(xué)生可以利用Multisim仿真軟件完成控制系統(tǒng)模型的繪制、演示、分析和簡單控制系統(tǒng)的設(shè)計。

實(shí)驗(yàn)室同時增設(shè)可折疊學(xué)習(xí)桌椅、多媒體教學(xué)設(shè)備、板書設(shè)施等，建設(shè)成為“一邊聽、一邊練”的理實(shí)一體化教學(xué)。例如：當(dāng)理論講授到控制系統(tǒng)時域特性分析時，首先利用Multisim仿真環(huán)境進(jìn)行建模，然后通過仿真軟件中示波器的演示窗口實(shí)時、實(shí)地觀察各控制環(huán)節(jié)輸出的特性曲線，從而直觀地進(jìn)行各環(huán)節(jié)時域特性分析，這樣學(xué)生在聽取相關(guān)理論知識點(diǎn)后便可以及時地在理實(shí)一體化教室自主思考并動手練習(xí)操作，使學(xué)生更深刻、更牢固地掌握重點(diǎn)知識。

5.合理開發(fā)、利用網(wǎng)絡(luò)課程資源。

建立和完善《自動控制原理及系統(tǒng)》校內(nèi)精品課程網(wǎng)站，將教學(xué)大綱、課程標(biāo)準(zhǔn)、教案課件、習(xí)題練習(xí)、教學(xué)錄像、動畫展示等內(nèi)容納入網(wǎng)絡(luò)資源，實(shí)現(xiàn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，并成為本課程持續(xù)開發(fā)建設(shè)的輔助平臺，逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)授課、網(wǎng)上答疑、網(wǎng)上考核。

6.根據(jù)教學(xué)現(xiàn)實(shí)情況，自主開發(fā)建設(shè)任務(wù)驅(qū)動型適用教材。

原有教材基本為純理論內(nèi)容，且難度較深，某些理論無實(shí)用性，教材沒有體現(xiàn)高職教育的特點(diǎn)，需重新選取適用于我校高職學(xué)生的教材，在此基礎(chǔ)上，我參編并于2012年9月出版了《自動控制系統(tǒng)原理與仿真》任務(wù)驅(qū)動教材一部，并在教學(xué)過程中以自主編寫的《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》作為輔助教材。近幾年，該教材在我院電力系電氣自動化技術(shù)專業(yè)、發(fā)電廠及電力系統(tǒng)專業(yè)的學(xué)生中使用效果反映良好，旨在解決學(xué)生動腦與動手相結(jié)合且符合實(shí)際應(yīng)用的問題。

四、結(jié)語

事實(shí)證明，在《自動控制原理及系統(tǒng)》課程教學(xué)改革中，通過上述方式方法的實(shí)施，有效提高高職院校學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的動手能力和解決實(shí)際問題的應(yīng)用能力，開闊學(xué)生的視野，提高他們的想象力和創(chuàng)新能力。

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