提高自動控制系統課程教學效果的探討

張永春 劉明芳

【摘要】本文圍繞自動控制系統課程的特點及常規教學過程中存在的問題，分析了導致課程教學效果不理想的原因，并從科學編排教學內容，創新教學方式和手段，合理引入案例教學三個方面闡述了提高教學效果的途徑。

【關鍵詞】教學效果；途徑；系統；教學方式

自動控制系統課程是高校本科自動化類專業的重要專業課，該課程具有很強的綜合性與實踐性，知識的更新速度非?？?，所涉及的知識面十分廣泛，導致了課程的教學難度大、教學效果差。隨著控制理論及電動機制造技術的發展，新的理論知識不斷應用于生產實踐，為使學生獲取這些新知識，提高學生的工程實踐能力，有必要針對常規教學方法存在的弊端進行改革和課程建設，以達到提高課程教學效果的目標。

一、教學效果不理想的客觀原因與主觀原因

自動控制系統常規教學過程中往往以理論教學為主，實踐或實驗教學為輔，教學過程中知識的呈現方式往往借助于PPT、板書及少量的實驗來實現，這種教學方法在學時充裕的情況下通過反復講解、練習，學生對課程知識體系基本能夠掌握。但隨著高校課程體系改革， 自動控制系統課程的學時數逐漸減少，甚至一些高校把該課程的學時數定為32，這就導致了教學內容多、知識難度大與學時短的矛盾非常突出。短學時教學過程中，作為基礎的直流部分就包含了電源知識模塊、模型建立知識模塊、控制方法選擇知識模塊、調節器參數選擇知識模塊和可逆直流調速知識模塊，這些知識內容至少占據20課時以上的教學時間；交流部分所包含的知識既是電動機控制技術的發展方向，內容又更為廣泛，僅三相異步電動機調速系統就包括了變壓變頻控制技術知識模塊、三相異步電動機調速方式知識模塊、坐標變換知識模塊、矢量控制技術和直接轉矩控制技術知識模塊，該部分知識內容較為豐富、抽象、難度較高，10余課時的時間內學生所能掌握的內容十分有限，這些客觀存在的因素致使傳統教學方法不可能取得良好的教學效果。

自動控制系統教學效果不理想的主觀原因主要包括兩方面因素。一方面，教師在教學過程中缺乏創新意識，教學手段陳舊，常年按部就班的以“講”為主，課程的考核方式相對單一，很難激發學生的學習興趣，久而久之導致學生產生厭學情緒，教學效果可想而知。另一方面，自動控制系統課程不僅要求學生良好的掌握前期基礎知識，還要求學生在聽課過程中保持高度的注意力，常規教學模式下，教師無法顧及到學生個體之間的差異，因材施教難于實施，導致很多學生對傳統課堂教學模式逐漸產生不滿情緒，失去了主動學習的內驅力，教學效果當然不理想。

二、提高課程教學效果的途徑

無論是客觀因素還是主觀因素，要提高教學效果，都必須從課程教學改革方面尋找途徑。

（一）科學編排知識模塊，提升教學效率

在傳統常規教學中，直流調速系統各知識模塊和交流調速系統各知識模塊分別在不同章節獨立講解，割裂了二者之間的聯系，不僅教學時間長，而且知識點分散，學生掌握效果不佳。根據自動控制系統課程知識模塊多，各知識模塊彼此聯系緊密的特點，可以整合教學內容，科學編排各知識模塊，采取分類對比的教學方式來提高教學效率。以直流調速系統和交流調速系統的電源知識模塊為例，教學編排時把這兩個電源模塊的知識分別分解為主電路、控制方式、工作特點三個部分，課堂上把直流調速系統和交流調速系統的主電路、控制方式、工作特點分別對照講解，既能夠降低學生掌握知識的難度，又能夠提高課堂的教學效率。

（二）創新教學方式，適應短課時要求

現代教育教學手段為教學方式的改革創新提供了技術支持，仿真技術、虛擬現實等新技術應用于教學成為提高教學效果的有效手段。調速系統中調節器的設計是該課程的重點、難點之一，選擇合適的控制律、整定恰當的調節器參數是系統能夠良好運行的前提。在教學過程中通過引入MATLAB仿真技術，教師在上課前建立好系統的仿真模型，上課過程中對不同的控制規律所取得的控制效果進行對比演示，使學生深入掌握調節器參數的調整方法，不僅大幅度節約時間，也能給學生更直觀深刻的認識。

（三）引入案例教學，激發學習動力

學生是否具備了調速系統的設計能力是檢驗教學效果的依據，傳統教學中學生在課堂上很難接觸到實際設計案例，枯燥的理論學習導致了學生學習動力的缺失，為了提高課堂活力，引入案例教學十分有益。各高校與地方企業的合作日益緊密，為案例教學的實施提供了條件，精選企業調速系統應用案例，把系統的設計過程、裝配過程、調試過程、運行故障及排除等實際問題引入課程教學之中，不僅能夠增加課堂教學的趣味性，激發學生的學習動力，更重要的是能夠幫助學生建立起“工程意識”。

三、結語

短學時背景下自動控制系統課程的教學難度有所提高，教師應不斷優化自動控制系統的教學內容，使教學過程富有科學性與時效性，進而激發學生自主學習的內驅動力，通過課程教學使學生的創造性思維和工程實踐能力得到雙重鍛煉。

參考文獻

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