信息化時代自動控制原理課程改革與創新研究

孫虹 張潤梅 劉艷麗 程秀芝

自動控制原理課程是自動化類專業非常重要的一門綜合性專業課程，理論性、實踐性較強，課程涉及電工、電子、電機、自動檢測、電力電子等多門學科知識。大學學生恰巧欠缺這方面的能力，傳統的“課堂講授+驗證性實驗”教學模式已經不能適應目前高校大學生的現狀。本文將針對高校大學生理論弱、動手能力強的特點，對自動控制原理課程改革問題進行研究，對具體創新方法做出探討。

自動控制原理是自動化專業的核心課程，理論性強，與高等數學、電工基礎、電機拖動、電力電子技術等課程結合緊密。一些大學生由于之前沒有接觸過相關知識，因此在最初接觸這門課程時容易出現理論知識不扎實，缺乏學習的主動性及耐性。隨著科技的發展，傳統的教學方法和手段已經不能適應高職教育的現狀。針對大學生的特點，探討自動控制原理課程的教學改革，以項目驅動、任務導向的教學模式安排教學內容，提高學生學習的興趣。借助各種信息軟件實現理論的計算與仿真，結合實訓設備進行自動控制系統的安裝與調試，提高學生學習的積極性及主動性。

一、大學生自動控制原理課程學習現狀

（一）學生情況分析

自動控制原理是自動化類學科的一門綜合性很強專業基礎課，它不僅需要扎實的數學功底和較廣泛的工科背景認識，還需要電工、電子、電機、自動檢測、電力電子等學科知識綜合運用的能力。由于學生前序課程知識掌握不扎實，學科之間的交叉應用能力差，導致學生從心理上畏懼這門課程。

（二）教學現狀分析

目前常見的教學方法是板書講解，注重理論推導。教學過程以老師為主導，實行“滿堂灌”的教學模式。學生學習的積極性不高。實踐教學也多是采用驗證性實驗，缺乏分析問題解決問題的能力培養，因此課程改革創新也要注重這方面的問題。

二、自動控制原理課程特點及改革計劃

（一）自動控制原理課程特點

自動控制原理課程在教學體系上比較全面，在教學體系結構上比較重視一下三點要素，即穩定性、靜態性和動態性。具體到教學內容上，自動控制原理課程比較重視基礎教學，從而不斷提升學習內容，只有掌握了自動控制的基本原理，才能在未來實際的工程中，能夠學以致用。而上述提到的靜、動態性主要是指教學方法方面的改革，目前在大學自動控制原理課程中，應用比較多的就是MATLAB軟件教學法，通過該軟件，大學生能夠更加直觀的看到自動控制原理課程中的知識點在實際應用中是如何實現的。

（二）自動挖制原理課程改革計劃

信息化時代，自動控制原理課程人才培養目標就是要培育出理論與實踐雙高能力的大學生，因此在教學改革與創新問題上，也應該從這兩點出發，設置具體的改革計劃。

第一，要在教學內容上進行改革與創新，摒棄以往一成不變的課本教學基礎，要將網絡信息與教學工作結合起來，讓學生能夠學習到當今發展第一線的自動控制原理課程內容，并且根據高校的實際情況，出版相關的輔助教學教材。

第二，加強大學生自學學習環境的改革與創新。信息化時代，任何科目的教學場所不再局限于課堂，教學與學習實踐也不再是短短的幾十分鐘。高校教師可以做好校內網絡的建設，加強課后師生交流。

三、信息化背景下自動控制原理課程改革方法

（一）教學內容的調整

首先自動控制原理課程改革要在教學內容方面加大力度，具體來說就是遵循電氣自動化技術、生產過程自動化技術專業崗位職業標準和人才質量培養標準。以自動控制系統的應用、自動控制系統的仿真、自動控制系統的安裝與調試、自動控制系統的運行維護等典型工作任務分析后，歸納總結出自動控制系統應用、仿真、安裝、調試等能力而設置的學習領域。基于上述理論，宜從教學內容方面出發，對自動控制原理課程教學內容改革進行布置，具體改革情況可見下表1：

（二）教學方法及手段的改革

課程教學以學生為主體，教師為主導，采用項目驅動、任務導向的教學模式，利用校內、校外實訓設施，多媒體、虛擬軟件、網絡課程等教學手段，以培養學生綜合職業能力為出發點，通過多種方式實施課程教學，有效地提高學生學習的積極性和學習效率。

在自動控制系統建模及分析時，借助MATLAB軟件，計算系統的零極點，根據系統穩定的充要條件判定系統的穩定性，同時借助simulink對系統的響應曲線、奈奎斯特圖等進行繪制，分析系統的穩定性、快速性及準確性。

（三）教學評價的改革

專業核心課程采用項目化教學，以職業能力培養為目標，以學生為主體，充分調動和發揮學生自主學習興趣，課程考核分為平時考核和期末考核，即課程考核成績=平時考核成績+期末考核成績。平時考核以項目任務為載體，按照上述學習課程1權值的30%、學習課程2權值40%，課程3權值30%分別對各學習項目評定成績，具體如表2所示。

每個課程完成的考核評價分為自我評價、小組評價、教師評價和任務完成度等四個部分。自我評價占總成績10%；小組評價占總成績10%；教師評價占總成績30%，從出勤率、學習態度、實操表現等三個方面進行考察；任務完成占總成績50%，主要從實訓過程中回答提問的質量及任務報告填寫完成程度進行考察。

四、結語

綜上所述，對于大學自動控制原理課程改革來說，需要進行的工作很多，本文主要是從通過教學內容的調整、教學方法及手段的改革和教學評價改革三個方面探討改革與創新的時間途徑，通過這些方法，能夠提升絕大部分同學對各項“學習課程”的積極性，與此同時，通過多種教學方法的有效運用，還可以強化學生相互協作能力及團隊意識，幫助學生養成競爭意識，最終促使大學生學習能力和技能操作水平的提升。