自動控制課程一體化教學模式的構建與實踐

游德智

摘 ? 要：自動控制課程是工科專業的重要基礎課程，具有較強的理論性與實踐性，概念相對抽象且涉及范圍廣，對學生的數學基礎要求高，因此學習過程中容易遇到很多難題。若采用傳統教學模式，不但無法提高學生的理解，還可能產生更多的問題，提高教學難度。因此，需要采取實踐教學與理論教學相融合的一體化教學模式，采用多元化教學方法，降低課程內容的抽象性，從而提高學生的理解能力。本文主要針對自動控制課程的一體化教學模式的構建與實踐展開分析。

關鍵詞：自動控制課程 ?一體化教學 ?構建與實踐

中圖分類號：G712 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0202-02

自動控制技術目前在各個領域中都有廣泛應用，成為新技術和新設備研發的重要工具。自動控制課程也是工科專業的重要基礎課程，包括電氣信息專業、能源動力專業以及機械類專業等專業，在控制科學與工程學科中具有重要作用[1]。該課程具有較強的理論性與實踐性，其教學主要分為理論教學與實踐教學，但是很多學校由于各種因素的限制，實踐教學較少，這必然會影響該課程的教學效果。因此，需要通過一體化教學模式的構建，不斷提高自動控制課程的教學效率。

1 ?自動控制課程的概述

1.1 課程內容

自動控制課程主要教學內容可以總結為三大數學模型、三大分析方法以及自動控制系統的三個重要特征以及三個矯正方法[2]。三大數學模型主要是指微分方程模型、傳遞函數模型、結構圖與信號流程圖;三大分析方法主要是指視域分析、根軌跡分析以及頻域分析;自動控制系統的三個重要特征是指快、準、穩;三大矯正方法則是指串聯、反饋、復合校正。自動控制課程的重要教學目標是通過反饋裝置設計讓任意一個系統擁有自動控制能力，也就是設計一個自動控制系統，但這并不是一個簡單的任務，其中包括了各種難點，如自控系統對應微分方程列寫、根軌跡畫法及其分析等[3]。要想學好自動控制課程，需要熟練掌握高等數學、大學物理、電路分析以及電子技術等方面的知識，同時對于熱力學、機械學以及電機等方面的知識也要有一定的了解。

1.2 教學目標

自動控制課程的教學目標是讓學生掌握自動控制系統的基本內涵、原理以及結構，從而具備自動控制系統分析、設計和矯正等應用能力，從而具備技術崗位的相應能力，能夠從事專業相關崗位，也為后續專業課程的學習以及未來工作奠定足夠的基礎。

1.3 課程特點

理論來自于實踐活動，自動控制課程教學內容也是如此，但是自動控制課程的教學內容相對比較抽象，知識涉及范圍廣，且對數學能力有著較高的要求，計算量大且較為復雜，很多學生在剛剛學習的時候往往由于缺乏足夠的基礎而出現較大的困難。該課程的實踐性較強，若缺乏實踐教學課程，僅通過多媒體以及教師演示的方式很難提高教學效率，如何通過理論聯合實踐的一體化教學模式來培養學生的應用能力是自動控制課程教學需要解決的重要問題。

2 ?自動控制課程一體化教學模式的構建與實踐

2.1 了解課程的總體教學目標

根據自動控制課程的特點，該課程對于教學理論以及實踐能力都有較高的要求，因此教學組織和設計中需要認清這一要求，需要在理論教學的基礎上，通過生活中常見的自動控制裝置為案例，在講解的過程中學生可以跟著練習，也就是課堂講解與實踐練習相結合的教學方法，還可以采取虛擬實驗室進行訓練，能夠提高學生對自動控制系統的認知。在教學過程中，可以將實踐教學與理論教學同時開展，不再單獨設置相應的實踐課程，這樣一來在學習理論的同時能夠從實踐活動中進行驗證，培養理論知識的同時能夠鍛煉學生的動手能力。

2.2 完善教學方法

根據自動控制課程的特點以及學生的學習狀況，可以采取多樣化的教學方法來提高教學質量。例如采取自主學習方式，首先根據自動控制系統的數學模型，讓學生采用不同的方式分析系統的性能，然后根據要求用校正裝置對系統進行校正和改善，教師在講清楚要求之后，學生則可以通過自主學習和動手操作，了解自己學習知識在實踐活動中的應用，加強知識之間的練習，并回顧自身所學知識，在課堂教學中能夠幫助學生構建完整的知識體系，從而更好的理解知識點之間的聯系。還可以采取案例教學法，對于新學習的知識，可以通過實際案例來介紹其特點和原理，通過視頻資料能夠提高學生的理性認知，加強記憶和理解。如在開環控制系統以及閉環控制系統的介紹中，可以分別介紹兩種系統的特點，然后以交通信號燈控制為案例，介紹不同系統在信號燈控制中的應用特點，開環控制主要是采取預先設置的時間進行循環控制，但是在流量較多的時候無法解決交通堵塞的問題;而閉環控制則通過反饋裝置的應用，通過感應線圈來測量車流量，從而控制信號燈時間，能夠有效解決交通堵塞的問題。通過案例教學能夠讓學生更好的理解不同系統的優缺點。此外，還可以通過情境教學法開展教學，教師可以通過設置相應的情境，在教師的幫助下，讓學生圍繞問題來分析，并通過小組討論的方式開展探究活動。

2.3 豐富教學手段

學校需要重視教學設備的完善，為實踐教學活動配置相應的設備，從而提高自動控制課程效率。教師在教學中也要豐富教學手段，避免單一多媒體板書的講解方式，多利用時間活動來提高教學效率，例如講解根軌跡分析時，可以通過對比勞斯判據和奈奎斯特判據的分析圖，從而尋找其共性與個性。學校也可以多組織一些競賽活動，給予一定的物質和精神激勵，從而激發學生的學習積極性，有助于提高教學效率。

3 ?結語

自動控制課程以及相關專業對人才的需求決定了該課程在教學過程中不但要注重理論知識講解，還要重視學生時間能力的培養，因此需要適當增加實踐教學內容，提高教學效率，從而培養學生的專業技能，為后續課程以及未來發展建立基礎。一體化教學模式是指在理論教學中融入實踐教學，能夠省時省力，提高學生實踐能力。

參考文獻

[1] 吳德君.機電氣一體化教學用自動生產線的設計與開發[J].機械制造與自動化，2017，46（6）：204-206.

[2] 馬冬梅，黨曉圓，邢陽陽，等.電氣工程及其自動化專業一體化教學改革的實踐與探索[J].電腦迷，2018，34（28）：158.

[3] 許閃閃.技工學校電氣自動化專業一體化教學的改革與發展[J].職業，2018，23（8）：94.