《自動控制原理》在機電類專業的教學改革探究

石坤 邢偉偉

德州科技職業學院 山東德州 251200

1 自動控制課程特點和現狀

我院機電類專業學生在掌握大學生所必備的人文、社科、自然科學基礎知識和理論以及外國語的基礎上，主要系統地學習機械設計制造、機電一體化方面的基礎理論、專業知識和基本技能。

《自控》是機電類專業學生從基礎課到專業課過渡的首開專業基礎課之一，本課程的主要特點是：內容豐富、涉及知識面廣、信息量大；更新發展快、抽象概念多，并且對先修課程如電路等有一定要求；理論性強、所涉及的數學基礎廣泛，難度大，容易造成學生理解上的混亂和學習的困難，是專科生遇到的最抽象、難度最大的課程之一，加之未接觸專業課，沒有具體應用的物理模型，學生感到難學，教師也覺得難教，教學過程容易枯燥[1]。

2 《自動控制原理》在機電類專業的教學改革

2.1 教學內容的教學改革

教師講授一門課程的目的和學生學習一門課的目的應該是一致的?！蹲詣涌刂评碚摗肥且婚T控制理論，它研究被控對象的建模、分析和設計，要求學生熟練掌握控制方法。為了完成這個目的，我們主要介紹三種方法：時域法，頻域法和根軌跡法，實際對應被控對象的三種不同數學模型。傳統教學是按照教材的章節來進行的，教材為了條理性是按照建模、分析和設計分開來書寫的，但是學生的邏輯思維能力是無法在初步接觸一本課程時，就能層層剝繭從中分離出解決問題所需要的知識體系的。我們的教學決不能囿于教材，我們要按照學生能夠輕松接受的思維邏輯順序來安排教學內容順序。自動控制理論適合按照三種數學模型分別講解對應的分析和設計的理論方法。

2.2 課堂教學方式的改革

（1）討論式課堂教學。教師可以讓學生以所學的知識為紐帶，查找收集資料，然后自己閱讀理解，再與同學們溝通和交流各自的看法和見解，由此加深對所要學習的知識的理解。在上課前，教師先準備好出什么樣的題目，這個題目是否適合學生自學，當然選擇出來的題目難度不能太大，太大學生自己做不出來，也打不到預想的結果，題目也不能過于簡單，太簡單也沒有討論的必要，題目給出來之后，每個學生自己獨立完成，完成之后根據自己得出的結果進行交流、討論，最后再由我和學生一起把剛才的知識梳理一遍，形成最后的結論，再傳授給學生，通過此種方式而加深學生對此知識的印象，并能取得較好的成效。

（2）探究式課堂教學。探究式課堂教學的目的是強調學生真實的研究經歷，讓學生參與探究活動，發現問題、提出猜想、交流論證，并得出結論。例如在講自動控制系統校正及綜合時，對于什么是校正、有哪些基本的校正方法時，可以以雙容水箱的水位控制系統為例，通過以前學習的系統分析的知識，讓學生分析為什么要進行系統校正，并探究采取什么樣的校正方式，假如以這種方式校正，系統能夠達到什么樣的控制效果，設計出控制方案，并通過計算證明方案的正確可行性，最后得出結論。這種教學方法，既可以發散學生的思維，也可以使學生對學習的正確的系統校正方式印象很深[2]。

2.3 實驗教學的改革

工程教育論證突出強調培養學生解決復雜工程問題的能力，這就要求在課程的教學中要以學生為中心，重視實踐教學，適時給學生創造軟硬件支撐條件，以培養學生對復雜工程問題的認識、分析和解決的能力?？紤]到我?！白詣涌刂圃怼闭n程的模擬實驗教學存在課時少、內容未能涵蓋課程大綱要求的全部重點理論內容，且以教師為主導，實驗形式固化的情況，我們對原先的部分實驗內容進行優化并增加設計性和綜合性的實驗內容。自動控制原理實驗在以前8個學時基礎上考慮增加4個學時的實驗內容，其中2個學時為設計性實驗，另外2個學時為綜合性試驗。

2.4 加強實踐教學，重視學生的實踐能力培養

加強實踐教學，不僅是各大高校最重視的環節，也是理論教學驗證的結果，最主要的就是培養學生的動手能力、實操能力和創新能力。《自動控制原理》課程里面的重點和難點，進行實踐環節，教師要讓實踐環節可以更具有針對性，更開放，能夠給學生足夠的時間進行創新。增加設計性試驗，讓學生可以充分發揮自己的創新能力，可以給學生進行分組，獨立完成試驗，提供給學生一個展現自己才華和動手能力的平臺，將理論知識更好地在實踐中得到展現。另外也要增加綜合性實驗，教師要將學生學過的自動控制原理知識和相關課程知識運用到實踐過程中來。這是學生在完全熟練掌握自動控制原理的基礎知識和設計性實驗后再進行實踐的。綜合性實驗需要學生進行獨立的完成實驗，同時也要求學生自己學會獨立思考，從不同的角度進行實驗，完成實踐。提高學生實踐的積極性和主動性，也可以讓學生可以鍛煉自己的創新能力和思維能力，培養學生的動手能力和認真的工作態度，樂于探索，敢于失敗，勇于創新，努力完成實驗，從而達到培養學生創新能力的目的。另一方面，學校要對實驗設備進行更多的經費投入，學校要重視對實驗設備的維修和養護，增加實驗設備的數目，讓學生都可以參與到實踐的過程中來，減少實驗設備對學生實驗的影響，利用計算機軟件進行仿真實驗，讓實驗可以更好地順利進行[3]。

3 結語

總之，對《自動控制原理》課程教學來說，改革和創新既是形式發展的要求，也是控制學科成長的需要。本文結合復雜工程問題討論了“自動控制原理”的教學改革，通過熱點控制問題的重新編排并灌輸在教學目標、教學方法、教學內容以及評價方式每個環節，給出了專業課程在培養學生解決復雜工程問題能力的教學新思路。