自動(dòng)控制原理課程教學(xué)分析

吳永樂

（貴州電子科技職業(yè)學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

自動(dòng)控制原理是自動(dòng)化專業(yè)的一門理論性較強(qiáng)的必修課程，旨在分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)靜態(tài)性能，有助于降低系統(tǒng)的誤差及干擾。自動(dòng)控制原理課程是高等熟悉學(xué)與其他專業(yè)課程的整合課程，需要學(xué)生掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成、原理等內(nèi)容，即要求學(xué)生掌握模型建立、分析和設(shè)計(jì)，有助于提高學(xué)生的創(chuàng)造思維。自動(dòng)控制原理課程電路、高數(shù)課程等課程的集合，同時(shí)，也是自動(dòng)化專業(yè)的后續(xù)課程，因此，自控原理課程的學(xué)習(xí)對(duì)自動(dòng)化專業(yè)至關(guān)重要。自動(dòng)控制原理知識(shí)框架如圖1所示。

圖1 自動(dòng)控制原理知識(shí)框圖

1 自動(dòng)控制原理課程學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

1.1 理論基礎(chǔ)

由于自控原理課程設(shè)計(jì)到的知識(shí)點(diǎn)較多，除了專業(yè)基礎(chǔ)課之外，自控課程還需要以高數(shù)、復(fù)變函數(shù)等課程為基礎(chǔ)。學(xué)生前期的學(xué)習(xí)直接影響該課程的學(xué)習(xí)質(zhì)量，學(xué)生基礎(chǔ)不扎實(shí)，而且自控課程的需要記憶的知識(shí)點(diǎn)、公式較多，學(xué)生學(xué)習(xí)吃力。

1.2 教學(xué)方式

傳統(tǒng)的自控課程主要采取現(xiàn)場教學(xué)為主，課程設(shè)計(jì)的知識(shí)點(diǎn)理論性較強(qiáng)，老師上課與學(xué)生的互動(dòng)少，學(xué)生上課的時(shí)間大部分都花費(fèi)在記筆記上，課后并不能理解課程的重難點(diǎn)，一定程度上影響了學(xué)生的積極性。而且利用多媒體教學(xué)后，學(xué)生很難跟上老師的授課速度。

1.3 學(xué)時(shí)分配

自控課程包含了系統(tǒng)的控制模型；線性系統(tǒng)的時(shí)域/頻域分析法、根軌跡和系統(tǒng)校正；非線性系統(tǒng)的分析等內(nèi)容，往往理論教學(xué)就要占據(jù)大部分課時(shí)，而缺乏Matlab/Simulink的實(shí)踐訓(xùn)練。僅依靠理論學(xué)習(xí)很難掌握到課程的重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的，通過實(shí)踐教學(xué)能夠更直觀清晰地觀看控制系統(tǒng)的控制性能、精度及響應(yīng)速度等。實(shí)踐教學(xué)是檢驗(yàn)理論學(xué)習(xí)最好的方式，學(xué)生需要以理論學(xué)習(xí)去完成相應(yīng)的驗(yàn)證及設(shè)計(jì)。

1.4 考核方式

自控課程考核期末考試占比過大。自控課程的本質(zhì)是提高學(xué)生的系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)優(yōu)化能力，而過度重視期末考試忽略動(dòng)手實(shí)踐能力的考核，會(huì)影響學(xué)生后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。

1.5 教學(xué)大綱

目前，自控課程教學(xué)是根據(jù)教材制定，但由于自動(dòng)化專業(yè)的各個(gè)課程之間相互聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn)較多，從專業(yè)本身的發(fā)展趨勢去制定教學(xué)大綱，有助于提高各科之間的授課效率和質(zhì)量，能夠幫助學(xué)生們找準(zhǔn)專業(yè)的定位。

2 教學(xué)改革措施

2.1 加強(qiáng)理論學(xué)習(xí)，更新教學(xué)理念

自控課程涉及的知識(shí)點(diǎn)，授課前老師應(yīng)提前給學(xué)生梳理，并大致地講解一些知識(shí)點(diǎn)，幫助學(xué)生及時(shí)回憶，提前做好學(xué)習(xí)準(zhǔn)備。同時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)效率，制定專業(yè)課程的學(xué)習(xí)計(jì)劃，而且學(xué)校也應(yīng)該合理安排專業(yè)課程的學(xué)習(xí)順序，根據(jù)各科課程的關(guān)系，把握好課程的順序和互補(bǔ)關(guān)系。相同知識(shí)點(diǎn)課程大綱的制定，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，還能為后期的學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。

2.2 采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式

如今，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)不能滿足的教育發(fā)展要求。慕課、直播課程等網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源已經(jīng)成為學(xué)習(xí)的熱點(diǎn)詞，通過慕課、網(wǎng)課學(xué)習(xí)，學(xué)生既能提前學(xué)習(xí)課程，同時(shí)，學(xué)習(xí)其他相關(guān)的或者感興趣的課程，還能鞏固課上所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)。老師能通過網(wǎng)課的學(xué)習(xí)，尋找適合學(xué)生的授課方式，同時(shí)，還能學(xué)習(xí)到更多課程相關(guān)的新技術(shù)，而學(xué)生能夠通過直播課程互動(dòng)方式及時(shí)解決學(xué)習(xí)中的難題。

通過學(xué)習(xí)國家級(jí)、省級(jí)的精品課程的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，既能提高教學(xué)質(zhì)量，還能掌握信息化教學(xué)的技巧，為后期制作微課堂做鋪墊。

2.3 合理分配學(xué)時(shí)

自控課程雖然理論學(xué)習(xí)的內(nèi)容多，但是，實(shí)踐教學(xué)才是自動(dòng)化專業(yè)課程最重要的培養(yǎng)方式，掌握專業(yè)課程的特殊性，充分聯(lián)系相互有關(guān)聯(lián)的課程，選擇適合自己的學(xué)習(xí)方法。而Matlab/Simulink仿真實(shí)踐對(duì)于學(xué)習(xí)有指導(dǎo)作用，學(xué)生能夠通過Matlab輸入代碼或者Simulink平臺(tái)搭建模型，觀察模擬效果。自控中常見的反饋系統(tǒng)、PID控制系統(tǒng)和一階二階響應(yīng)系統(tǒng)，均能通過仿真實(shí)踐觀察，這對(duì)于后期的設(shè)計(jì)有很大的幫助。因此，學(xué)校可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，調(diào)整學(xué)時(shí)分配，加大實(shí)踐的培訓(xùn)力度，或者將實(shí)踐引入理論課堂中，使學(xué)生在理論學(xué)習(xí)途中盡快掌握仿真實(shí)踐的流程和方法。

2.4 調(diào)整考核方法

學(xué)校應(yīng)根據(jù)學(xué)生理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐效果來調(diào)整考核比例，注重實(shí)踐過程，而非實(shí)驗(yàn)結(jié)果；同時(shí)，當(dāng)場提問實(shí)驗(yàn)所涉及的課程知識(shí)點(diǎn)。

3 結(jié)語

自動(dòng)控制原理課程是一門很重要的專業(yè)課，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式、合理分配學(xué)時(shí)和調(diào)整考核比例能更快地幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)，提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，為后續(xù)的專業(yè)課程打好基礎(chǔ)。