“自動控制原理”理論與實踐深度融合的改革實踐——以內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院為例

張春慧 張 永 宣傳忠 于文波

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018）

0 引言

“自動控制原理”是高校控制類、電氣類、信息類等專業(yè)的專業(yè)核心課，課程理論性強(qiáng)、內(nèi)容抽象、涉及學(xué)科廣泛，對學(xué)生的理論基礎(chǔ)要求較高，同時也是實踐性非常強(qiáng)的課程[1-5]。 本文針對內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)“自動控制原理”課程教學(xué)實踐中存在的問題，將理論與實踐深度融合的改革思想融入教學(xué)實踐，對理論教學(xué)與實踐教學(xué)同步進(jìn)行改革，做到“理論與實踐并重”，全面提升學(xué)生的理論水平與實踐能力。

1 課程開展現(xiàn)狀

“自動控制原理” 課程是內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程及其自動化、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化等本科專業(yè)的專業(yè)核心課程，總學(xué)時56，理論講授48 課時，實驗8 課時，課程開展中存在以下問題：以傳統(tǒng)教學(xué)方式為主，教學(xué)效果欠佳；實驗內(nèi)容較單一，以驗證性實驗為主，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，學(xué)生的實踐應(yīng)用能力不強(qiáng)。 因此，針對“自動控制原理”的課程進(jìn)行理論與實踐深度融合的教學(xué)改革具有重要意義。

2 “理論與實踐深度融合”解讀

“自動控制原理” 課程理論與實踐深度融合是指教學(xué)過程同時兼顧理論教學(xué)和實踐教學(xué)，兩者不可相互替代，不可有所側(cè)重，注重理論教學(xué)和實踐教學(xué)在時間和數(shù)量上的合理安排，同時理論教學(xué)和實踐教學(xué)要交互使用，充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，全面提升學(xué)生的理論水平和實踐能力。

3 改革思路

3.1 “線上-線下”混合教學(xué)的理論教學(xué)改革實踐

在內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)“線上-線下”混合教學(xué)的積極倡導(dǎo)和大力支持下， “自動控制原理”教學(xué)團(tuán)隊積極進(jìn)行“線上-線下”混合教學(xué)的探索和實踐。

3.1.1 線上教學(xué)

目前，“自動控制原理”線上網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺已初步建成，并已投入使用，平臺主界面如圖1 所示。

圖1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺主界面

（1）欄目。

平臺包括基本信息、單元學(xué)習(xí)、課程通知、課程資源、課程活動等欄目。

（2）學(xué)習(xí)資源。

平臺包括單元導(dǎo)學(xué)、預(yù)習(xí)視頻、教學(xué)課件、播課單元、在線測試、課程作業(yè)、試題試卷庫等學(xué)習(xí)資源。

（3）線上操作。

學(xué)生可進(jìn)行線上預(yù)習(xí)、話題討論、答疑、在線測試、問卷調(diào)查、筆記提交、作業(yè)提交以及學(xué)習(xí)總結(jié)提交等。

3.1.2 線下教學(xué)

（1）學(xué)生線上完成預(yù)習(xí)，教師可更高效地完成課堂內(nèi)容，精準(zhǔn)解決學(xué)生普遍存在的問題，對重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)講解，課程內(nèi)容主次分明；

（2）針對課程難點(diǎn)問題，學(xué)生分組進(jìn)行討論，按組提交答案并進(jìn)行論述，最后進(jìn)行打分，逐步增加學(xué)生的參與度；

（3）課堂上完成隨堂小測，鞏固課堂內(nèi)容，檢驗學(xué)習(xí)效果。

3.1.3 課程考核方式

課程總評成績＝平時×40%＋期末×60%， 其中平時成績＝考勤×20%＋網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺×60%＋實驗×20%，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺考核方式及權(quán)重見表1。

表1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺考核方式及權(quán)重

3.2 注重質(zhì)量和效率的實驗改革

3.2.1 開發(fā)基于MATLAB GUI 的 “自動控制原理”虛擬仿真實驗平臺

“自動控制原理” 教學(xué)團(tuán)隊已開發(fā)出 “基于MATLAB GUI 的自動控制原理虛擬仿真實驗平臺”，平臺的主界面如圖2 所示。

圖2 自動控制原理虛擬仿真實驗平臺

該虛擬仿真實驗平臺實現(xiàn)了將實驗帶進(jìn)課堂，對所講理論進(jìn)行隨堂實驗驗證， 可有效鞏固課堂知識，作為傳統(tǒng)實驗的有效補(bǔ)充起到輔助作用，可節(jié)省實驗時間、提高實驗效率。

3.2.2 提高“自動控制原理”實驗箱的利用率

“自動控制原理” 實驗室現(xiàn)有NKGZ-II 型自控原理實驗箱30 臺， 可保證行政班每人一臺， 如上文所述， 通過虛擬仿真實驗平臺將驗證實驗帶入課堂后，就可節(jié)省出更多的時間在實驗室完成拓展性模擬實驗，提高實驗箱利用率。

3.3 注重學(xué)生工程能力和綜合能力的實踐改革

3.3.1 以培養(yǎng)學(xué)生工程能力為導(dǎo)向的課程設(shè)計改革

（1）對課程設(shè)計的內(nèi)容進(jìn)行改革。 課程設(shè)計的內(nèi)容選擇既要注重知識的廣度和應(yīng)用范圍，又要考慮到專業(yè)的知識背景。

（2）對課程設(shè)計管理過程進(jìn)行改革。 制定了“自動控制原理”課程設(shè)計大綱，編寫課程設(shè)計任務(wù)書，撰寫課程設(shè)計指導(dǎo)書，規(guī)范教師指導(dǎo)過程，細(xì)化學(xué)生設(shè)計過程，改革考核模式，每一個環(huán)節(jié)都做到規(guī)范化。

3.3.2 以培養(yǎng)學(xué)生綜合能力為導(dǎo)向的畢業(yè)設(shè)計改革

“自動控制原理” 課程組教師將科研項目與教學(xué)工作結(jié)合，為學(xué)生提供理論與實踐結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計題目，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的綜合能力。

4 結(jié)語

本文針對“自動控制原理”課程開展過程中存在的問題， 對課程進(jìn)行理論和實踐深度融合的改革實踐，立足教學(xué)目標(biāo)，對理論教學(xué)和實踐教學(xué)進(jìn)行同步改革，增進(jìn)理論與實踐的深度融合，改善教學(xué)效果，提高學(xué)生的工程實踐能力和綜合創(chuàng)新能力。