陳季云

（南通農業(yè)職業(yè)技術學院機電工程系，江蘇 南通 226007）

0 引言

隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)如今自動控制技術已遍及生產生活的各個領域，不論是哪種自動控制系統(tǒng)，都可以在自動控制原理中找到它的思想方法的源頭，所以對于我院的機電一體化技術、電氣自動化技術等專業(yè)的學生來說，《自動控制基礎》就成為一門必修的專業(yè)基礎課，主要內容是經典控制理論的一般概念以及自動控制系統(tǒng)的分析和設計方法，使學生清晰地認識自動控制系統(tǒng)的體系構成，并初步學會利用經典控制理論分析和設計自動控制系統(tǒng)。然而，這門課程理論性強，數(shù)學含量大，且與工程實際結合緊密，特別是對于數(shù)理薄弱的高職學生而言，學習起來有一定的難度。針對學生的這些情況，并結合近幾年來的教學經驗，我們對該課程的知識結構和教學方法等方面進行了探索和改革，以適應高職教育的要求。

1 教學內容改革

高職學生將來的工作崗位主要是對已有實際系統(tǒng)的分析改進或對已有系統(tǒng)的故障檢修，而不是從事控制系統(tǒng)的設計，主要應弄清自動控制系統(tǒng)的原理。因此，在教學中，我們本著“講透理論，重在應用”的原則，對傳統(tǒng)的學科式教育教學內容進行了較大的精煉和壓縮，力求做到深入淺出，循序漸進，通俗易懂，注重物理概念敘述的同時引入案例，做到理論聯(lián)系實際，具體體現(xiàn)在以下兩方面：

1.1 理論必須夠用為度，精選教學內容

我院“自動控制原理”課程理論學時為48學時,教學內容多而學時少,教學中我們結合高職學生側重應用的特點,按照理論必須夠用為度的原則，刪繁就簡，弱化理論推導。比如在該課程中經常會運用到拉氏變換，然而大部分學生并不具備完成相應推導的數(shù)學能力，由此產生厭學情緒，達不到教學效果。針對此問題，教學中我們只要求學生熟記一些必須夠用的常用函數(shù)的拉氏變換結果，并教會學生靈活運用拉氏變換的相關定理去解決非常用、復雜函數(shù)的拉氏變換即可，所以在課堂上無需花時間去講解相應的數(shù)學推導過程，這樣的教學安排不僅不會對學生的后續(xù)學習帶來影響，還會使學生更容易接受，增強他們對這門課程的學習信心。

1.2 構建工程實際案例，激發(fā)學習興趣

該門課程主要是基于“反饋控制”的核心思想，針對自動控制系統(tǒng)及其動態(tài)的工作過程，把實際的物理系統(tǒng)進行數(shù)學建模，轉換成采用微分方程或傳遞函數(shù)為主的定量數(shù)學描述，在此基礎上分析控制系統(tǒng)的各項性能指標，所以數(shù)學模型的建立和系統(tǒng)性能指標分析是我們教學的重點。然而，在講解自控原理時僅僅以單純的數(shù)學模型分析為基礎，缺乏工程實際案例，理論知識的空乏會造成學生學習目標的缺失，完成課程的學習后還不知控制理論的應用所在。針對此問題，我們嘗試了案例化的教學改革，即根據(jù)精選的理論教學內容構建工程實際案例，注重案例的引入和應用，讓學生感受到課程內容很實在，用途很廣泛。比如在第一次課講解自動控制系統(tǒng)的組成時，筆者引入了一個淺顯易懂的水位自動控制系統(tǒng)，讓學生們自己分析它的工作過程，在此基礎上讓學生回答哪個是被控對象，哪個是檢測元件，哪個是執(zhí)行元件等等，學生都能一一回答正確，因為有了實際案例的引入，所以學生在輕松活躍的課堂氣氛中學會了有關自動控制系統(tǒng)組成的理論知識，取得了很好的教學效果。在后續(xù)的教學中，我們還構建了恒溫控制系統(tǒng)、轉速負反饋的直流調速系統(tǒng)、轉速電流雙閉環(huán)直流控制系統(tǒng)等等來滿足理論教學的需要，降低了教學的難度，也增強了學生的工程意識。

2 教學方法改革

本課程的傳統(tǒng)教學方式是 “教師—黑板 （PowerPoint演示）—學生—練習”，這樣學生總是處于被動接收的地位，極大地妨礙了學生學習的主動性和積極性的發(fā)揮。因此,我們結合課程特點和高職學生實際情況,在教學方法上進行了適當改革,用以提高教學效果。

2.1 多媒體技術與MATLAB軟件相結合，發(fā)揮現(xiàn)代化教育技術的優(yōu)勢

我們充分利用現(xiàn)代化的教學手段,制作了“自動控制原理”課件,用簡潔的文字、豐富的畫面、逼真的動畫以及聲音等直觀形象地將抽象的知識呈現(xiàn)在學生面前,使學生樂于接受，更容易理解和掌握。同時,在教學課時安排中適當增加了Matlab軟件使用這一內容,把Matlab作為一種基本工具與教學內容有機結合,教學效果有明顯提高，因為Matlab軟件有很多優(yōu)點，可以在它的仿真器中構造實際的物理系統(tǒng),在仿真時可以任意改變參數(shù)或環(huán)節(jié)來觀察該參數(shù)或環(huán)節(jié)的變化對整個系統(tǒng)響應過程的影響,操作靈活,得到的曲線直觀,復雜的數(shù)據(jù)計算可以用簡單的程序來完成,節(jié)省時間，講課時既可以用多媒體進行動態(tài)演示,也可以讓學生在電腦上自己動手操作,充分調動了學生的積極性和主動性。

2.2 將課堂搬到生產現(xiàn)場，充分發(fā)揮校外實訓基地的作用

傳統(tǒng)的理論教學以單純知識講解為主,實驗教學也只是對課堂教學內容的驗證,易使學生不知所學知識有何用處。若能充分發(fā)揮校外實訓基地的作用，讓學生親臨生產現(xiàn)場，聆聽企業(yè)工程技術人員的講解，學生會親自感受到學以致用，加深對工程概念、工程原理和基本理論的理解與運用。所以，在教學中，我們會安排一定量的課時到校外實訓基地進行認識實習，比如讓學生們觀察工業(yè)生產現(xiàn)場的物料小車控制系統(tǒng)、直流調速系統(tǒng)、恒溫控制系統(tǒng)等等，并引導他們分析系統(tǒng)工作的來龍去脈，在分析的同時適當?shù)匾肫渌鼘I(yè)課程的相關知識，不僅使學生深刻領悟到自動控制原理是系統(tǒng)設計的方法來源，還能使學生對整個專業(yè)體系認識更加清晰，知道每一門專業(yè)課程的用武之地。

2.3 改革傳統(tǒng)的考核方法，完善考核機制

課程考核的目的是正確評價學生對知識的掌握程度，考核方法應科學合理，體現(xiàn)出課程特點和職業(yè)特色。該課程以往的考核方式都是憑借一張試卷來評價學生的學習情況，然而面對高職教育是以高素質高技能高技術為目標的培養(yǎng)要求，我們必須改革傳統(tǒng)的考核方式，強調學生綜合能力的培養(yǎng)。所以我們將考試成績分為“平時成績+實踐成績+考試成績”，平時成績占30%，包括學習態(tài)度、課堂出勤率、答疑情況、學習的主動性、完成作業(yè)情況等；實踐成績占30%，包括實驗完成情況、實驗報告完成情況、實訓基地學習情況以及運用所學專業(yè)知識解決問題的能力等；考試成績占40%，在題型分布方面，應該強化對工程應用分析方面的考核，弱化對公式推導及數(shù)理計算的要求。改革后的考核辦法更加貼近高職教育的目標，有利于教學水平和教學效果的提高。

3 結論

在近幾年的教學實踐中,我們已經對上述改革方法進行了初步實踐,取得了良好的教學效果,然而教學改革是一個長期的、不斷探索的過程，我們要緊扣該課程的教學目標和學生自身的特點,在今后的工作中不斷嘗試各種教學方法,不斷分析總結,不斷改進,找出適應高職高專教育的有效途徑。

［1］陸錦軍.自動控制原理課程教學改革實踐[J].南通職業(yè)大學學報,2005(6):103-104.

［2］趙肖宇.工程本位“自動控制原理”教學模式改革探討[J].黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院學報，2014(1):83-84.

［3］郝蕓.自動控制原理及應用[M].大連理工大學出版社，2011.