彭滔 張蓮

【摘要】本文分析了控制系統(tǒng)仿真課程教學(xué)過程中存在的問題，從教學(xué)模式、實(shí)踐教學(xué)和課程考核方面提出了教學(xué)改革方案。

【關(guān)鍵詞】控制系統(tǒng)仿真 ?教學(xué)改革 ?教學(xué)質(zhì)量

【基金項(xiàng)目】重慶理工大學(xué)博士科研啟動(dòng)基金（0107130955），重慶理工大學(xué)自動(dòng)化專業(yè)建設(shè)提升計(jì)劃項(xiàng)目。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2015）08-0238-02

控制系統(tǒng)仿真是自動(dòng)化專業(yè)的一門實(shí)踐性很強(qiáng)專業(yè)選修課，該課程是利用MATLAB（含SIMULINK，下面統(tǒng)一稱為MATLAB）軟件實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生理解控制理論和方法、提高學(xué)生的動(dòng)手能力[1]。本文針對教學(xué)中存在的問題，提出了教學(xué)改革措施，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

一、教學(xué)中存在的問題

本課程是利用MATLAB軟件講解自動(dòng)控制原理等選修課程中的控制原理與方法的仿真實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)輔助分析與設(shè)計(jì)手段，提高綜合分析與及解決問題的工程能力。經(jīng)過我們的分析，現(xiàn)行教學(xué)中主要存在如下三個(gè)方面的問題[2]。

1.教學(xué)模式對教學(xué)效果的影響

從上面闡述可知，該課程直接任務(wù)調(diào)用MATLAB軟件對控制系統(tǒng)建模、仿真和結(jié)果分析。該過程的關(guān)鍵是“練”而不是“聽”，而當(dāng)前教學(xué)過程在受教學(xué)管理、傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)條件的影響和限制，主要采用在教室的講授型教學(xué)方式，這與通常的理論課程并無區(qū)別，讓“練”受到了很大的限制。

2.教學(xué)內(nèi)容對教學(xué)效果的影響

該課程中的控制原理和算法等理論內(nèi)容都在其他控制原理課程中教授的，且某些學(xué)校還單獨(dú)開設(shè)有MATLAB課程，這讓學(xué)生有“重溫知識”的感覺，但又有內(nèi)容很飄、找不到根基的感覺。這讓學(xué)生在心理上和態(tài)度上產(chǎn)生了懈怠的情緒，給教學(xué)效果造成消極的影響。

3.課程屬性對教學(xué)效果的影響

我們調(diào)查了多所高校的人才培養(yǎng)方案，本課程通常設(shè)定為專業(yè)選修課。當(dāng)前的教學(xué)中，多數(shù)同學(xué)已經(jīng)形成選修課沒有必修課重要，選修課比較容易通過等心理景象，甚至有些同學(xué)認(rèn)為選修課是湊學(xué)分的。這使得除真正感興趣的同學(xué)外，多數(shù)同學(xué)存在一種混學(xué)分的心態(tài)。

綜上分析，我們將針對如上三個(gè)方面對控制系統(tǒng)仿真課程進(jìn)行教學(xué)改革，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)質(zhì)量。

二、控制系統(tǒng)仿真教學(xué)改革措施

1.教學(xué)模式多樣性

本課程的教學(xué)內(nèi)容既有控制原理和算法的理論部分，也有軟件實(shí)現(xiàn)部分。為了避免上機(jī)實(shí)踐滯后課堂理論講解，將授課地點(diǎn)安排在機(jī)房，學(xué)生隨老師邊講解邊上機(jī)練習(xí)，同時(shí)教師也能通過計(jì)算機(jī)的現(xiàn)場演練，讓課堂內(nèi)容生動(dòng)起來。如果對仿真時(shí)間長或者涉及步驟多的仿真實(shí)例，可以通過提前準(zhǔn)備好動(dòng)畫、視頻等方式給學(xué)生演示，這種方式更為直觀、生動(dòng)和及時(shí)，便于學(xué)生理解課程知識[3]。

2.加重實(shí)踐教學(xué)

在教學(xué)過程中，分階段的布置一些具有實(shí)際工程背景的建模、求解、分析與綜合等不同類型的題目，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)分析、編程調(diào)試、結(jié)果分析等綜合訓(xùn)練，加深學(xué)生對控制系統(tǒng)各影響因素的理解和提高動(dòng)手操作能力，從中讓學(xué)生獨(dú)立、規(guī)范、科學(xué)地完成設(shè)計(jì)。

同時(shí)將學(xué)生以2 ～ 3 人為一組，一組完成一個(gè)題目，這樣可以抑制學(xué)生的依賴思想，減少相互抄襲的現(xiàn)象，逐步提高學(xué)生獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題和查閱資料的能力，最終使學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用MATLAB軟件分析實(shí)際的工程問題[4]。

3.優(yōu)化考核與評價(jià)方式

為了讓學(xué)生更好地理解控制原理和算法、掌握MATLAB軟件的語法和操作，我們提出“課程設(shè)計(jì)+面試”的考核方式。教師可根據(jù)學(xué)校的條件、行業(yè)背景、學(xué)生質(zhì)量等因素設(shè)置幾個(gè)大題目或者讓學(xué)生自己選定一些實(shí)際控制系統(tǒng)，重點(diǎn)考察學(xué)生利用MATLAB實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的多種表達(dá)、表達(dá)的快速轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)各指標(biāo)分析或設(shè)定性能指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)。學(xué)生需要對其設(shè)計(jì)思想、原理分析、MATLAB語言實(shí)現(xiàn)等進(jìn)行口頭答辯，這樣才能真正的檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握程度。

最終綜合題目的難易程度、完成情況、答辯情況和平時(shí)的出勤、作業(yè)情況，得出總成績。這種考核方式比考試更加靈活，也更準(zhǔn)確的反映出學(xué)生的真實(shí)水平，對學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、學(xué)習(xí)主動(dòng)性有極大的促進(jìn)作用，也能形成良好的學(xué)習(xí)風(fēng)氣、改善學(xué)習(xí)成績[5]。

三、結(jié)束語

控制系統(tǒng)仿真是自動(dòng)化專業(yè)的一門非常重要的專業(yè)選修課，為了激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的專業(yè)能力，達(dá)到學(xué)以致用的目的，克服以往學(xué)生動(dòng)手能力差、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)缺乏等問題。我們針對當(dāng)前教學(xué)中出現(xiàn)的問題，從教學(xué)模式、實(shí)踐教學(xué)和課程考核三個(gè)方面提出了教學(xué)改革，讓學(xué)生能夠更好地學(xué)習(xí)、掌握和應(yīng)用控制系統(tǒng)仿真知識。

參考文獻(xiàn)：

[1]王力.“控制系統(tǒng)仿真技術(shù)”教學(xué)研究[J].中國電力教育，2013， 28： 88-89.

[2]施彥，翁貽方，韓力群.《控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真》課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國電力教育，2008， 112： 74-75.

[3]張新豐，陳慧，李琪.“控制系統(tǒng)仿真與設(shè)計(jì)” 課程建設(shè)[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2013，35（6）： 10-12.

[4]毛海杰，李煒，劉微容，魯春燕. “控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真”課程教學(xué)探討[J] .實(shí)驗(yàn)室研究與探索（增刊），2005，24： 147-149.

[5]邢廣成，田巍，趙慶.“控制系統(tǒng) CAD 及仿真”課程教學(xué)改革探討[J] .創(chuàng)新教育，2012，23： 180.