【摘 要】自動(dòng)控制原理是電子信息類本科專業(yè)的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課程，其實(shí)踐教學(xué)對(duì)提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力具有重要意義。當(dāng)前，該門課程的實(shí)踐教學(xué)存在教學(xué)內(nèi)容不合理和教學(xué)管理方式粗放等問題。針對(duì)學(xué)生實(shí)際情況、因地制宜地選購(gòu)教學(xué)儀器、自編實(shí)驗(yàn)講義和改革考核方案是提高該門課程的實(shí)踐教學(xué)效果的重要措施。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)控制；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)儀器；考核方案

一、自動(dòng)控制原理的課程性質(zhì)

目前，許多高校把自動(dòng)控制原理設(shè)置為一門重要的工科專業(yè)課程。特別是對(duì)于自動(dòng)控制、電子信息工程、測(cè)量與控制技術(shù)、機(jī)制制造與自動(dòng)化等本科專業(yè)，自動(dòng)控制原理是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程。在學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理之前，一般應(yīng)先修完模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電機(jī)拖動(dòng)技術(shù)、傳感器技術(shù)等先導(dǎo)課。在學(xué)習(xí)自動(dòng)控制原理之后，一般還有單片機(jī)技術(shù)、PLC控制技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)等選修課。若要學(xué)好自動(dòng)控制技術(shù)，就不僅要求對(duì)上述先導(dǎo)課有一個(gè)比較全面的掌握，還要求能夠把所學(xué)到的控制方法應(yīng)用于實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)。只有這樣，才能深刻理解自動(dòng)控制原理的基本方法與重要功能，才能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使其學(xué)習(xí)富有系統(tǒng)性和成就感。因此，自動(dòng)控制原理是一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。

二、實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀與存在問題

目前，大部分高校的電子信息類本科專業(yè)均開設(shè)了自動(dòng)控制原理，同時(shí)安排一定的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通常安排6個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，共12課時(shí)。為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作，很少有教師針對(duì)學(xué)生實(shí)際情況自編實(shí)驗(yàn)講義，通常直接使用儀器制造商提供的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目說明書。儀器制造商提供的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目往往存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容過于簡(jiǎn)單、知識(shí)點(diǎn)單一、與教材內(nèi)容不匹配等問題。如此開展實(shí)驗(yàn)，導(dǎo)致的不良后果是，難以與課堂教學(xué)內(nèi)容匹配與關(guān)聯(lián)，亦難以對(duì)重要的應(yīng)用實(shí)例展開針對(duì)性的訓(xùn)練，學(xué)生實(shí)踐能力得不到到實(shí)質(zhì)提升。例如，教師在指導(dǎo)一階系統(tǒng)的階躍響應(yīng)測(cè)量時(shí)，只是機(jī)械地要求學(xué)生觀察輸出響應(yīng)是否在1T時(shí)是否上升至63.2%，在3T時(shí)是否上升至95%，在4T時(shí)是否上升至98%。在實(shí)際工作中，經(jīng)常要求測(cè)量一階慣性環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)T。然而，許多學(xué)生不知道此逆過程即可用來測(cè)量時(shí)間常數(shù)。

三、改進(jìn)方案

考慮到自動(dòng)控制原理的重要性，其實(shí)踐課程安排可考慮做如下改進(jìn)：

1.選購(gòu)合適的實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器。一些學(xué)校的儀器采購(gòu)過程，往往是由學(xué)院（系部）的領(lǐng)導(dǎo)提出儀器的要求，然后送學(xué)校相關(guān)部門審批和招標(biāo)，其中任課教師很少參與此過程，其發(fā)言權(quán)被嚴(yán)重削弱。若要真正改變這種情況，學(xué)校的管理層應(yīng)該制定相關(guān)政策，提高儀器使用者的發(fā)言權(quán)，切實(shí)傾聽他們?cè)诓少?gòu)和驗(yàn)收的意見，以購(gòu)買到符合教學(xué)實(shí)際情況的儀器。

2.編寫有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)講義。教師自編講義，可以因地制宜地考慮到學(xué)生的實(shí)際情況、教師自身的知識(shí)視野，分配好驗(yàn)證性與綜合性實(shí)驗(yàn)的比例，有針對(duì)性開展一些應(yīng)用性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。例如，在做利用積分環(huán)節(jié)改善控制精度實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，可在實(shí)驗(yàn)講義中先回顧一下模擬電子技術(shù)的積分電路及其輸入輸出特性，以理解它對(duì)微小誤差的積累功能。然后，根據(jù)PID控制方法，利用單片機(jī)、Pt100傳感器和加熱功率管構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。盡管這樣的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目只是一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用系統(tǒng)，但對(duì)培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣是大有益處的。

3.改革實(shí)踐課程考核方案。以前，實(shí)驗(yàn)成績(jī)通常是由教師根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程表現(xiàn)得出。這是方式容易導(dǎo)致一些濫竽充數(shù)的學(xué)生，抄襲其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以應(yīng)付檢查。特別是在兩個(gè)學(xué)生共用一臺(tái)儀器的時(shí)候，這種情況尤其突出。一種比較可行的考核方案是，把最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)為綜合性實(shí)驗(yàn)，并直接設(shè)置為考核項(xiàng)目。在考核之前1周把實(shí)驗(yàn)要求跟學(xué)生講解清楚。不同的學(xué)生可以負(fù)責(zé)不同的設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)方案允許多樣化。在考核過程中，教師不僅考核其調(diào)試過程與實(shí)驗(yàn)結(jié)果，同時(shí)考核他們的設(shè)計(jì)理由，并要求對(duì)異常現(xiàn)象的給出解釋。盡管是做相同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，因?yàn)椴煌男〗M的設(shè)計(jì)思路不同，其設(shè)計(jì)方案不會(huì)完全相同。即是相同的方案，做出實(shí)驗(yàn)效果亦可能不同。針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)效果，教師只要簡(jiǎn)單詢問，即可得出學(xué)生的真實(shí)水平。這種考核方案，只要教師嚴(yán)格執(zhí)行，就可以真正杜絕學(xué)生偷懶與抄襲的毛病。

四、結(jié)論

自動(dòng)控制原理是大多數(shù)工科專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，對(duì)于學(xué)生開發(fā)與制作應(yīng)用系統(tǒng)具有重要意義。在許多地方高校向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展的背景下，其意義顯得更加突出。目前，該門課程的實(shí)踐教學(xué)存在諸多問題，比如教學(xué)模式比較簡(jiǎn)單粗放，教學(xué)過程管理比較松散、考核方式不合理等。選購(gòu)適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)儀器、編寫有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)講義和改革考核方式，是提高實(shí)踐教學(xué)效果的有力措施。

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（基金項(xiàng)目：2015年湖南省普通高等學(xué)校教學(xué)改革研究項(xiàng)目：“ICT產(chǎn)教融合”契機(jī)下實(shí)踐類課程教學(xué)模式改革與探索——以衡陽(yáng)師范學(xué)院“電子信息工程專業(yè)”為例（湘教通〔2015〕291號(hào)369），光電信息技術(shù)湖南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究基地開放基金項(xiàng)目（GD15K05），湖南省普通高校光電課程組教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目。）