趙榮妹

（云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院，云南 曲靖 655000）

引言

《自動(dòng)控制原理》這一學(xué)科，是自動(dòng)化專業(yè)與電氣專業(yè)的關(guān)鍵理論基礎(chǔ)課之一，是今后系統(tǒng)深入學(xué)習(xí)其他控制課程的重要基石，因此，各高職高專對(duì)《自動(dòng)控制原理》這一課程都極為重視，他們通過(guò)《自動(dòng)控制原理》這一基礎(chǔ)教材，進(jìn)行大量的教學(xué)實(shí)踐和創(chuàng)新，以此來(lái)適應(yīng)不同學(xué)校以及專業(yè)學(xué)生的特性，并取得了不錯(cuò)的成果。

《自動(dòng)控制原理》這一學(xué)科，遵從我國(guó)職業(yè)教育教學(xué)的特點(diǎn)，力求從實(shí)際應(yīng)用的角度介紹自動(dòng)控制系統(tǒng)的原理與性能，其具體內(nèi)容包括了自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本構(gòu)成、類型，自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本數(shù)學(xué)模型與組織方式，自動(dòng)控制系統(tǒng)的時(shí)域分析法與頻域分析法，以及自動(dòng)控制系統(tǒng)的錯(cuò)誤校正方式和設(shè)計(jì)方法等。通過(guò)這些基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，可使學(xué)生熟悉自動(dòng)控制系統(tǒng)的分析和校正方法。由于本課程涉及了高等數(shù)學(xué)、電工電子、電機(jī)、電氣控制、傳感器等諸多領(lǐng)域的內(nèi)容，且理論推導(dǎo)多，抽象而不具體，因此在內(nèi)容上加入了許多生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用實(shí)例，從而引導(dǎo)學(xué)生將基本控制理論應(yīng)用于實(shí)例中加以分析，以提高學(xué)生的分析能力。

一、高職高?！蹲詣?dòng)控制原理》的相關(guān)概述

《自動(dòng)控制原理》一書的主要內(nèi)容重點(diǎn)為經(jīng)典控制理論，涉及線性定?？刂葡到y(tǒng)的理論構(gòu)造、分析、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等有關(guān)基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)，其中的線性定常系統(tǒng)分析與線性定?？刂葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)既是重點(diǎn)內(nèi)容，也是難點(diǎn)內(nèi)容[1]。

《自動(dòng)控制原理》課程安排以各專業(yè)實(shí)際情況而定，一般分為理論課程和實(shí)驗(yàn)課程兩個(gè)部分，教學(xué)內(nèi)容有自動(dòng)控制的一般概念、系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、線性系統(tǒng)的時(shí)域分析、根軌跡法、頻域分析、控制系統(tǒng)的校正等幾個(gè)部分。

《自動(dòng)控制原理》有比較完善的課程體系，盡管內(nèi)容較多，基礎(chǔ)理論性也比較強(qiáng)，但從控制原理分析的基本觀點(diǎn)、系統(tǒng)模型、系統(tǒng)分析方法與系統(tǒng)技術(shù)性指標(biāo)等四個(gè)方面，可概括和繪出的學(xué)科結(jié)構(gòu)如圖一所示。穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性，一直貫徹在學(xué)校教學(xué)的各個(gè)章節(jié)當(dāng)中。反映了教學(xué)前后章節(jié)與學(xué)習(xí)內(nèi)容之間相互關(guān)聯(lián)的內(nèi)容系統(tǒng)，能夠讓教師課堂上教學(xué)的思路保持連續(xù)。

高職高專《自動(dòng)控制原理》的特點(diǎn)：

本學(xué)科從實(shí)際應(yīng)用的視角入手，以線性定常單變量連續(xù)控制系統(tǒng)為重點(diǎn)討論對(duì)象，以傳遞函數(shù)模型為主要數(shù)學(xué)模型，以控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、暫態(tài)特性和穩(wěn)定性能為主要中心議題，著重講解了自動(dòng)控制的基本原理、控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)教育描述，及其分析和綜合的基本理論和方法。并適當(dāng)進(jìn)行了部分試驗(yàn)，教學(xué)方法也大多通過(guò)講授實(shí)現(xiàn)。

二、高職高?！蹲詣?dòng)控制原理》課程教學(xué)現(xiàn)狀與問(wèn)題

《自動(dòng)控制原理》這一課程由于內(nèi)容豐富、理論性強(qiáng)、涉及面廣，是在課程教學(xué)中對(duì)學(xué)生的專注力以及思考能力要求較高的學(xué)科。其教學(xué)內(nèi)容涉及到電路分析、數(shù)學(xué)、模擬電子技術(shù)等基礎(chǔ)理論課程，同時(shí)，需要運(yùn)用大量的數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行自動(dòng)化控制系統(tǒng)的建模和推導(dǎo)，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生不能夠完全理解相關(guān)概念，且在各個(gè)高校的《自動(dòng)控制原理》課程中，都是理論課程大于實(shí)踐課程的，這就導(dǎo)致學(xué)生的積極性不高[2]。理論與實(shí)踐無(wú)法實(shí)現(xiàn)融合，這就沒(méi)有辦法達(dá)到更好的教學(xué)效果，因此，課程效率不高。

究其原因，主要有以上幾點(diǎn)：

（一）教學(xué)模式傳統(tǒng)，照本宣科大于實(shí)際應(yīng)用

《自動(dòng)控制原理》這一課程，在各個(gè)高校的課程體系中，更多是以基礎(chǔ)的理論課程出現(xiàn)，雖然教學(xué)模式是理論+實(shí)驗(yàn)結(jié)合，但學(xué)生的動(dòng)手和思考時(shí)間不多，大多數(shù)都是按照老師的課件要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，這就導(dǎo)致了理論課程與實(shí)驗(yàn)是完全脫節(jié)的，學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的鞏固和知識(shí)掌握程度大大欠缺。且有些高校實(shí)驗(yàn)課程甚至不及理論課程的十分之一，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行課程掌握，教學(xué)效果大打折扣。

（二）實(shí)驗(yàn)方式和平臺(tái)單一

很多高校對(duì)于《自動(dòng)控制原理》這一課程的實(shí)踐教學(xué)都是基于THBDC 型控制理論的平臺(tái)進(jìn)行單臺(tái)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和課程受到平臺(tái)影響，具有一定的局限性，不利于學(xué)生的思維拓展和創(chuàng)新。

（三）課后應(yīng)用欠缺

雖然各個(gè)高校都有與課程配套的實(shí)驗(yàn)室和網(wǎng)絡(luò)資源，可以供學(xué)生更加系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，但是由于《自動(dòng)控制原理》這一課程體系較為專業(yè)，在實(shí)際生活中應(yīng)用較少，而導(dǎo)致學(xué)生對(duì)課程的黏性不夠，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)這一課程，更像是需要應(yīng)付考試而學(xué)習(xí)，在實(shí)際生活中的應(yīng)用為零，其使用率低，那么相應(yīng)地，學(xué)生對(duì)這門課程的重視程度就不高[3]。

（四）教與學(xué)脫節(jié)

在各大高校的《自動(dòng)控制原理》這一學(xué)科的課程設(shè)計(jì)中，存在很大的問(wèn)題，首先是課件過(guò)于模板化，各個(gè)學(xué)校都使用同一套課件，無(wú)法因地制宜的進(jìn)行課程體系設(shè)計(jì)，另外，教與學(xué)脫節(jié)嚴(yán)重，教師傳授知識(shí)的方式和方法，學(xué)生都難以接受，這也是導(dǎo)致學(xué)生對(duì)這一學(xué)科難吃透、無(wú)法深入學(xué)習(xí)的重要原因。教師教學(xué)過(guò)于形式化，而學(xué)生學(xué)習(xí)又比較被動(dòng)，從而導(dǎo)致了這樣的結(jié)果。

三、高職高專《自動(dòng)控制原理》課程教學(xué)策略

（一）構(gòu)建一體化教學(xué)新模式

1.因地制宜的設(shè)置課程體系

由于《自動(dòng)控制原理》這門課程，是很多專業(yè)的基礎(chǔ)課程，但是所有專業(yè)都用一本教材和教案是行不通的，需要根據(jù)不同的人才培育要求，因地制宜的設(shè)計(jì)課程體系，在教材的基礎(chǔ)上，進(jìn)行拓展和創(chuàng)新，比如自動(dòng)化和電氣工程專業(yè)，對(duì)控制理論的要求較高，這些專業(yè)今后還需要學(xué)習(xí)更加高深的知識(shí)，而自動(dòng)控制原理是基礎(chǔ)部分，因此，在設(shè)計(jì)課程時(shí)，這些專業(yè)的教學(xué)內(nèi)容應(yīng)該更加系統(tǒng)化，且其理論課時(shí)和實(shí)驗(yàn)課時(shí)也應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整。各個(gè)高校都存在實(shí)驗(yàn)課時(shí)少的問(wèn)題，高?？赏ㄟ^(guò)適當(dāng)提高實(shí)驗(yàn)課時(shí)，讓學(xué)生更好地進(jìn)行加深和鞏固。

2.優(yōu)化課程體系，以學(xué)生為主進(jìn)行課程設(shè)計(jì)

課程內(nèi)容的優(yōu)化，是提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的關(guān)鍵，在進(jìn)行《自動(dòng)控制原理》課程優(yōu)化時(shí)，需要以學(xué)生為主體，比如可以根據(jù)長(zhǎng)期的觀察，查看學(xué)生對(duì)學(xué)科的掌握程度，并以此來(lái)調(diào)整和修改課程內(nèi)容，教師可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上傳電子課件、試題庫(kù)、師生交流專區(qū)等方式，進(jìn)行實(shí)時(shí)答疑和與學(xué)生線上、課后交流，以此了解每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和難點(diǎn)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行教案調(diào)整。同時(shí)，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)科競(jìng)賽、科研項(xiàng)目論文寫作等，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際演練，增加學(xué)生對(duì)學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用同時(shí)，以獎(jiǎng)學(xué)金和加分等鼓勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)課程的積極性。

3.構(gòu)建多樣化的教學(xué)模式

在上個(gè)章節(jié)中所提到的《自動(dòng)化控制原理》教學(xué)存在的問(wèn)題在于理論和實(shí)踐是割裂的，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)較為單一，因此，各個(gè)高校的教師需要在課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容和課件的設(shè)計(jì)，讓教學(xué)模式更加豐富，同時(shí)，將理論與實(shí)踐融合，引入多種先進(jìn)技術(shù)，增強(qiáng)理論內(nèi)容的實(shí)際運(yùn)用場(chǎng)景，讓學(xué)生更加易于理解[4]。此外，不按照傳統(tǒng)模式來(lái)嚴(yán)格區(qū)分理論課和實(shí)踐課，則能夠很好地解決理論環(huán)節(jié)和實(shí)踐環(huán)節(jié)之間的同步問(wèn)題。教師在授課過(guò)程中可以隨時(shí)就某個(gè)知識(shí)點(diǎn)讓學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，或利用實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)完全同步。

（二）構(gòu)建多元化的課堂教學(xué)體系

由于自動(dòng)控制原理這一課程的理論性較強(qiáng)，那么枯燥乏味的課程內(nèi)容，很容易就會(huì)使學(xué)生感到厭倦，失去學(xué)習(xí)的興趣，致使教學(xué)效率變低。教師可以根據(jù)學(xué)生的興趣愛(ài)好，構(gòu)建多元化的課堂教學(xué)體系，增強(qiáng)學(xué)生的參與感和互動(dòng)性，比如通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程、案例、專題、互動(dòng)等多種形式，來(lái)激發(fā)學(xué)生的活力，讓學(xué)生有參與感才能夠更好地進(jìn)行課堂教學(xué)。比如在說(shuō)到理論知識(shí)時(shí)，教師可以聊聊目前市面上學(xué)生感興趣的工業(yè)課題，哪些是運(yùn)用到了這些理論知識(shí)的，這樣，學(xué)生就能夠更加具象地進(jìn)行理解，并且增加學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)課程的熱情?？傊?，讓學(xué)生充分參與，才能夠激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，可以從提問(wèn)+討論，引經(jīng)據(jù)典、師生互動(dòng)、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)等多種手段出發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)課程的興趣。

（三）利用多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)

網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，使得教師在教學(xué)時(shí)，并不局限于課堂。因此，在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師可以運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)，與學(xué)生產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。比如，運(yùn)用多媒體的動(dòng)畫、視頻、精美PPT 課件等，將復(fù)雜和枯燥的理論知識(shí)，更加直觀的表達(dá)，在圖文、聲音、動(dòng)畫中，與學(xué)生進(jìn)行良好互動(dòng)，同時(shí)，還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行課后學(xué)習(xí)和鞏固，教師通過(guò)將課件上傳至學(xué)習(xí)平臺(tái)，可以與學(xué)生進(jìn)行遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)和課件共享，并為其提供在線答疑平臺(tái)，突破了課堂限制，每時(shí)每刻創(chuàng)立學(xué)習(xí)場(chǎng)景，讓學(xué)生更加深入學(xué)習(xí)。

（四）鼓勵(lì)學(xué)生積極參與課程實(shí)踐

為了提高學(xué)生的積極性和課堂效率，教師可以通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生參加各種實(shí)驗(yàn)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析和拓展，通過(guò)參加各類大學(xué)生工業(yè)比賽、論文比賽等，對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行延伸，同時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展與提升，通過(guò)這一類試驗(yàn)的培訓(xùn)，使學(xué)生掌握工程技術(shù)與科學(xué)試驗(yàn)的一般設(shè)計(jì)思路、組成與實(shí)現(xiàn)流程、常規(guī)檢測(cè)與分析等，培養(yǎng)綜合素養(yǎng)，啟發(fā)學(xué)生潛在的探究與創(chuàng)造意識(shí)。以全國(guó)大學(xué)生智能汽車學(xué)科大賽、全國(guó)電子設(shè)計(jì)大賽為促進(jìn)學(xué)校實(shí)踐性課程的發(fā)展方向，把部分比賽教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)校的實(shí)踐性課程，以提高學(xué)生處理社會(huì)現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的能力。

（五）建立有效的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系和反饋體系

合理的質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)是建立有效的教育體系中最核心的部分，以能力培養(yǎng)目標(biāo)作為評(píng)估指標(biāo)體系的核心內(nèi)容，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)量做出正確合理的綜合評(píng)估[5]。如在學(xué)校理論教學(xué)的最終成果評(píng)估中，通常設(shè)置百分之三十的比重作為學(xué)員平時(shí)成績(jī)，由出勤、寫作、上課交流、課下答疑等綜合組成，評(píng)價(jià)了學(xué)員的創(chuàng)造精神、科研精神、科學(xué)表達(dá)能力等。而在期末考試中，除基本概念、基本理論知識(shí)的考核內(nèi)容之外，還適當(dāng)設(shè)置了若干可以考查學(xué)員分析創(chuàng)新能力、綜合運(yùn)用創(chuàng)新能力的試題。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)單元設(shè)定學(xué)分，列入專業(yè)必修課，以小班的形式綜合訓(xùn)練學(xué)員的動(dòng)手、能力，以增加研究型綜合實(shí)踐活動(dòng)在學(xué)生成績(jī)中所占的比例。這樣立體化的教育評(píng)價(jià)系統(tǒng)可以讓學(xué)校教師充分地摒棄了死記硬背的教學(xué)習(xí)慣，更注意于發(fā)掘?qū)W生的創(chuàng)造力和好奇心，從而培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。

結(jié)束語(yǔ)

在對(duì)《自動(dòng)控制原理》這一學(xué)科的課程設(shè)計(jì)中，除了需要因地制宜的進(jìn)行課程內(nèi)容的調(diào)整和優(yōu)化以外，還需要結(jié)合實(shí)驗(yàn)，將理論與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融合，讓學(xué)生有更深的記憶點(diǎn)，同時(shí)，教師需要利用多種手段來(lái)激發(fā)學(xué)生對(duì)《自動(dòng)控制原理》這一學(xué)科的熱情，通過(guò)設(shè)計(jì)多樣化的教案[6]，對(duì)教學(xué)方式進(jìn)行改進(jìn)，利用互聯(lián)網(wǎng)和多媒體進(jìn)行輔助教學(xué)以外，還可以依托各個(gè)高校的科研項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生的理論知識(shí)進(jìn)行加深和鞏固，這對(duì)學(xué)生未來(lái)進(jìn)入社會(huì)參與實(shí)際的課程運(yùn)用大有裨益。

總之，在教學(xué)中，教師需要以學(xué)生為主體進(jìn)行課程體系的打造，并通過(guò)多種手段來(lái)提升學(xué)生的積極性，以此達(dá)到教學(xué)效果的最大化。