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刊名: 课程·教材·教法
       Curriculum, Teaching Material and Method
主办:  人民教育出版社 课程教材研究所
周期:  月刊
出版地:北京
语种:  中文
开本:  大16K
ISSN: 1000-0186
CN:   11-1278/G4

历史沿革:
1981年创刊期刊荣誉:
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自动控制理论系列课程教学改革探究

【作者】 裴永清

【机构】 甘肃兰州工业学院



【正文】  【摘 要】 自动控制在如今高校工科专业中是非常重要的课程,在社会上有非常广泛的人才需求,近年来在自动控制的理论课程方面,不断开展教学改革,将自动控制的理论作为课程改革的主线,结合实验课程以及综合实训环节的改革,促进自动控制工业人才的有效培养,在系列课程的团队建设以及课程设置等各个方面,取得不错的效果。本文分析了自动控制方面理论系统课程的改革措施,希望对自动控制人才培养是有一定借鉴价值的。
  【关键词】 自动控制理论系列课程;教学改革;探究

  自动控制理论是控制科学与工程的主干课程,也是自动化类课程的专业基础课,自动控制课是对自动控制的系统概念、基本理论以及基本方法进行探讨的重要课程,并且也是一门注重方法论的专业课,自动控制研究的系统,涉及到物理,也涉及到社会、经济等诸多的方面,这门课程的教育对学生长期的发展有着深远的影响,因此一定要加强分析和实践,促进课程的科学建设。
  一、自动控制理论课程的设置
  在院校中自动控制课涉及到诸多的有一级学科,结合工业学院的特点,将数学建模、复域分析法、时域分析法等诸多的线性连续控制系统的内容,开设成大平台课。自动控制课是诸多工业专业的重要专业课,主要是自动化类专业的基础课,并且是必修课。如今社会上需要机电一体化的人才,将自动控制课的实验集合成为期大约两周的实践课,也就是综合实训课。针对自动化列专业对自动控制课的要求比较高,学生需要在自动控制课方面,对理论的掌握更加深入,因此将非线性控制以及离散系统整合起来,作为一门限选课。同时将现代控制理论也设置为一门限选课。
  二、教学方法以及考核方法的改进
  (一)教学方法的改进
  自动控制课的理论性是非常强的,同时涉及到高数、工程数学等诸多的理论学科,若是单纯对这些理论进行分析,对学生来说学习的过程是非常枯燥的,而且对这类的课程会产生非常强烈的畏难情绪。为了让学生对自动控制课产生更加浓厚的兴趣,可以对教学方法做出改善。在自动控制课的教学中,结合课程的内容以及学生的接受能力,针对性选择一些合理的教学手段。比如可以在自动控制课中引入启发式教学、案例式教学以及探究式教学等多样化的手段,另外就是加强对信息化技术的引入,要借助现代化技术的优势,让自动控制课的内容以及层次得到进一步的丰富。在自动控制课的实际教学中,要注重理论与实践之间的结合,在自动控制课上要多引入一些让学生产生兴趣并且与实际生活有一定联系的课程,比如胰岛素注射的自动控制。在自动控制课的教学内容上也是要做出适当的革新,要将一些繁杂抽象的数学推导尽量省略,加强一些工程应用方面的教学,强调一些结论意义以及使用方法。在自动控制课的理论内容上,要注重简单易懂。
  (二)编写具有特色的教材
  关于自动控制课,每个院校都是有自己选择或者编制的教材,一些教材中的内容是非常丰富的,也有相当的深度,只是未必适合本校的学生。因此在自动控制课的开展中,还是要在结合本院学生实际特征以及需求的基础上,编制出合适的自动控制课教材,在教学团队中,结合诸多教师教学经验以及体会,引入到教材中。同时一些对现代化的理论以及方法也是要及时在教材中进行更新,满足学生的自学需求。
  (三)课程考核方法的改进
  自动控制课的课程考核也是要进行适当的改进,以往主要是对学生的期末成绩进行考核,这种考核方式是单一的。在自动控制课的成绩评定方面,采用日常考核以及期末考核相互结合的模式,日常考核主要是考核成绩以及作业成绩,在总成绩中占据20%的比例,期末的成绩则是占80%。考试的方式,需要弱化公式以及定理的机械性记忆,要重点对学生知识的灵活掌握情况进行考核,加强对学生实践能力的关注。为了让学生可以对自动控制课的内容进行系统性总结,允许每个学生自己进行复习材料的手写,然后作为考试答卷时候的参考内容。
  关于现代控制理论等选修课,为了降低学生的压力,可以改变学生应试思想下的一些不良习惯,对选修课的考核,是教师结合自身课程的特点以及实际情况,对考核的内容进行确定,可以将考核的内容分成几个主要的部分,比如考勤、作业、课堂测试以及小论文。
  三、加强综合实训环节
  实践能力是现代化人才必备的一种素质,在自动控制课的建设中,因为课程本身是注重理论性的,而且自动控制课的课时是紧张的,这种情况下自动控制课的实践课程安排难度是比较大的,难以做到实践与理论的充分同步化。但是综合实训是必不可少的环节,为了让学生具备知识的应用能力,也是为了对学生的创新力以及实践能力进行锻炼,综合实训环节还是要进行科学的设置。
  原本自动控制课中的理论教学中,涉及到基本概念、理论以及方法的部分,进行系统介绍,在理论部分完成教学任务后,集中两个星期的实践组织学生参与到综合实训中。在综合实训中,学生需要借助模拟电路进行实验,同时进行MATLAB数值的仿真手段。
  让学生结合理论部分的学习成果,针对一个耳机系统函数,依据提出的要求,设计装置,或者矫正装置。在这个基础上需要利用理论知识,设计以及制作二阶系统的模拟实体。在综合实训部分,主要是为了让学生将自动控制课上的理论与实践结合,对自身掌握的力量进行实践的检验,然后促进自身对课程知识的真正掌握,将理论的记忆转变为真正的实践能力。借助综合实训的环节,让学生对自动控制课的原理知识进行综合的利用,对问题进行分析,锻炼解决问题的实际能力,也是对学生动手能力的一种锻炼。
  结论:总之,自动控制理论系统课程,其中的教学内容以及方法是非常多样化的。在课程的改革中,要注重对课程的科学设置,对教学手段的合理改革,对实训环节的引入和设计,促进学生各方面能力的均衡提升,促进学生在自动控制方面掌握扎实的理论基础,提升学生的实践能力以及社会适应力,满足现代化人才的实际要求。
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