信息化時(shí)代自動(dòng)控制原理課程改革與創(chuàng)新研究

孫虹 張潤(rùn)梅 劉艷麗 程秀芝

自動(dòng)控制原理課程是自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)非常重要的一門(mén)綜合性專(zhuān)業(yè)課程，理論性、實(shí)踐性較強(qiáng)，課程涉及電工、電子、電機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)、電力電子等多門(mén)學(xué)科知識(shí)。大學(xué)學(xué)生恰巧欠缺這方面的能力，傳統(tǒng)的“課堂講授+驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”教學(xué)模式已經(jīng)不能適應(yīng)目前高校大學(xué)生的現(xiàn)狀。本文將針對(duì)高校大學(xué)生理論弱、動(dòng)手能力強(qiáng)的特點(diǎn)，對(duì)自動(dòng)控制原理課程改革問(wèn)題進(jìn)行研究，對(duì)具體創(chuàng)新方法做出探討。

自動(dòng)控制原理是自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的核心課程，理論性強(qiáng)，與高等數(shù)學(xué)、電工基礎(chǔ)、電機(jī)拖動(dòng)、電力電子技術(shù)等課程結(jié)合緊密。一些大學(xué)生由于之前沒(méi)有接觸過(guò)相關(guān)知識(shí)，因此在最初接觸這門(mén)課程時(shí)容易出現(xiàn)理論知識(shí)不扎實(shí)，缺乏學(xué)習(xí)的主動(dòng)性及耐性。隨著科技的發(fā)展，傳統(tǒng)的教學(xué)方法和手段已經(jīng)不能適應(yīng)高職教育的現(xiàn)狀。針對(duì)大學(xué)生的特點(diǎn)，探討自動(dòng)控制原理課程的教學(xué)改革，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、任務(wù)導(dǎo)向的教學(xué)模式安排教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。借助各種信息軟件實(shí)現(xiàn)理論的計(jì)算與仿真，結(jié)合實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性及主動(dòng)性。

一、大學(xué)生自動(dòng)控制原理課程學(xué)習(xí)現(xiàn)狀

（一）學(xué)生情況分析

自動(dòng)控制原理是自動(dòng)化類(lèi)學(xué)科的一門(mén)綜合性很強(qiáng)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課，它不僅需要扎實(shí)的數(shù)學(xué)功底和較廣泛的工科背景認(rèn)識(shí)，還需要電工、電子、電機(jī)、自動(dòng)檢測(cè)、電力電子等學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用的能力。由于學(xué)生前序課程知識(shí)掌握不扎實(shí)，學(xué)科之間的交叉應(yīng)用能力差，導(dǎo)致學(xué)生從心理上畏懼這門(mén)課程。

（二）教學(xué)現(xiàn)狀分析

目前常見(jiàn)的教學(xué)方法是板書(shū)講解，注重理論推導(dǎo)。教學(xué)過(guò)程以老師為主導(dǎo)，實(shí)行“滿堂灌”的教學(xué)模式。學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性不高。實(shí)踐教學(xué)也多是采用驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)，因此課程改革創(chuàng)新也要注重這方面的問(wèn)題。

二、自動(dòng)控制原理課程特點(diǎn)及改革計(jì)劃

（一）自動(dòng)控制原理課程特點(diǎn)

自動(dòng)控制原理課程在教學(xué)體系上比較全面，在教學(xué)體系結(jié)構(gòu)上比較重視一下三點(diǎn)要素，即穩(wěn)定性、靜態(tài)性和動(dòng)態(tài)性。具體到教學(xué)內(nèi)容上，自動(dòng)控制原理課程比較重視基礎(chǔ)教學(xué)，從而不斷提升學(xué)習(xí)內(nèi)容，只有掌握了自動(dòng)控制的基本原理，才能在未來(lái)實(shí)際的工程中，能夠?qū)W以致用。而上述提到的靜、動(dòng)態(tài)性主要是指教學(xué)方法方面的改革，目前在大學(xué)自動(dòng)控制原理課程中，應(yīng)用比較多的就是MATLAB軟件教學(xué)法，通過(guò)該軟件，大學(xué)生能夠更加直觀的看到自動(dòng)控制原理課程中的知識(shí)點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)用中是如何實(shí)現(xiàn)的。

（二）自動(dòng)挖制原理課程改革計(jì)劃

信息化時(shí)代，自動(dòng)控制原理課程人才培養(yǎng)目標(biāo)就是要培育出理論與實(shí)踐雙高能力的大學(xué)生，因此在教學(xué)改革與創(chuàng)新問(wèn)題上，也應(yīng)該從這兩點(diǎn)出發(fā)，設(shè)置具體的改革計(jì)劃。

第一，要在教學(xué)內(nèi)容上進(jìn)行改革與創(chuàng)新，摒棄以往一成不變的課本教學(xué)基礎(chǔ)，要將網(wǎng)絡(luò)信息與教學(xué)工作結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到當(dāng)今發(fā)展第一線的自動(dòng)控制原理課程內(nèi)容，并且根據(jù)高校的實(shí)際情況，出版相關(guān)的輔助教學(xué)教材。

第二，加強(qiáng)大學(xué)生自學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境的改革與創(chuàng)新。信息化時(shí)代，任何科目的教學(xué)場(chǎng)所不再局限于課堂，教學(xué)與學(xué)習(xí)實(shí)踐也不再是短短的幾十分鐘。高校教師可以做好校內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，加強(qiáng)課后師生交流。

三、信息化背景下自動(dòng)控制原理課程改革方法

（一）教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整

首先自動(dòng)控制原理課程改革要在教學(xué)內(nèi)容方面加大力度，具體來(lái)說(shuō)就是遵循電氣自動(dòng)化技術(shù)、生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)崗位職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和人才質(zhì)量培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。以自動(dòng)控制系統(tǒng)的應(yīng)用、自動(dòng)控制系統(tǒng)的仿真、自動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、自動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)等典型工作任務(wù)分析后，歸納總結(jié)出自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用、仿真、安裝、調(diào)試等能力而設(shè)置的學(xué)習(xí)領(lǐng)域?；谏鲜隼碚?，宜從教學(xué)內(nèi)容方面出發(fā)，對(duì)自動(dòng)控制原理課程教學(xué)內(nèi)容改革進(jìn)行布置，具體改革情況可見(jiàn)下表1：

（二）教學(xué)方法及手段的改革

課程教學(xué)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，采用項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)、任務(wù)導(dǎo)向的教學(xué)模式，利用校內(nèi)、校外實(shí)訓(xùn)設(shè)施，多媒體、虛擬軟件、網(wǎng)絡(luò)課程等教學(xué)手段，以培養(yǎng)學(xué)生綜合職業(yè)能力為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)多種方式實(shí)施課程教學(xué)，有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效率。

在自動(dòng)控制系統(tǒng)建模及分析時(shí)，借助MATLAB軟件，計(jì)算系統(tǒng)的零極點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)穩(wěn)定的充要條件判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時(shí)借助simulink對(duì)系統(tǒng)的響應(yīng)曲線、奈奎斯特圖等進(jìn)行繪制，分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性及準(zhǔn)確性。

（三）教學(xué)評(píng)價(jià)的改革

專(zhuān)業(yè)核心課程采用項(xiàng)目化教學(xué)，以職業(yè)能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以學(xué)生為主體，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣，課程考核分為平時(shí)考核和期末考核，即課程考核成績(jī)=平時(shí)考核成績(jī)+期末考核成績(jī)。平時(shí)考核以項(xiàng)目任務(wù)為載體，按照上述學(xué)習(xí)課程1權(quán)值的30%、學(xué)習(xí)課程2權(quán)值40%，課程3權(quán)值30%分別對(duì)各學(xué)習(xí)項(xiàng)目評(píng)定成績(jī)，具體如表2所示。

每個(gè)課程完成的考核評(píng)價(jià)分為自我評(píng)價(jià)、小組評(píng)價(jià)、教師評(píng)價(jià)和任務(wù)完成度等四個(gè)部分。自我評(píng)價(jià)占總成績(jī)10%；小組評(píng)價(jià)占總成績(jī)10%；教師評(píng)價(jià)占總成績(jī)30%，從出勤率、學(xué)習(xí)態(tài)度、實(shí)操表現(xiàn)等三個(gè)方面進(jìn)行考察；任務(wù)完成占總成績(jī)50%，主要從實(shí)訓(xùn)過(guò)程中回答提問(wèn)的質(zhì)量及任務(wù)報(bào)告填寫(xiě)完成程度進(jìn)行考察。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于大學(xué)自動(dòng)控制原理課程改革來(lái)說(shuō)，需要進(jìn)行的工作很多，本文主要是從通過(guò)教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整、教學(xué)方法及手段的改革和教學(xué)評(píng)價(jià)改革三個(gè)方面探討改革與創(chuàng)新的時(shí)間途徑，通過(guò)這些方法，能夠提升絕大部分同學(xué)對(duì)各項(xiàng)“學(xué)習(xí)課程”的積極性，與此同時(shí)，通過(guò)多種教學(xué)方法的有效運(yùn)用，還可以強(qiáng)化學(xué)生相互協(xié)作能力及團(tuán)隊(duì)意識(shí)，幫助學(xué)生養(yǎng)成競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，最終促使大學(xué)生學(xué)習(xí)能力和技能操作水平的提升。