自動控制原理教育方式革新

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一、自動控制原理教學改革

自動控制理論教學的內容是研究自動控制的共性與規律的學科，是機械專業必修的課程，所以在機械專業教學中是十分重要的基礎課程。自動控制理論主要包括經典控制理論、現代控制理論等，同時也包括了近幾年逐步形成的新興自動控制理論等，在新的教學改革推動下，對自控原理的教學方法也應當進行適度的調整以適應當前社會對畢業生的需求。在教學中發現自動控制原理理論性較強，難度高因此在教學中應重視概念的理解，弱化計算過程分析。因為只有掌控基本概念才能形成感性認識，進而深化學習過程。在教學中利用實例進行講解往往可以到達事半功倍的效果。如在基本概念的教學中講解“自動化控制系統的定義和組成”就應當先讓學生明白系統的控制過程，可以利用實際的案例對自動控制系統進行分解并講解，利用自動與手動系統的對比來發現自動的原理與優勢。最好采用貼近生活的案例，讓學生容易理解。因此應將這個思路貫穿到教學方法的改革中。另外，對教學內容也需要進行必要的調整。自動控制原理的教學過程主要突出的是課程固有的方法論特點，作為基礎課程其主要目標是讓學生建立系統化觀念，培養學生對控制系統進行分析與主板設計的能力，為其他專業課程的學習與工程實踐打下良好的基礎。教學的內容主要有四個部分組成，控制系統基本概念和數學模型建立、分析方式、系統設計、驗證與實踐。其中基礎理論的教學是不可或缺的內容，必須作為重點進行講解。而控制系統的頻域和時域校正則可以選擇性的講解，因為這部分內容利用Matlab就可完成。

二、具體教學方法分析

1.理論教學。首先，應將理論與軟件仿真結合起來。在教學過程中如遇到理論教學，應從控制的實例出發，通過引入的Matlab軟件進行仿真實驗，方便講解與演示系統控制的過程和控制結果，從感官認識到理論認識之間完成自然的轉化，最后在對模擬過程進行定量分析計算，完成綜合課題與單元課題、單個課題的教學。這樣在課題完成的過程中學生就可按照教師的引導自主的查找信息、分析問題、解決問題。其次，在教學中引入課程設計的內容。在教學中自動控制的理論始終都要應用于系統設計，因此在實際的教學中，應適當的引入課程設計，強化理論指導實際的作用，讓學生明確理論與實踐之間的關聯在哪里。如在講解控制系統校正等知識后，可以讓學生實際嘗試設計一個校正電路，并利用實驗設備與仿真軟件來檢測其效果，這樣可以提高學生對理論的理解與動手能力。

2.增強實踐教學的效果。利用分層實驗，為了發揮實踐教學的作用，在實驗課程的開展中應對實驗的內容進行分類，如分為基本實驗、綜合性實驗、設計實驗等，同時利用仿真軟件進行自動控制原理與應用的仿真實驗。基本實驗主要涉及的是內容與課堂教學內容緊密關聯，充分體現課程的實踐特征，一般在實驗課程內就可完成；綜合性實驗是將具有特定功能的控制系統的設計與實踐，通常在實驗課內完成大部分教學內容，部分在課余時間完成；設計性實驗，主要是針對實際控制線路的設計與系統實現，此類設計通常在課余時間由學生自主完成。另外還可以讓學生制作自控小車，使其在理論學習完成后將知識應用到實踐中。注重內外結合。在教學中應將課內與課外相結合的方式，在實驗教學內容和方法上進行全面的調整與改進，改變原有的常規實踐方式，將試驗教學從過程的驗證性向綜合性、設計性、創新性實驗進行轉變，在綜合實驗與設計實驗中應鼓勵學生自擬實驗的項目與內容，將課外活動引入到實踐課程中，利用設計比賽、科技活動等鼓勵學生應用課題知識，在活動和比賽中進行交流與學習，課堂教學在此種方式的幫助下拓展到課外，讓學生提高對理論學習的興趣。增強實驗教學手段。在實驗教學中應對教學的內容進行合理的優化與組合，在教學手段方面應引入計算機仿真技術輔助實驗教學，因為在自動化教學中，主要突出的是學生的動手能力，培養其設計與實踐的能力是教學的目標，因此在實驗中應重點檢驗學生這個動手能力的優劣，所以引入必要的仿真與檢查手段可以幫助學生與教師進行教學效果評價。如在自控原理教學的同時引入Matlab仿真設計的內容，讓學生可以掌握仿真知識，以此作為學習理論與實踐的輔助，利用仿真來驗證理論與實驗的學習情況。

綜合的看，機械專業的自動控制原理教學是作為自控系統設計基礎而引入到教學中的，其概念性價值大于其本身的計算與分析的價值，因此要在教學中進行改革就必須注重方法的實踐性，利用時間與理論的結合讓學生明確自控系統的主要原理與過程是最終教改的目標。