面向工程应用型人才培养的自动控制原理课程教学改革

周福娜 王娟

【摘要】本文以自动控制原理课程教学为例，从企业定制课程的角度改革课程教学目标，采用案例驱动的教学方式改革教学内容，推进模拟实验、仿真实验和实际控制平台上创新实验相结合的实践环节教学，从整个专业课程体系之间关系的角度突出并巩固课程教学理论重点和实践关键，并采用面向工程人才要求的成绩评定办法，突出综合能力考核，培养“应用型本科人才”。

【关键词】应用型人才 案例教学 实践环节 成绩评定

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）15-0109-02

一、引言

自动化是一个国家现代化水平和国防能力的重要标志，各高校先后开设了自动控制相关专业。自动化专业的建设需要优秀的师资队伍，自动控制原理作为一门专业基础平台课，本课程对学生建立系统和工程的概念具有重要意义[1-5]。其课程建设同样也需要一流的教学科研团队，学院自开设自动控制原理课程以来通过制度化的课程教学讨论、高标准上岗、动手能力考核等措施及时发现自动控制原理教学环节中存在的问题，使本课程教师的教学质量稳步提高。

目前《自动控制原理》的教学上尚存在诸多问题[4-5]：学生在学习过程中容易感到枯燥乏味，产生厌学情绪；教师在教授过程中也容易过分强调理论知识的推导，忽视工程应用；授课方式单一；考核方式不能反映学生的综合素质；实验环节过分依赖于实验箱上的模拟实验。

为了促进教学质量的提高，对该课程进行教学改革是十分必要的。随着现代控制技术的迅速发展以及在各个领域的应用现状，对这门课程的内容、教学目标要求以及对教师的要求等都发起了挑战，因此必须确立符合我校办学特色的理论课程和配套的实验教学目标，加强实践环节教学，进一步完善课程体系。并在面向工程应用型自动化专业人才的培养方面进行有益的探索，体现出培养多样化的实践型创新人才的专业建设目标。

二、教学改革措施

1.根据培养目标和工程应用人才需求及时更新教学目标

作为当代高技术集中体现与应用的自动化专业具有多学科交叉的特性，其课程内容更新快、实践性强。因此，要瞄准专业发展前沿，面向经济社会发展需求，发挥自动控制原理专业基础平台课的作用，以学生更好的对控制专业要解决工程任务的全面了解，逐步拓展并完善本课程的教学体系。

在学校“应用型本科人才”培养目标的基础上，改革原有《自动控制原理》课程的教学目标，有侧重点地培养学生实际分析问题、解决问题的能力，使学生具备较强的动手能力、较丰富的实践经验和团队协作能力。同时，及时了解用人单位对毕业生的要求和对往届毕业生的反馈信息，以市场为导向，由企业定制课程做标杆，科学合理地调整课程教学目标，对学生进行有针对性地培养。

2.教学方法改革

完善并发展课堂启发式和互动式教学方法，推行自行设计、自助实验、创新实验的教学方法。在现有课程小组的前提下，制定课程小组定期讨论制度；通过定期讨论，大家互相交流，不斷学习对方授课的优秀方法，共同提高教学效果。对于这门学习难度很高的课程，教学时应注重概念，弱化计算，从实际控制系统入手进行教学，强调工程和物理概念。基于水箱液位控制、电动机的转速控制等比较贴近生活的实际例子稍加引导，就很容易理解控制对象，被控量，给定值，反馈元件，执行机构等概念，理解控制系统的基本结构、系统的分析和校正等关键知识点。搭建自动控制原理课程微信平台，让学生学习融于手机玩乐中。不断更新微信平台上的教学内容，给学生提供课程的课件、实验的辅助内容等材料，同时对学生学习生活中的疑问进行解答。

3. 教学内容改革

作为一门专业基础平台课，也是本专业多数高校考研的必考课程，在引导学生把握自动控制系统结构和系统分析和设计思想的基础上，进行模块化教学。将理论教学内容分成四大部分，课堂上首先定位全体学生对控制系统基本概念与数学描述、分析方法、设计方法、验证与应用四大块的整体理解，然后在每一模块内强调考研必须掌握的关键知识点。课程教学体系设置环节对具有基础属性尤其是学习后续课程不可缺少的基础内容应该重点详细讲解。对先修课程信号与系统中已经讲过的卷积和Laplace变换、Z-变换等内容进行弱化。在课堂教学中引入Matlab控制系统分析和设计的教学，对Matlab上可以分析的部分进行有选择性的讲解。最后，选择有代表性的基本可以贯彻整个课程教学的实际案例，开展案例教学，提高学生学习的主观积极性。

4.增强模拟实验、仿真实验和实际平台上实验相结合的实践环节

实验是对理论的应用，有助于学生加深对理论知识的理解。实验由两部分组成：验证性实验和综合性实验。小型验证性实验在自动控制理论实验箱上进行。实验箱配有上位机仿真平台，通过在控制系统的模拟装置上搭建系统，调整系统参数和计算机仿真，把之前用理论分析出的结果形象直观的表达出来，加强了学生对物理概念的掌握，将抽象的数学模型与实际系统参数联系起来，提高学生的分析能力和实际操作能力。综合性实验则安排在课程基本内容学习结束之后，要求学生能综合运用所学知识，进行系统分析和设计，使系统达到预定的性能指标。

参考文献：

[1] 敖章洪.自动化专业实践教学改革探讨[J].科技创新导报， 2014（25）：155-156.

[2] 高瑜，付周兴，焦妍君，焦水林. 《电气自动化专业》实践教学改革探讨[J]， 高校实验室工作研究， 2011（1）：37-38.

[3] 吴才章. 对自动化专业实践教学体系的研究与实践[J]， 河南工业大学学报：社会科学版， 2010（1）：116-119.

[4] 周福娜， 张素君， 陈志国， 赵建军. 自动化专业创新人才培养模式探索[J]，中国电力教育，2010（12）：21-23.

[5] 陈贞丰. 自动化专业创新人才培养模式的探索与思考[J]， 教育教学论坛 2015（37）： 253-254.

项目资助：本文受2015年河南大学第十四批教学改革项目“《自动控制原理》教学内容与课程体系改革”的支持。