《自动控制原理》教学改革探讨

席剑飞

【摘 要】针对《自动控制原理》课程在教学过程中存在的问题，结合自身教学实践，从改进教学内容和教学方法两个方面进行探讨，提出了一些改善教学效果的措施。

【关键词】自动控制原理 教学内容 教学方法

《自动控制原理》课程是研究不同种类控制系统共同规律的一门技术基础科学，研究的问题涉及到工农业生产、经济和人口的各个领域，具有科学方法论的鲜明特点，带有普遍性，对工程实践具有重要的指导意义。南京师范大学能源与动力工程专业在第五学期开设了《自动控制原理》这一门学科基础课程。课程设置的目的是使学生系统地掌握自动控制的基本理论以及控制系统的基本分析方法、校正方法和设计方法，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。

从笔者的教学实践经验来看，目前我校能源与动力工程《自动控制原理》的教学还存在一系列問题，主要集中在教学内容、教学方法等方面。本文对该课程教学过程中遇到的问题进行梳理和总结，提出一些个人见解，希望能对《自动控制原理》的教学改革提供一些新的思路。

一、教学现状与存在问题

1.教学内容

我校能源与动力工程《自动控制原理》的课程主要讲授经典控制原理的基本理论。主要内容包括自动控制的基本原理、微分方程的建立、传递函数与动态结构图、时域分析、根轨迹绘制法则、频域分析等内容。

课程内容丰富、知识面广，但学时却有限。我院目前《自动控制原理》教学计划是63学时，其中包括18学时的实践环节，课堂理论教学仅有45学时，因而学时短、内容多的矛盾特别突出。课堂信息量很大，学生对教学内容难以及时进行有效消化，教学效果不是很理想。有时不得不提出精简课程内容的要求，但如何精简是一个重要问题，如果面面俱到，则导致讲不透、讲不深，会造成学生看似学过却不会的情况。如果过于突出重点，又会使学生迷失在具体细节中而难以系统全面地把握自动控制原理的全貌。此外，在授课过程中，学生看到的仅是抽象的理论，而没有可以实际操作的系统，容易使学生失去兴趣。现有的教材中一般不涉及理论和实际的关系问题，国内大部分教材是从数学模型开始，对系统进行分析或设计，难以给学生一个直观的印象。

2.教学方法

自动控制原理是一门理论性很强的课程，数学推导较多，学生听起来乏味，难以激发学生的学习兴趣。虽然目前多媒体的授课方式已逐步取代了传统的板书教学方式，但大多数多媒体课件仅是文字、公式和图片的组合。仅仅是把讲义从黑板搬到了屏幕上，没有发挥多媒体生动直观的优势。并且当采用多媒体的教学方式时，教师的授课速度会变快，学生容易跟不上节奏，导致前一个知识点还没有完全理解，幻灯片已经跳到下一个知识点了，使得总体教学效果难以尽如人意。

二、教学改革探讨

针对《自动控制原理》课程教学中所出现的一些问题，本文从改进教学内容和教学方法两个方面入手，就如何提高学生学习积极性进而改善教学效果提出一些个人见解。

1.改进教学内容

要不断改进教学内容，在课程的内容组织上要重点讲好几个思想方法，从方法论的角度让学生把握自动控制原理。要使学生对控制系统的定性描述上升到对控制系统的定量描述，使学生养成采用“三态”（即稳定、稳态、动态）去描述系统性能的习惯。让学生体会到可以采用不同的数学工具来描述问题和分析问题，具体包括微分方程模型、传递函数模型、方框图模型、根轨迹模型、频率特性模型等，要讲清楚各种模型的使用范围和优缺点。

突出教学主线，注重内容的系统性。本课程的三大主体是系统建模、系统分析和系统设计。其中系统建模是系统分析和系统设计的基础，而系统分析的准确与否又直接影响系统设计的结果。在具体讲解过程中，不仅要讲清楚各部分的原理，还要重视它们之间的关系。

2.改进教学方法

教师的教学方法对于教学效果尤为重要。为了提高学生的学习兴趣，除了选择合适的教学内容，还必须对教学方法進行适当的改进。加强师生的互动和交流。目前《自动控制原理》课程最主要的教学方法是讲授法，主要通过叙述、描绘、解释、推论来传递信息、阐明概念、论证定律和公式，引导学生认识和分析问题。讲授法虽有利于把握教学进度，并能在短时间内让学生获得系统的科学知识，但该方法容易造成教师满堂灌、学生被动听的局面，难以激发学生的学习热情和主动性。所以在授课过程中需要加强教师和学生的对话与交流，培养学生主动学习的精神。

灵活运用多媒体教学手段。主讲教师要充分发挥多媒体在动画、语音、图形、图像等方面的特色，调动学生学习的积极性、主动性。为了获得更好的教学效果，需要教师投入大量精力进行备课，制作出精美的ppt课件。将授课内容以直观、有趣的形式展现出来，吸引学生的注意力，激发他们的学习兴趣，提高授课效果。而理论推导过程依靠传统的教学模式，以板书的形式展现给学生，便于学生理解和掌握。

采用多种考核方式。在教学过程中，应采取多种考核方式来激发学生的学习积极性。降低期末考试所占的比重，提高平时的课堂提问环节与课后作业在考核中的重要性。使学生不仅从理论上掌握自动控制原理的内涵，还能把理论知识灵活运用到实践中去，做到真正的学以致用。

本文结合南京师范大学能源与动力工程专业《自动控制原理》课程的建设，阐述了在自动控制原理教学中的一些实践和体会。《自动控制原理》是一门理论性和应用性很强的课程，教师需要在教学过程中不断学习教育理论，积极研究和探索教学方法，才能有效提高教学质量。

参考文献

[1]段纳，高庆争.自动控制原理教学中的问题及对策探讨[J].曲阜师范大学学报，2011，37： 7-10.

[2]王划一.自动控制原理[M].北京：国防工业出版社，2009.

[3]吴化钿.教育学教程[M].广州：广州高等教育出版社，2005.