高职高专自动控制原理教学改革探索

　　摘要：高职院校电子与电工专业开设的自动控制原理对学生极其重要，该课程学习的好与坏直接决定了学生将来的发展方向。在重视“复合型”人才培养思想的指导下，结合当前高职电子与电工专业学制变相缩短的实际，自动控制原理课程需要进行必要的改革，以适应新的形势发展。
　　关键词：高职高专；MATLAB仿真；自动控制
　　
　　自动控制原理是高等工科院校自动化专业和电子信息类专业的一门重要基础课程，其应用领域非常广泛，几乎遍及电类及非电类各个工程技术学科。学好这门课程，掌握自动控制的基本原理，学会自动控制系统的分析和设计方法，对于高等工科院校自动化专业和电子信息类专业学生来说是非常重要的。因此，高职高专自动控制原理教学应依据社会的发展，调整其教学方法，培养社会所需要的人才。
　　一、结合MATLAB授课，增强课堂教学的直观性、生动性
　　在教学过程中，注重实行启发式教学，加强学生在教学活动中的主体地位，教师在教学过程的设计、组织和指导上，充分调动学生的主动性，使学生处于积极主动的状态，进行观察、比较、分析等深层次思维。在学习连续时间LIT系统时域分析的时候，我们适当引入了MATLAB仿真，调动了学生学习的积极性。这样结合计算机和MATLAB仿真，使学生对系统响应函数的影响有了更深刻的认识。教学过程中，常常要分析同一系统在不同参数情况下对同一信号源的不同响应过程，这就需要画一些函数曲线，我们尝试着将仿真软件MATLAB引入到传统的教学中来，将大量的曲线图表清晰地展现在学生面前。MATLAB软件集数值分析、矩阵运算、信号处理和绘制图像显示于一体，构成一个方便的、界面友好的用户环境。利用MATLAB软件来处理，不仅节省了大量的计算时间，而且有利于帮助学生加深对抽象理论的理解，提高了课堂效率，取得了比较满意的教学效果。
　　二、重视实际应用，提高学生解决实际问题的能力
　　在教学过程中，教师要有意识地把自控与现实生活结合起来，以加强基础训练、注重能力培养为基准和原则。首先，在实验性质方面，采取独立设课，独立考核，将实验定性，从为课程服务改向为专业服务，大力提高实验课程在学科专业中的重要地位。其次，在授课方面，多加强实际例子。比如：在控制系统的校正这一章节中，笔者结合汽车的定速巡航控制做例子。速度低一点，油门加一点，速度高上去当然就反过来。但是如果速度低一点，油门就加很多，速度更低，这样速度不但不能稳定在要求的设定值上，还可能失控，这就是不稳定。通过生活中实际的例子，切实提高学生认识实际问题和解决实际问题的能力。
　　三、笔试与上机相结合的过程化考核方式的使用
　　考核是教学活动中十分重要的环节，通过考核可以检验学生的学习成果。传统的自动控制原理课程的考试都采用期末笔试答卷的方式进行。然而以期末笔试的考核方式有两点明显的不足：第一，学习自控的最终目的是解决实际问题，而笔试只能考察理论知识掌握的水平，无法衡量知识的运用能力，单靠笔试的方式衡量学生实际水平本身就不准确。第二，一学期的学习，单靠最后一次期末考试考核学生的成绩，导致平时相当数目的学生对学习投入不够，以考前突击的方式应对考试。过程化考核是一种新型的考核方式，它是在学习的过程中对学生进行多次的分阶段，多种形式的测验，得到最终的学习成绩。这种考察方式不但较为客观地衡量出学生对知识的掌握与运用水平，还通过多次的考核时时激励学生，在学习的过程中始终怀着严谨的态度和饱满的热情，获得最佳的学习效果。自动控制原理课程的过程化考核采用笔试与上机相结合的方式进行，笔试重点考察学生的理论知识的掌握水平，上机考核重点衡量学生的知识实际运用水平。这种多次的阶段性考核措施保证了学生的学习热情与投入程度，在实际使用中取得了很好的教学效果。
　　四、加强对学生观察、动手和思想能力的培养，树立严谨的科学态度
　　自控是以实践为基础，用数学手段分析归纳和处理问题的一门学科，实验不仅能展示自控中的响应曲线变化过程，又可以培养学生观察和动手能力，激发学生的兴趣和积极探索的精神。实验前，教师应介绍试件的特点及主要仪器和设备的作用，简述实验的目的和操作规程。实验时，教师要教育学生仔细观察，做好测量和记录，启发、引导学生注意曲线的特点及其之间的联系，使学生对所观察的事物有一个比较完整、清晰的认识，并随时检查学生的操作是否正确规范，这样既培养了学生的观察和实验能力，又保证了实验的成功率。比如：在做“二阶系统时域分析”的实验时，当阻尼比和自然振荡角频率分别变化时，系统的阶跃响应曲线有什么变化，系统的超调量和调节时间分别是多少，要求学生作好详细而准确的记录，并要求学生根据自己在课堂上的讨论所得到的结论和实验所得到的结论相对照，看是否一致的。素质教育要在充分发挥教师的主导作用下，广泛地让学生主动参与，积极思考，要发挥学生的创造性思维能力。在教学过程中，应注意强调自控思想与研究方法的介绍，要有机地渗透激励学生创新意识的相关内容，触发学生的创新思维的灵感和意向。教学的目的不仅是传授知识，更重要的是培养和提高学生的综合能力，即研究问题和解决问题的方法。在考虑教法的同时，也要研究学法，做到既传授知识，又培养学生的能力，为学生的主体性发展奠定基础。
　　五、结语
　　结合MATLAB语言所拥有的丰富的控制软件包，为自动控制理论教学提供了全新的方法，它不仅大大缩短了对控制系统进行分析计算和设计的时间，而且直观性强，使得课堂教学更加形象生动。以上改革措施在一定的范围内进行了改革实验，经对已毕业的各届学生的抽样调查，学生认为自己在自动控制的软件与硬件设计的综合应用能力得到了提高，并且能够做到应用于实际。今后我们还将进一步深化实验教学的改革，全面推进素质教育。
　　参考文献：
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