《自动控制原理》课上的生活哲理

张文丽

【摘 要】对于电气自动化专业，《自动控制原理》作为一门重要的专业基础课，上课过程中教师面临课程难，枯燥，学生没兴趣等问题。结合教学实践，针对教学现状，文中提到了一些具体教学内容可联系到的生活哲理。

【关键词】自动控制原理；生活哲理；课程

0.引言

对于电气自动化专业，《自动控制原理》是一门重要的、综合性很强的专业基础课。该课程不仅要求有扎实的高等数学、工程数学、电路、电机与拖动等课程的基础知识，而且还要有很强的计算能力。由于高职类学生对相关学科的基础知识不扎实，对学科之间的交叉理解能力不够强，所以出现了学生普遍认为自动控制原理学习起来很困难的现象。

自动控制原理课程本身的特点，使得很多学生，把它当做是一门枯燥乏味的课程。但是如果在课上掺杂一些生活哲理，结合课程内容讲一些与人生发展有关的知识，不仅可以开阔学生的知识面，还可以调动学生的学习积极性，增进学生学习的兴趣。

高职学生总是觉得课程难，不爱学，没兴趣，枯燥乏味，甚至上课打瞌睡，这是很多上课教师面临的实际问题。然而，学生对于课上讲人生发展的生活哲理，却较感兴趣。以下是作者在教学实践中总结出来的可与课程内容联系的生活哲理：

1.自动控制技术对一个国家发展的重要性及我国的现状——爱国主义，为中华崛起而读书

控制论与相对论、量子论被称为20世纪的三大伟绩。在工程和科学技术的发展过程中，自动控制技术起着十分重要的作用。应用自动控制理论和技术，能使人类以前认为做不到的事情成为现实。人造卫星、宇宙飞船、人类登上月球、导弹制导、人工智能、自动驾驶等高精尖技术都离不开自动控制技术。在各种工业部门，例如：石油、化工、冶金、机械、轻工、电子、汽车、通信、航空、航天、电力等部门，也都广泛采用自动控制技术。随着自动控制理论和实践的不断发展和完善，在经济、管理、生物、社会学、生态等各种给工程领域，也广泛用自动控制理论和技术。因此，自动控制技术已成为最有发展前途的科学技术之一，它的发展趋势更是不可限量。可以毫不夸张地说，自动控制技术已经成为现代化社会不可或缺的组成部分。

从绪论的内容介绍自动控制原理的发展情况。在讲到中国控制论的进展时，必然要提到我国著名的科学家钱学森同志以及他的著作《工程控制论》。荣膺过两弹一星功勋奖章殊荣的钱学森，曾为中美两国的导弹和航天计划都作出过重大贡献。36岁时钱学森便已成为麻省理工学院最年轻的终身教授，为了民族兴旺，国家发展，他不畏困难，毅然回国。钱学森同志的伟大在于他心怀国家，为国家奋斗了终生。作为一代科学大师，钱学森同志对国家民族、对科学研究、对青年人才、对科学道德的挚爱，感动了全民族。他的崇高人格和科学精神就像一座灯塔，照亮后人前行的路。

我国最近这几年的航空技术发展很快，这和我国的综合国力提升是分不开的，当然还要有科技人员的努力和奋斗，但是，我们和世界前列的国家还有差距。我们要有信心，在将来，我们能赶上甚至超过他们，这还需要我国青年一代学子，付出艰辛的努力。

在自动控制原理的课程中会有很多像李雅普诺夫这样的外国人名字的出现，希望通过我们中国几代人的共同努力，中国人的名字也能出现都控制论的教科书中。

在讲到目前各国的自动控制技术发展时，不免提到航空技术发展较先进的美国和俄罗斯，机器人技术发展较先进的日本。我国古代很早就有了指南车，地动仪，为什么近代却落后了呢？

诸如这样的爱国主义的例子和发人深省的问题，激发学生的爱国主义和思考，从而激发学生的学习兴趣。每一位爱国的学生，能做到的最根本的就是好好学习，有了知识，才有能力为国家的发展而奋斗。

2.课程中的部分内容与生活哲理之间的联系

科学文化与人文文化都来源于实践，都来源于人脑，都来源于人脑对实践的感知及对感知的加工。实践、人脑、人脑所进行的加工，各自都是不可分割的，科学文化与人文文化是人脑加工的结果，也是不可分割的。

2.1稳准快三方面性能不可能全好，鱼与熊掌不可兼得，学习与娱乐不可兼得

稳定性、准确性和快速性往往是相互制约的。在设计与调试过程中，若过分强调系统的稳定性，则可能造成系统响应迟缓和控制精度较低的后果；反正，若过分强调系统响应的快速性，则又会使系统的振荡加剧，甚至引起不稳定。

在《论语·子路》中有“欲速则不达”的典故：子夏为莒父宰，问政。子曰：“无欲速，无见小利。欲速则不达，见小利则大事不成。”

如果，某系统的过于追求快速性了，那就很可能破坏了系统的稳定性。系统不稳定，从而可能导致整个系统奔溃。正是生活中欲速则不达的道理。

从另一个方面讲，也就是每个系统不可能是十全十美的，不可能稳准快三性能都好。只能有所侧重，兼顾其他。这道理在学生的日常生活中也是适用的。正如孟子《鱼我所欲也》中提到“鱼与熊掌不可兼得”。一个人是不可能是十全十美的，同样一个学生也不可能十全十美。既要学习好，又要体育好，还要音乐好，还要美术好等等，怎么可能呢？只要重点抓住一个方面，兼顾其他，为之努力奋斗，那么这对于人生的发展就一定是有效的。

2.2 基本的反馈控制，生活哲理

反馈在自动控制原理中是非常重要的一个概念。一个系统的输出以它的一部分或全部反过来用于控制这个系统的输人，就称为这个系统的“反馈”。如图一。

图一

在人的生活中反馈是处处可见的。在参考文献[2]中讲到，人的反思就是一种反馈。一个人对自己有个要求，这是输入，自己的表现是输出，人的大脑将表现与要求作个比较，即“反省”、“反思”，如果有差异，就要按照差异情况，发出信号，作用在人这个系统的有关器官上，改变其表现。如此反复，一直到表现符合要求为止。我国有一个极好的教育传统，即将学习、思考、实践这三者紧密结合起来。

有些教师在讲课中，会把人的整个机体作为一个系统来考虑，这个系统中也是存在反馈的。例如：人生病感冒了，有的人抵抗力比较强，相当于抗干扰能力强，没吃药就好了。也就是人的机体这个系统检测到有病毒入侵了，把这个信号反馈给了机体，机体免疫系统就会工作，把入侵病毒杀死，这样人就恢复健康了。还有一种情况，有的人感觉到自己感冒了，就会去看医生，吃药，然后病好了。那么人通过医生的检查，开药，反馈回来，人的机体就要吃药，这就是反馈的一部分用于了系统的输入。

再有就是教育是人生发展这个系统的输入，实践为输出。这里的教育可以是家长的教育也可以是学校的教育等等，这些教育都是人生发展这个系统的输入，人神的发展就是一个系统，当在实践中遇到麻烦或困难时，就会反过来再去纠正那些教育，即反馈。如果一个人在社会上做了错事，就会有法律来强制反馈，纠正他的输入。

2.3系统的干扰和输入不是绝对的

在自动控制原理中，干扰和输入只是相对的，而并非绝对的。这在生活中也是常有的事。系统如果被扰动控制了，就容易变坏，人也是如此。例如：社会上的某系传销人员的宣传，大部分人认为是干扰，但是却总是有一小部分人会相信它，去从事传销。那么传销相当于干扰，某些人却把它当做了输入。当然，最后把这些当输入的人，是把自己毁了。也就相当于受干扰的影响太多，以至于，把整个系统都毁了。

2.4 二阶系统单位阶跃响应，在ξ不同值（欠阻尼，临界阻尼，过阻尼）时，三种不同的情况

二阶系统的单位阶跃响应，在ξ取不同值时，是不同的情况。当0<ξ<1时，称为欠阻尼，单位阶跃响应为衰减振荡；当ξ=1时，称为临界阻尼，单位阶跃响应为缓慢上升，无超调；当ξ>1时，单位阶跃为更慢的上升，仍然无超调。

在讲课时，为了增加课上的乐趣，也便于学生记忆，这三种情况像极了人生的三种阶段，年轻时，往往冒冒失失，莽莽撞撞，中年一蹦稳扎稳打，老年一般就稳稳当当了。

2.5系统辨识与识人（有改动）

通俗的说，系统辨识是研究怎样利用对未知系统的试验数据或在线运行数据（输入/输出）建立描述系统的数学模型的科学。

它的实质就是透过现象看本质。也就是通过表面想象看实质现象。这和我们生活中的识别人是一样的道理。有句俗语：交人交心，浇树浇根。那么人在交往的过程中，也是要通过一个人的表现，来看到这个人的本质。例如：生活中有刀子嘴豆腐心的人，其实，这种人表现出来的是话语恶毒，但是本质是内心善良。

3.总结

《自动控制原理》一直是比较抽象、理论性强、容易让学生进入数学迷雾的一门课程，往往学生一想到这门课程就是老师在课堂上的一味推倒公式，没有什么兴趣。通过爱国主义教育和生活哲理，与这门课程的关系，让学生能更热爱这门课程，更好的学习这门课程。

既可以扩大了学生的知识面，又丰富了学生的感性认识，还增加了课堂的活跃气氛，使得自动控制原理课程不是那么的枯燥乏味，教师不是那样呆板无趣。

通过本文作者的实践教学，证明在课堂上讲一些人生哲理，比较受学生欢迎。

【参考文献】

[1]刘峰，邵世凡.自动控制原理课程教学方法探索与改革[J].中国电力教育，2012（24）：46.

[2]杨叔子，吴波，杨克冲，熊良才.专业课中大有人文[J].高等工程教育研究，2003（5）：1.