《自动控制原理》课程差别化教学模式研究

孙少杰 裴玖玲

（塔里木大学 机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300）

《自动控制原理》课程差别化教学模式研究

孙少杰 裴玖玲

（塔里木大学 机械电气化工程学院，新疆 阿拉尔 843300）

随着新疆地区农业现代化发展的发展需要，围绕塔里木大学的“环塔里木生物多样性和文化多元性”的特色发展宗旨，根据各专业的培养目标和应用领域，对《自动控制原理》课程进行了教学探索。结合不同专业、民族班级的专业背景、课程衔接和学生学习兴趣，提出对本科阶段的《自动控制原理》教学进行研究和系统化设计，详细论述了差别化教学模式在该课程中的应用，为该课程的教学改革与实践提供了一种新思路。

自动控制原理；差别化教学；教学模式

《自动控制原理》是工程类学生的重要专业基础课，也是一门理论性和工程实践性均较强的课程，其应用范围已经渗透到各个领域，在整个专业课程体系中占据着非常重要地位［1］。如今，随着新疆经济的迅速发展，各领域对工程控制技术人员的需求缺口很大，对人才的素质要求也越来越高。塔里木大学作为南疆唯一一所综合性大学，必须顺应潮流，培养市场需求的应用型工程技术人才，那就要求学校根据不同专业培养目标和应用领域不断革新教学内容，制定出符合市场经济要求的教学计划［2］。塔里木大学自动化学科组结合实际教学情况，对本科阶段的《自动控制原理》教学进行研究和系统化设计，从教学大纲、讲授内容、实验环节等方面对差别化教学模式展开了探讨。

1 课程内容和现状

《自动控制原理》是主要研究经典自动控制理论共同规律的技术学科，主要包括系统建模、时域分析、频域分析和系统综合四部分。系统建模部分主要介绍系统数学模型的建立和简化等知识，包括微分方程模型、传递函数模型、框图等；时域分析部分主要介绍根据系统的微分方程，以拉氏变换为工具，直接解出控制系统的时间响应，再根据响应的表达式以及过程曲线来分析系统性能，如稳定性、快速性、准确性等，并找出系统结构、参数和这些性能之间的关系。

在塔里木大学，农业电气化、自动化、农业机械和机电一体化专业等都将《自动控制原理》课程作为本科生的专业基础必修课。在传统的教学模式中，不仅所有专业均采用相同的教学大纲和教材，而且民族班级也和汉族班级使用相同的教学大纲和教材，教学进度统一，进行统一的考试命题。随着教学对象的扩展和专业口径的不断加宽，各专业对自动控制原理知识的需求不同，民族班和汉族班的教学也存在很大差别，如果再采取传统教学模式，将跟不上社会对自动控制人才的需求步伐。所以，《自动控制原理》课程必须打破专业界限，充分考虑不同专业学生的专业背景、课程衔接和学习兴趣，以及民族班级汉语基础薄弱、理解能力差等情况，进行差别化教学的相关研究。

2 差别化教学模式的运用

对《自动控制原理》课程的差别化教学模式进行探索和实践时，急需要考虑课程知识的系统性，又必须兼顾内容安排的科学性和授课效果的高效性。结合多年教学工作经验和与同行的交流体会，笔者认为《自动控制原理》教学改革可从三个方面着手。

2.1 教学大纲的差别化

教学大纲是高校所开设课程的纲领性文件，也是任课老师执行教学活动的依据。根据新疆社会经济的发展，考虑市场对各种控制工程人才的需求，应结合不同专业、民族班级与汉族班级的需要，制定出能和本专业培养目标相结合的差别化教学大纲。依据各专业侧重点不同。

要从对控制系统的三个基本要求（稳定性、准确性和快速性）出发，把这三个要求一直贯穿于《自动控制原理》的教学中。教学重点围绕传递函数展开，通过学习，必须掌握通过传递函数来分析、设计控制系统，根据各典型环节的串联、并联分析其时域、频域、稳定性、灵敏性、误差等性能，还应掌握控制系统的串联、并联校正，进行控制系统的工程设计以及线性离散性控制系统的知识。针对本课程内容多，技术发展快，实践性强等特点，教学方法应采取探讨式和启发式，尽量引入工程实践实例，教学过程以课堂采用多媒体展开教学，这样可以把MATLAB仿真引入到教学中来［3］。

2.2 教学内容的差别化

对于农业机械和机电一体化专业的学生，结合前修课程和往届毕业生从工作中反馈的重要信息，我们以机床架台的自动控制系统为例，讲解自动控制系统的任务、组成、控制方式的分类等自动控制的一般概念；还以工、农业生产中常见的电机调速控制系统为例， 通过建立它的微分方程、传递函数、结构框图、信号流图这几种不同的数学模型来建立各模型的联系；并以电机调速系统为例，对系统进行分析和校正等。总之，尽量使学生在实际生活中感受到控制理论的魅力。

2.3 实验环节差别化

实践是理论联系实际的桥梁，是将将知识转化为能力的重要步骤，实验教学也要结合专业背景，体现出实验内容的差别化。对于农业电气化、自动化等强电类专业，除了做实验台上能实现的验证性实验外，还通过开设电力电子综合实验的形式，把《自动控制原理》、《电力拖动》和《电力电子技术》的实验实践整合，保持专业课实验内容的连贯性［4］。另外，可以将MATLAB软件引入到实验教学中。

3 结语

在《自动控制原理》教学中，教学内容、教学手段、实验教学等仍受到各种客观因素的制约，需要不断研究和实践，建立科学、可行的教学模式。结合所在学校情况，对《自动控制原理》差别化教学模式进行了实验和初步推广。实践表明，新的教学模式行之有效，效果明显。但是，在与专业课程体系互相结合方面亟待解决的问题还有很多，需要广大教师不断总结研究。

［1］方晓柯，王建辉.《自动控制原理》教学改革的探索与实践［J］.科学决策2008（11）：101-102.

［2］胡明.美国几项教学改革措施的启示［J］.江苏教育学院学报（自然科学版）2011.06：4-7.

TP13-4；G642

A

1003-5168（2015）11-277-01

孙少杰（1980-），男，汉族，塔里木大学机械电气化工程学院，讲师，硕士，主要研究方向：电力电子技术、电力拖动和自动控制。

此文为塔里木大学高等教育研究项目成果，项目编号TDGJ1414。