自主学习驱动的自动控制原理研究性教学方法

丁旭东++高悦++杨文豪

摘 要由于独立学院工科类学生学习积极性不高，理论基础薄弱，同时传统的课程教学模式单一，课程的教学成果出现了一些不足之处，为进一步适应该学科发展，提升学生的自主学习能力，本文以学生自主学习为方向，探讨在《自动控制原理》教学研究中的具体应用。

【关键词】自主；学习；自动控制原理；研究性；独立学院

1 自动控制原理教学现状

《自动控制原理》是电子信息类等专业的一门重要的专业基础课程，同时自动控制系统，计算机控制系统，自适应控制，智能控制等课程为《自动控制原理》这门课程的后续课程，这些课程均以该课程为基石，故教师教好此课程，学生学好此课程是非常重要的。

根据我院对自动化、电气工程及其自动化专业培养计划来看，《自动控制原理》的课时为72课时，其中有8课时为实验课。但是课程本身的内容却不断丰富，尤其教材里增加了MATLAB的辅助设计等，故出现了整体课时较短，尤其是在实验课的安排上；然而课程内容难度没有减少反而增大，内容没有删减反而加大。这就出现了矛盾，而且独立学院中相关专业的学生跟一本二本学生比较的话，在层次上也是有差距的，这就更加突出了此矛盾。教师需要教授内容多，但是学生无法及时在课上或课后来消化老师所讲的内容，这样整体的教学效果就差，同样，培养的学生质量就差。有时候教师不得不要求精简课程内容，然而目前各个院校在硕士研究生的入学考试中，《自动控制原理》这门课程所出的试题内容涉及面很广，计算量非常大，而且计算复杂，故老师在删减课程内容时无法做到正真的删减。然而不删减内容的话，会出现。

2 针对当前《自动控制原理》教学现状，加强自主学习驱动的教学改革研究。

2.1 注重基础理论内容的自主学习

教师要使学生成为自主学习的主体，必须确立学习是一个理解、记忆、运用过程的观念，学生对知识的掌握是一个初步理解、强化记忆、学会应用、加深理解的过程。学习过程的实质和核心在于理解，而不是记忆。确立这样的学习观才能使学到的知识更稳固、更灵活，才有可能使知识成为创造力的翅膀。

学生对于每个章节的知识点要提前去预习，尤其是一些重要章节，里面的概念性的知识需要提前掌握，可以让学生自主学习，并能学会利用思维导图的方式，画出每个章节的知识点的学习结构图。以控制系统的频率特性章节为例，需要学生正确理解频率特性的概念，掌握典型环节的频率特性并运用频率特性分析系统的稳态响应。熟练掌握绘制开环系统Nyquist图和Bode图的方法，会求剪切频率c。重点掌握奈奎斯特稳定判据及其在系统分析中的应用。重点掌握相角裕度、幅值裕度的计算。掌握开环对数频率特性与系统性能之间的关系，正确理解三频段的概念。正确理解并掌握用实验数据确定传递函数，由最小相位系统的Bode图确定系统的传递函数的方法，会求开环放大系数K。上课后的习题就会针对这些知识点来进行考察，看学生自主掌握的情况。

2.2 加强实践环节学习的自主性

《自动控制原理》课程内容及多又广，而且内容非常抽象，控制系统分析、设计过程涉及到各种分析方法的绘图和复杂的计算，且难以将理论上所描述的系统与各种实际的自动控制系统联系在一起，极易造成理论与实际脱节，所以教学时必须辅以足够的实验。学生通过实践性的教学环节，可以加深对控制理论课程难点内容和物理现象的机理性理解。然而传统的实验教学内容陈旧，教学方法呆板，无法调动学生的主动性和积极性，难以激发他们独立分析问题、解决问题的能力和潜能，抑制学生学习个性的发展，不利学生实践创新能力的培养。故在实验安排上，要增强学生的自主性。改革和完善实验教学大纲，不断优化实验教学内容，对原有的实验内容进行筛选和整合，在验证性实验的基础上，加强设计性、综合性实验。设计性、综合性实验是给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现。通过实验可以训练学生的综合思维能力，使综合素质得到提高。

3 自主学习注意点

3.1 注重学生主体地位

自主学习的核心在于转变学生和教师角色，因此在进行自主驱动学习时应始终以“学生为中心”，牢固树立学生学习的主体性，从学生学习习惯、学习方法、学习能力等诸多方面进行加强，同时，也要发挥好教师的引导作用，在看似教师功能弱化的自主学习过程中，实则对教师在时间、教学效率以及教学内容的准确度把握方面都有了进一步的提升，因此，教师应进一步提升自身业务水平，以适应自主学习教学模式。

3.2 增加网络教学，来丰富学生的自主学习。

采用课堂教育与网络教育相结合的手段，课堂教学的一些素材和经验可以为网络教学提供资源，这样学生在参与网络教学中可以很快的获取知识。但是网络资源中还是缺少一些直观形象、学生学习和生活相贴近、学生感兴趣的优质资源。可以考虑设计一些形象的贴近生活的三维动画；设计一些体现控制系统建模、分析、设计以及仿真全过程的控制系统实例；模拟一些实际的线下教学场景；以及提高交互性内容的占比，训练学生更快速掌握学习内容。

将网络自主学习作为课堂教育的补充并且当做考勤，网络自主学习可以解决“自动控制原理”课堂教学学时不够的问题，学生可利用课余时间来进行学习。但是该课程一般开设时间为大三第一学期，此时同时开课的其他课程也是非常多，学生能够自由支配的时间相应的减少；另外，部分学生在进行网络学习时存在自我监管力度不够，会容易走神或者利用电脑做其他事情，学习效率不高。故，有必要将网络自主学习安排在统一的时间来做，可以安排在统一的时间段作为一个课时来进行考勤，这样有利于网络自主学习的实施。

为了适应自动化学科发展，本文分析了当前《自动控制原理》课程的教学现状，并以此给出了以学生自主学习驱动模式下的一些教学研究以及注意点，希望能为该学科教学改革工作的进一步发展做出一定的贡献。

作者简介

丁旭东，男，汉族，现为南邮通达学院助理实验员。研究方向为控制理论与控制工程。

高悦，杨文豪，系南邮通达学院13级通信工程专业学生。

作者单位

南邮通达学院 江苏省扬州市 225009