提高自动控制系统课程教学效果的探讨

张永春 刘明芳

【摘要】本文围绕自动控制系统课程的特点及常规教学过程中存在的问题，分析了导致课程教学效果不理想的原因，并从科学编排教学内容，创新教学方式和手段，合理引入案例教学三个方面阐述了提高教学效果的途径。

【关键词】教学效果；途径；系统；教学方式

自动控制系统课程是高校本科自动化类专业的重要专业课，该课程具有很强的综合性与实践性，知识的更新速度非常快，所涉及的知识面十分广泛，导致了课程的教学难度大、教学效果差。随着控制理论及电动机制造技术的发展，新的理论知识不断应用于生产实践，为使学生获取这些新知识，提高学生的工程实践能力，有必要针对常规教学方法存在的弊端进行改革和课程建设，以达到提高课程教学效果的目标。

一、教学效果不理想的客观原因与主观原因

自动控制系统常规教学过程中往往以理论教学为主，实践或实验教学为辅，教学过程中知识的呈现方式往往借助于PPT、板书及少量的实验来实现，这种教学方法在学时充裕的情况下通过反复讲解、练习，学生对课程知识体系基本能够掌握。但随着高校课程体系改革， 自动控制系统课程的学时数逐渐减少，甚至一些高校把该课程的学时数定为32，这就导致了教学内容多、知识难度大与学时短的矛盾非常突出。短学时教学过程中，作为基础的直流部分就包含了电源知识模块、模型建立知识模块、控制方法选择知识模块、调节器参数选择知识模块和可逆直流调速知识模块，这些知识内容至少占据20课时以上的教学时间；交流部分所包含的知识既是电动机控制技术的发展方向，内容又更为广泛，仅三相异步电动机调速系统就包括了变压变频控制技术知识模块、三相异步电动机调速方式知识模块、坐标变换知识模块、矢量控制技术和直接转矩控制技术知识模块，该部分知识内容较为丰富、抽象、难度较高，10余课时的时间内学生所能掌握的内容十分有限，这些客观存在的因素致使传统教学方法不可能取得良好的教学效果。

自动控制系统教学效果不理想的主观原因主要包括两方面因素。一方面，教师在教学过程中缺乏创新意识，教学手段陈旧，常年按部就班的以“讲”为主，课程的考核方式相对单一，很难激发学生的学习兴趣，久而久之导致学生产生厌学情绪，教学效果可想而知。另一方面，自动控制系统课程不仅要求学生良好的掌握前期基础知识，还要求学生在听课过程中保持高度的注意力，常规教学模式下，教师无法顾及到学生个体之间的差异，因材施教难于实施，导致很多学生对传统课堂教学模式逐渐产生不满情绪，失去了主动学习的内驱力，教学效果当然不理想。

二、提高课程教学效果的途径

无论是客观因素还是主观因素，要提高教学效果，都必须从课程教学改革方面寻找途径。

（一）科学编排知识模块，提升教学效率

在传统常规教学中，直流调速系统各知识模块和交流调速系统各知识模块分别在不同章节独立讲解，割裂了二者之间的联系，不仅教学时间长，而且知识点分散，学生掌握效果不佳。根据自动控制系统课程知识模块多，各知识模块彼此联系紧密的特点，可以整合教学内容，科学编排各知识模块，采取分类对比的教学方式来提高教学效率。以直流调速系统和交流调速系统的电源知识模块为例，教学编排时把这两个电源模块的知识分别分解为主电路、控制方式、工作特点三个部分，课堂上把直流调速系统和交流调速系统的主电路、控制方式、工作特点分别对照讲解，既能够降低学生掌握知识的难度，又能够提高课堂的教学效率。

（二）创新教学方式，适应短课时要求

现代教育教学手段为教学方式的改革创新提供了技术支持，仿真技术、虚拟现实等新技术应用于教学成为提高教学效果的有效手段。调速系统中调节器的设计是该课程的重点、难点之一，选择合适的控制律、整定恰当的调节器参数是系统能够良好运行的前提。在教学过程中通过引入MATLAB仿真技术，教师在上课前建立好系统的仿真模型，上课过程中对不同的控制规律所取得的控制效果进行对比演示，使学生深入掌握调节器参数的调整方法，不仅大幅度节约时间，也能给学生更直观深刻的认识。

（三）引入案例教学，激发学习动力

学生是否具备了调速系统的设计能力是检验教学效果的依据，传统教学中学生在课堂上很难接触到实际设计案例，枯燥的理论学习导致了学生学习动力的缺失，为了提高课堂活力，引入案例教学十分有益。各高校与地方企业的合作日益紧密，为案例教学的实施提供了条件，精选企业调速系统应用案例，把系统的设计过程、装配过程、调试过程、运行故障及排除等实际问题引入课程教学之中，不仅能够增加课堂教学的趣味性，激发学生的学习动力，更重要的是能够帮助学生建立起“工程意识”。

三、结语

短学时背景下自动控制系统课程的教学难度有所提高，教师应不断优化自动控制系统的教学内容，使教学过程富有科学性与时效性，进而激发学生自主学习的内驱动力，通过课程教学使学生的创造性思维和工程实践能力得到双重锻炼。

参考文献

[1]吴学娟.电力拖动自动控制系统课程教学改革与方法探讨[J].科技资讯，2016（28）：100～101.

[2]王丽婕.电力拖动自動控制系统中的仿真教学探讨[J].教育教学论坛，2017（44）：86～87.