自动控制课程一体化教学模式的构建与实践

游德智

摘   要：自动控制课程是工科专业的重要基础课程，具有较强的理论性与实践性，概念相对抽象且涉及范围广，对学生的数学基础要求高，因此学习过程中容易遇到很多难题。若采用传统教学模式，不但无法提高学生的理解，还可能产生更多的问题，提高教学难度。因此，需要采取实践教学与理论教学相融合的一体化教学模式，采用多元化教学方法，降低课程内容的抽象性，从而提高学生的理解能力。本文主要针对自动控制课程的一体化教学模式的构建与实践展开分析。

关键词：自动控制课程  一体化教学  构建与实践

中图分类号：G712                                   文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0202-02

自动控制技术目前在各个领域中都有广泛应用，成为新技术和新设备研发的重要工具。自动控制课程也是工科专业的重要基础课程，包括电气信息专业、能源动力专业以及机械类专业等专业，在控制科学与工程学科中具有重要作用[1]。该课程具有较强的理论性与实践性，其教学主要分为理论教学与实践教学，但是很多学校由于各种因素的限制，实践教学较少，这必然会影响该课程的教学效果。因此，需要通过一体化教学模式的构建，不断提高自动控制课程的教学效率。

1  自动控制课程的概述

1.1 课程内容

自动控制课程主要教学内容可以总结为三大数学模型、三大分析方法以及自动控制系统的三个重要特征以及三个矫正方法[2]。三大数学模型主要是指微分方程模型、传递函数模型、结构图与信号流程图;三大分析方法主要是指视域分析、根轨迹分析以及频域分析;自动控制系统的三个重要特征是指快、准、稳;三大矫正方法则是指串联、反馈、复合校正。自动控制课程的重要教学目标是通过反馈装置设计让任意一个系统拥有自动控制能力，也就是设计一个自动控制系统，但这并不是一个简单的任务，其中包括了各种难点，如自控系统对应微分方程列写、根轨迹画法及其分析等[3]。要想学好自动控制课程，需要熟练掌握高等数学、大学物理、电路分析以及电子技术等方面的知识，同时对于热力学、机械学以及电机等方面的知识也要有一定的了解。

1.2 教学目标

自动控制课程的教学目标是让学生掌握自动控制系统的基本内涵、原理以及结构，从而具备自动控制系统分析、设计和矫正等应用能力，从而具备技术岗位的相应能力，能够从事专业相关岗位，也为后续专业课程的学习以及未来工作奠定足够的基础。

1.3 课程特点

理论来自于实践活动，自动控制课程教学内容也是如此，但是自动控制课程的教学内容相对比较抽象，知识涉及范围广，且对数学能力有着较高的要求，计算量大且较为复杂，很多学生在刚刚学习的时候往往由于缺乏足夠的基础而出现较大的困难。该课程的实践性较强，若缺乏实践教学课程，仅通过多媒体以及教师演示的方式很难提高教学效率，如何通过理论联合实践的一体化教学模式来培养学生的应用能力是自动控制课程教学需要解决的重要问题。

2  自动控制课程一体化教学模式的构建与实践

2.1 了解课程的总体教学目标

根据自动控制课程的特点，该课程对于教学理论以及实践能力都有较高的要求，因此教学组织和设计中需要认清这一要求，需要在理论教学的基础上，通过生活中常见的自动控制装置为案例，在讲解的过程中学生可以跟着练习，也就是课堂讲解与实践练习相结合的教学方法，还可以采取虚拟实验室进行训练，能够提高学生对自动控制系统的认知。在教学过程中，可以将实践教学与理论教学同时开展，不再单独设置相应的实践课程，这样一来在学习理论的同时能够从实践活动中进行验证，培养理论知识的同时能够锻炼学生的动手能力。

2.2 完善教学方法

根据自动控制课程的特点以及学生的学习状况，可以采取多样化的教学方法来提高教学质量。例如采取自主学习方式，首先根据自动控制系统的数学模型，让学生采用不同的方式分析系统的性能，然后根据要求用校正装置对系统进行校正和改善，教师在讲清楚要求之后，学生则可以通过自主学习和动手操作，了解自己学习知识在实践活动中的应用，加强知识之间的练习，并回顾自身所学知识，在课堂教学中能够帮助学生构建完整的知识体系，从而更好的理解知识点之间的联系。还可以采取案例教学法，对于新学习的知识，可以通过实际案例来介绍其特点和原理，通过视频资料能够提高学生的理性认知，加强记忆和理解。如在开环控制系统以及闭环控制系统的介绍中，可以分别介绍两种系统的特点，然后以交通信号灯控制为案例，介绍不同系统在信号灯控制中的应用特点，开环控制主要是采取预先设置的时间进行循环控制，但是在流量较多的时候无法解决交通堵塞的问题;而闭环控制则通过反馈装置的应用，通过感应线圈来测量车流量，从而控制信号灯时间，能够有效解决交通堵塞的问题。通过案例教学能够让学生更好的理解不同系统的优缺点。此外，还可以通过情境教学法开展教学，教师可以通过设置相应的情境，在教师的帮助下，让学生围绕问题来分析，并通过小组讨论的方式开展探究活动。

2.3 丰富教学手段

学校需要重视教学设备的完善，为实践教学活动配置相应的设备，从而提高自动控制课程效率。教师在教学中也要丰富教学手段，避免单一多媒体板书的讲解方式，多利用时间活动来提高教学效率，例如讲解根轨迹分析时，可以通过对比劳斯判据和奈奎斯特判据的分析图，从而寻找其共性与个性。学校也可以多组织一些竞赛活动，给予一定的物质和精神激励，从而激发学生的学习积极性，有助于提高教学效率。

3  结语

自动控制课程以及相关专业对人才的需求决定了该课程在教学过程中不但要注重理论知识讲解，还要重视学生时间能力的培养，因此需要适当增加实践教学内容，提高教学效率，从而培养学生的专业技能，为后续课程以及未来发展建立基础。一体化教学模式是指在理论教学中融入实践教学，能够省时省力，提高学生实践能力。

参考文献

[1] 吴德君.机电气一体化教学用自动生产线的设计与开发[J].机械制造与自动化，2017，46（6）：204-206.

[2] 马冬梅，党晓圆，邢阳阳，等.电气工程及其自动化专业一体化教学改革的实践与探索[J].电脑迷，2018，34（28）：158.

[3] 许闪闪.技工学校电气自动化专业一体化教学的改革与发展[J].职业，2018，23（8）：94.