面向应用型人才培养的自动控制原理实践教学改革

摘  要：《自动控制原理》是电子科学、通信工程、信息工程等专业必修的基础课程，其教学效果对学生的知识储备与延伸有着直接的影响作用，作为理论性与实践性并重的课程，《自动控制原理》要加强对学生实践能力的培养，才能打造出符合社会发展需要的高质量人才队伍。

关键词：自动控制原理  课程  改革  实践

中图分类号：G642         文献标识码：A            文章编号：1672-1578（2019）03-0038-01

科技是第一生产力，人才则是应用科技、创新科技的主体，工业技术的发展推动了经济快速进步，现代企业将目光对准了具有实践能力、创新能力的高新型科技人才，并且需求量很大，大学工程技术专业教育受到多方关注，目前很多院校还存在着人才培养定位不准，重理论轻实践等问题，实验教学作为学生实践的第一站，对于实现理实结合，提高学生的动手能力具有非常积极的推动作用。

1   《自动控制原理》课程概述

《自动控制原理》是工程类专业学生非常重要的基础课程，是过程控制、运动控制、自适应控制等后续课程的理论基石，在整个专业课程体系中占据着不可忽视的地位。《自动控制原理》的内容主要是关于自动控制系统的特点、构成、性能、类型、系统分析、设计方法等的讲授，通过课程学习学生能够了解自动控制系统的运行机理、系统控制参数影响以及系统设计方法等知识，要求学生能够掌握理论概念并加以简单应用，为相关专业的其他课程学习以及工程实践奠定基础。

2   《自动控制原理》实践教学改革路径

2.1 引入实验仿真平台，辅助实践教学

《自动控制原理》的传统实验大部分是在自动控制箱上完成的，很多实验是验证性的，学生已经知悉实验结果，实验只是将理论具化演示出来，缺乏吸引力;学生对于一些实验的基本理论掌握不足，盲目进行实验，对实验的结果也无法做出准确的判断，实验教学锻炼学生思维能力和动手能力的作用无法体现;自动控制箱的应用有限，一些实验仅靠控制箱无法实施，比如线性系统根轨迹绘制、Bode图绘制等，虽然借用其他软件也可以完成相关实验，但是存在交互性差、使用不便、功能固定等问题。Matlab是具有强大应用功能的交互式仿真软件，能实现工程计算、矩阵分析、数据可视化、控制建模等功能，现已成为自动化专业教学的必备工具，计算机仿真为学生提供了更加直观、简洁的学习方式，将仿真与模拟实验结合起来，能有效提高学生的学习兴趣，学生对实验更加积极主动;通过仿真软件，学生能够在计算机上随时修改实验参数，使得实验更加便捷，极大地提高了实验效率，学生的分析能力、调试能力、设计能力得到了很好的锻炼;仿真软件在保证传统基础实验的同时增添了全新的实验内容，着重于培养学生的设计创新能力，有利于激发学生的创新意识，完成理论与实践的有机结合。

2.2 改善实验课堂教学模式，提高课堂效率

实验课堂能够检验学生的学习效果和动手能力，在此，课堂教学模式就要以学生为主，教师为辅，让学生自主进行实验，充分体会动手的乐趣：①实验前教师将实验指导书和设备使用说明书发送给学生，并布置相关实验任务，让学生预习实验内容，自主探索实验步骤，按任务要求设计电路图并自行搭建完成，包括线路布局、器件安装、设备连接、系统调试、数据测试、验证结果等环节，并对实验过程以及所得数据进行整理;②将学生分组进行实验，轮流按照自己设计的电路图进行实际操作，其余组员观察并记录实验情况，指出实验的疏漏与不足，如此至所有组员都将实验操作一遍，反复验证本小组的实验结果是否合理。由于每个学生所设计、搭建的电路系统各有不同，也会得到不同的实验结果，而学生们通过反复的验证推算能够找到实验问题，分析原因，共同讨论思考，得到解决结果，既能深化知识，又增强了学生的团队合作精神。

2.3 调整实验结构，强化学生动手能力

《自动控制原理》传统的实验课程中验证性实验占了很大比例，其实验电路、验证方法都是固定设计好的，学生对实验的内容和结果已十分明了，失去了实验的兴趣，造成很多学生课前不预习、课上不认真、报告都一样的现象，显然达不到以实验促进实践的教学初衷，因此要适当增加设计性实验、综合性实验的比例，真正的让学生动脑、动手。可以让学生以控制原理知识为基础，结合实际生活应用，规定时间范围，让学生自主设计实验题目、设计方案、完成实验，比如智能家居灯光的自动控制系统，电动车行车速度的自动控制，饮水机恒温的自动控制等，学生在设计的过程中能充分活跃思维，引发创新灵感，通过实验全过程的自主掌控，将理论知识转化成动手能力，提高自主学习效率，提高自身综合素质。

3   结语

《自动控制原理》课程虽然理论知识繁复但充满趣味性，教学方式的改变对于这门课程的教学效果有着很大的影响作用，当前人才培养需要我们对课程进行相应的改革，转变教育思想，优化教学模式，注重对学生实践能力、创新能力的挖掘与培养，提高《自动控制原理》实验课课时的比重，打破固定实验模式的条框，加大设计性、综合性实验的比例，充分调动起学生对实验的热情，提高学生实验的自主性和创造性，这才是实验的真正意义。

参考文献：

[1] 夏静萍.面向卓越工程师培养的自动控制原理实验教学改革[J].实验室研究与探索，2017，36（12）：188-191.

[2] 夏静萍，王瑛.工程专业认证背景下的自动控制原理实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2016，33（02）：159-161+165.

[3] 姜素霞，郑安平，丁莉芬.面向创新性人才培养的自動控制原理实践教学改革[J].实验室科学，2016，19（01）：128-130+134.

作者简介：张博（1980-），男，湖南长沙人，硕士，长沙师范学院信息科学与工程学院，高级实验师，研究方向：图像处理、计算机视觉、教育机器人、实践教学研究。