基于案例教学法的“自动控制原理”课程教学

肖敏 林金星 王晓玲

[摘 要] 高等教育教学事业的创新化、技术化发展，促进了专业人才实践能力的培养。“自动控制原理”课程受学科特征的影响，理论教学与实践教学存在一些不足，阻碍学生思维的进步与学科知识的掌握。根据“自动控制原理”的课程性质，提出可以有效缓解传统教学不足的案例教学法。从分析“自动控制原理”课程性质出发，课程在实际教学环节中存在的问题，以案例教学方法为依托，以创新、创造思维为支撑，改进“自动控制原理”课程实际教学效果，全面提高学生知识理解水平。

[关键词] 自动控制原理;案例教学法;课程性质;实践能力

[基金项目] 2017年度南京邮电大学校级教学改革研究项目“面向创新教育的‘电气控制与可编程控制器小班化研讨式教学研究”（JG00517JX76）

[作者简介] 肖 敏（1977—），男，江西萍乡人，博士，南京邮电大学自动化学院、人工智能学院教授，博士生导师，主要从事非线性控制理论研究;林金星（1978—），男，江苏涟水人，博士，南京邮电大学自动化学院、人工智能学院教授，硕士生导师，主要从事切换系统研究;王晓玲（1987—），女，安徽安庆人，博士，南京邮电大学自动化学院、人工智能学院副教授，硕士生导师，主要从事多智能体系统研究。

[中图分类号] G642.0    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324（2021）30-0140-04    [收稿日期] 2021-02-22

工程学科自产生至今，一直被人们广泛关注。工程学科实用性非常强，“自动控制原理”是电气信息类、机械类等专业基础性比较强的高等教育课程。根据学生知识掌握程度与实践熟练水平，引入案例教学法，为“自动控制原理”课程教学输入新鲜血液。

一、“自动控制原理”课程概述

任何一門课程的开展与进步，都需要利用专业化的手段与技术实现创造性改革。“自动控制原理”课程是工程理论教学的基础，是学生开展学习活动的重要前提与着力点。

（一）课程含义

“自动控制原理”课程是电气信息类、机械类专业开设的一门非常重要的基础性学科，课程内容要求脱离人的直接参与性，利用外界的机器与设备完成既定操作实践任务。“自动控制原理”课程理论基础非常深厚，课程目的是利用专业基础理论知识进行重新改造，构建出完整的控制系统，提升专业设计与分析能力。

（二）课程特点

“自动控制原理”课程理论要求比较高，实践操作性比较强。“自动控制原理”课程具有明显的理论性特征，课程教学内容抽象。“自动控制原理”课程经历了长时间实践探索与技术发展，传统的教学方式是根据具体分析对象特征，开展数学抽象操作，建立数学模型，再根据其特点，使用不同的数学工具与数学方法分析其性能。“自动控制原理”课程构建数学模型时，需要大量能够代表数学思维的图形等形式，以进行数学模型的思考与分析。

二、“自动控制原理”课程教学存在的不足

本部分主要从四方面分析“自动控制原理”课程教学存在的不足，根据这些不足产生的原因，总结出有利于教学的有效性意见与建议，实现“自动控制原理”课程高质量发展。

（一）授课效率低下

“自动控制原理”课程强调理论性建设，课程内容综合性较强。教师在专业课程讲授时，过于强调理论知识的讲解与论述，讲授方法脱离学生实际掌握水平，讲授效果不理想，教学方法滞后。教师偏重视课程相关原理与数学概念的讲解，学生不能充分理解课程内容表达的含义，甚至出现理解偏差的情况。数量众多的原理、概念会增加学生的学习压力[1]。授课效率低下使得基础薄弱的学生，找不到正确开启自动控制原理学习的“钥匙”。

（二）脱离工程实际

“自动控制原理”课程实际操作，是以培养工程型人才为目标，理论与实践联系密切。强制、人为地割裂课程理论与工程实践之间的联系，采用学习数学运算与图形绘制相关知识以后，再开展上机实践演练。理论学习脱离实际操作，造成二者不同步的情况，脱离工程实际，不利于知识转换率的提高。

（三）多媒体应用不足

“自动控制原理”课程需要讲授大量的原理与概念，构建符合实际系统的数学模型，进行缜密的推演与计算，需要高度注意力与准确判断力[2]。因此，简单幻灯片演示形式的多媒体课程文件，不能满足“自动控制原理”课程教学的实际需求。教师必须加强引导意识，与学生实现近距离沟通，指导学生操作。

（四）考核形式固化

高等院校在“自动控制原理”具体实践教学过程中，会采用多种考核方式，检验学生的学习效果[3]。“自动控制原理”课程的成绩考核方式与其他学科相比较，具有明显的相似性。成绩包括平时成绩、实验成绩、考试成绩三部分，所占比重各不相同。考试成绩占据主导地位，是“自动控制原理”课程考核的重要部分;平时成绩具有表面化特征，主要是根据学生的出勤率与作业情况，给出平时成绩;实验成绩具有继承性，实验题目与其他年级实验任务类似，学生可以查找往年类似实验报告范本。

三、案例教学法在课堂教学中的应用

课程偏重理论学习，忽视实践探索，不利于学生更好地掌握与应用课程知识。在具体教学实践中进行有益尝试，发挥案例教学法的积极促进作用。

（一）案例教学实际化

“自动控制原理”课程理论化程度高，基础较差的学生，理解能力有限，不能实现最佳教学效果。根据课程实际，科学地将案例教学法引入，实现教学方法、方式的创新，改变传统的课程讲授思维。案例教学法，以学生掌握程度为支撑，通过展示具有代表性的经典案例，向学生讲授“自动控制原理”知识。学生以小组活动为主，探究问题解决的方法。案例教学法的使用，可以将抽象的理论概念具体地展现出来，从而加深对课程内容的理解与巩固[4]。