探析高职高专《自动控制原理》课程教学策略

赵荣妹

（云南能源职业技术学院，云南 曲靖 655000）

引言

《自动控制原理》这一学科，是自动化专业与电气专业的关键理论基础课之一，是今后系统深入学习其他控制课程的重要基石，因此，各高职高专对《自动控制原理》这一课程都极为重视，他们通过《自动控制原理》这一基础教材，进行大量的教学实践和创新，以此来适应不同学校以及专业学生的特性，并取得了不错的成果。

《自动控制原理》这一学科，遵从我国职业教育教学的特点，力求从实际应用的角度介绍自动控制系统的原理与性能，其具体内容包括了自动控制系统的基本构成、类型，自动控制系统的基本数学模型与组织方式，自动控制系统的时域分析法与频域分析法，以及自动控制系统的错误校正方式和设计方法等。通过这些基础理论的学习，可使学生熟悉自动控制系统的分析和校正方法。由于本课程涉及了高等数学、电工电子、电机、电气控制、传感器等诸多领域的内容，且理论推导多，抽象而不具体，因此在内容上加入了许多生产与生活中的应用实例，从而引导学生将基本控制理论应用于实例中加以分析，以提高学生的分析能力。

一、高职高专《自动控制原理》的相关概述

《自动控制原理》一书的主要内容重点为经典控制理论，涉及线性定常控制系统的理论构造、分析、控制系统设计等有关基础理论与关键技术，其中的线性定常系统分析与线性定常控制系统设计既是重点内容，也是难点内容[1]。

《自动控制原理》课程安排以各专业实际情况而定，一般分为理论课程和实验课程两个部分，教学内容有自动控制的一般概念、系统的数学模型、线性系统的时域分析、根轨迹法、频域分析、控制系统的校正等几个部分。

《自动控制原理》有比较完善的课程体系，尽管内容较多，基础理论性也比较强，但从控制原理分析的基本观点、系统模型、系统分析方法与系统技术性指标等四个方面，可概括和绘出的学科结构如图一所示。稳定性、快速性、准确性，一直贯彻在学校教学的各个章节当中。反映了教学前后章节与学习内容之间相互关联的内容系统，能够让教师课堂上教学的思路保持连续。

高职高专《自动控制原理》的特点：

本学科从实际应用的视角入手，以线性定常单变量连续控制系统为重点讨论对象，以传递函数模型为主要数学模型，以控制系统的稳定性、暂态特性和稳定性能为主要中心议题，着重讲解了自动控制的基本原理、控制系统的数学教育描述，及其分析和综合的基本理论和方法。并适当进行了部分试验，教学方法也大多通过讲授实现。

二、高职高专《自动控制原理》课程教学现状与问题

《自动控制原理》这一课程由于内容丰富、理论性强、涉及面广，是在课程教学中对学生的专注力以及思考能力要求较高的学科。其教学内容涉及到电路分析、数学、模拟电子技术等基础理论课程，同时，需要运用大量的数学计算进行自动化控制系统的建模和推导，在实际教学过程中，学生不能够完全理解相关概念，且在各个高校的《自动控制原理》课程中，都是理论课程大于实践课程的，这就导致学生的积极性不高[2]。理论与实践无法实现融合，这就没有办法达到更好的教学效果，因此，课程效率不高。

究其原因，主要有以上几点：

（一）教学模式传统，照本宣科大于实际应用

《自动控制原理》这一课程，在各个高校的课程体系中，更多是以基础的理论课程出现，虽然教学模式是理论+实验结合，但学生的动手和思考时间不多，大多数都是按照老师的课件要求进行实验，这就导致了理论课程与实验是完全脱节的，学生对理论知识的巩固和知识掌握程度大大欠缺。且有些高校实验课程甚至不及理论课程的十分之一，导致学生无法通过实验进行课程掌握，教学效果大打折扣。

（二）实验方式和平台单一

很多高校对于《自动控制原理》这一课程的实践教学都是基于THBDC 型控制理论的平台进行单台实验，实验项目和课程受到平台影响，具有一定的局限性，不利于学生的思维拓展和创新。

（三）课后应用欠缺

虽然各个高校都有与课程配套的实验室和网络资源，可以供学生更加系统的学习，但是由于《自动控制原理》这一课程体系较为专业，在实际生活中应用较少，而导致学生对课程的黏性不够，因此，学生学习这一课程，更像是需要应付考试而学习，在实际生活中的应用为零，其使用率低，那么相应地，学生对这门课程的重视程度就不高[3]。

（四）教与学脱节

在各大高校的《自动控制原理》这一学科的课程设计中，存在很大的问题，首先是课件过于模板化，各个学校都使用同一套课件，无法因地制宜的进行课程体系设计，另外，教与学脱节严重，教师传授知识的方式和方法，学生都难以接受，这也是导致学生对这一学科难吃透、无法深入学习的重要原因。教师教学过于形式化，而学生学习又比较被动，从而导致了这样的结果。

三、高职高专《自动控制原理》课程教学策略

（一）构建一体化教学新模式

1.因地制宜的设置课程体系

由于《自动控制原理》这门课程，是很多专业的基础课程，但是所有专业都用一本教材和教案是行不通的，需要根据不同的人才培育要求，因地制宜的设计课程体系，在教材的基础上，进行拓展和创新，比如自动化和电气工程专业，对控制理论的要求较高，这些专业今后还需要学习更加高深的知识，而自动控制原理是基础部分，因此，在设计课程时，这些专业的教学内容应该更加系统化，且其理论课时和实验课时也应该进行调整。各个高校都存在实验课时少的问题，高校可通过适当提高实验课时，让学生更好地进行加深和巩固。

2.优化课程体系，以学生为主进行课程设计

课程内容的优化，是提高学生学习积极性的关键，在进行《自动控制原理》课程优化时，需要以学生为主体，比如可以根据长期的观察，查看学生对学科的掌握程度，并以此来调整和修改课程内容，教师可以通过网络上传电子课件、试题库、师生交流专区等方式，进行实时答疑和与学生线上、课后交流，以此了解每个学生的学习进度和难点，并根据这些数据来进行教案调整。同时，教师可以鼓励学生参加学科竞赛、科研项目论文写作等，让学生进行实际演练，增加学生对学科知识的应用同时，以奖学金和加分等鼓励学生学习课程的积极性。

3.构建多样化的教学模式

在上个章节中所提到的《自动化控制原理》教学存在的问题在于理论和实践是割裂的，同时，实验平台较为单一，因此，各个高校的教师需要在课程的基础上，进行相关内容和课件的设计，让教学模式更加丰富，同时，将理论与实践融合，引入多种先进技术，增强理论内容的实际运用场景，让学生更加易于理解[4]。此外，不按照传统模式来严格区分理论课和实践课，则能够很好地解决理论环节和实践环节之间的同步问题。教师在授课过程中可以随时就某个知识点让学生进行仿真实验，或利用实验仪器设备进行操作，实现完全同步。

（二）构建多元化的课堂教学体系

由于自动控制原理这一课程的理论性较强，那么枯燥乏味的课程内容，很容易就会使学生感到厌倦，失去学习的兴趣，致使教学效率变低。教师可以根据学生的兴趣爱好，构建多元化的课堂教学体系，增强学生的参与感和互动性，比如通过实验课程、案例、专题、互动等多种形式，来激发学生的活力，让学生有参与感才能够更好地进行课堂教学。比如在说到理论知识时，教师可以聊聊目前市面上学生感兴趣的工业课题，哪些是运用到了这些理论知识的，这样，学生就能够更加具象地进行理解，并且增加学生对学习课程的热情。总之，让学生充分参与，才能够激发其学习兴趣，可以从提问+讨论，引经据典、师生互动、现场实验等多种手段出发，培养学生对课程的兴趣。

（三）利用多媒体进行辅助教学

网络和多媒体技术的出现，使得教师在教学时，并不局限于课堂。因此，在进行教学时，教师可以运用先进技术，与学生产生关联。比如，运用多媒体的动画、视频、精美PPT 课件等，将复杂和枯燥的理论知识，更加直观的表达，在图文、声音、动画中，与学生进行良好互动，同时，还可以通过网络，进行课后学习和巩固，教师通过将课件上传至学习平台，可以与学生进行远程学习和课件共享，并为其提供在线答疑平台，突破了课堂限制，每时每刻创立学习场景，让学生更加深入学习。

（四）鼓励学生积极参与课程实践

为了提高学生的积极性和课堂效率，教师可以通过鼓励学生参加各种实验以及对实验进行分析和拓展，通过参加各类大学生工业比赛、论文比赛等，对理论知识进行延伸，同时，对基础的实验进行拓展与提升，通过这一类试验的培训，使学生掌握工程技术与科学试验的一般设计思路、组成与实现流程、常规检测与分析等，培养综合素养，启发学生潜在的探究与创造意识。以全国大学生智能汽车学科大赛、全国电子设计大赛为促进学校实践性课程的发展方向，把部分比赛教学内容转变为学校的实践性课程，以提高学生处理社会现实问题的能力。

（五）建立有效的教学质量评价体系和反馈体系

合理的质量评估系统是建立有效的教育体系中最核心的部分，以能力培养目标作为评估指标体系的核心内容，对培养学生质量做出正确合理的综合评估[5]。如在学校理论教学的最终成果评估中，通常设置百分之三十的比重作为学员平时成绩，由出勤、写作、上课交流、课下答疑等综合组成，评价了学员的创造精神、科研精神、科学表达能力等。而在期末考试中，除基本概念、基本理论知识的考核内容之外，还适当设置了若干可以考查学员分析创新能力、综合运用创新能力的试题。

实验教学单元设定学分，列入专业必修课，以小班的形式综合训练学员的动手、能力，以增加研究型综合实践活动在学生成绩中所占的比例。这样立体化的教育评价系统可以让学校教师充分地摒弃了死记硬背的教学习惯，更注意于发掘学生的创造力和好奇心，从而培养学生的综合创新能力。

结束语

在对《自动控制原理》这一学科的课程设计中，除了需要因地制宜的进行课程内容的调整和优化以外，还需要结合实验，将理论与实验内容融合，让学生有更深的记忆点，同时，教师需要利用多种手段来激发学生对《自动控制原理》这一学科的热情，通过设计多样化的教案[6]，对教学方式进行改进，利用互联网和多媒体进行辅助教学以外，还可以依托各个高校的科研项目，对学生的理论知识进行加深和巩固，这对学生未来进入社会参与实际的课程运用大有裨益。

总之，在教学中，教师需要以学生为主体进行课程体系的打造，并通过多种手段来提升学生的积极性，以此达到教学效果的最大化。