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自动控制原理课程教学效果探究

  【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2011)12-0059-01
  
  自动控制原理是自动化以及控制类专业最主要的专业基础课程,在专业课程体系中占有核心地位,该课程的教学效果直接影响其他相关专业课程的教学。自动控制原理是一门理论性和实践性都很强的课程,课程内容涉及多门学科知识,概念抽象,包含大量数学计算。
  一、影响自动控制原理课程教学效果的因素
  1.学生学习目的不明确,导致失去学习兴趣和动力。
  自动控制原理是学生从基础课到专业课过渡的首开专业基础课之一。由于课程本身理论性较强,学生在学习过程中普遍不知道学习这门课程的目的及用途,甚至感到该课程与后续专业课程没什么关系。由此导致学生学习目的不明确,从而丧失学习积极性,失去学习动力。
  2.课程内容概念抽象,在传统教学模式中多媒体教学的优势难以发挥。
  自动控制原理课程涉及较多的理论逻辑推导和抽象思维过程,这就使学生在课堂上需要更多的时间对教学内容进行慢慢地消化、领悟。另外,自动控制原理教学内容的掌握是建立在用数学的抽象语言描述实际控制过程的基础上的,但是学生对于这种抽象思维的理解是一个艰难、缓慢的过程,一般直观的展示对于这种逻辑思维过程难以有所帮助。而传统多媒体教学的优势在于能够在较短的时间内提供较大的信息量,可以直观形象地展示教学内容,因此,传统教学模式中现有的多媒体课件教学并不适合自动控制原理课程。
  3.大量的数学推导计算使学生产生厌学情绪
  自动控制原理教材中有许多枯燥的公式推导和大量的数学计算,这让很多学生望而生畏,而一些数学基础较差的学生往往没有能力完成推导过程,这在一定程度上可使一部分学生产生厌学情绪,以致严重影响教学效果。
  4.传统的理论教学和考核方式缺乏实用性,难以达到培养学生创新能力的目的。
  在传统模式理论教学和考核方式下,很多学生学习后就被复杂的数学公式和抽象的理论概念搞得摸不着头脑;有的学生也只是机械性的记住若干公式定理,只求能够应付考试,面对具体问题时不知如何运用所学知识去解决;更有甚者,学完了也不知所学课程的目的及用途。这种传统的应试教学不但使学生难以明白其实用性,也在一定程度上限制了学生学习能动性的发挥,束缚了学生的创新意识和创新能力。
  二、提高课程教学效果的创新思路
  1.引入案例法教学,结合科研和生活实例,激发学习兴趣。
  在自动控制原理的教学过程中引入案例法教学,结合科研和生活中的实例,将抽象的概念具体化,介绍自动控制原理在实际中的应用,如何运用所学控制技术去解决实际问题。同时,对于引入的控制系统采取引导式、启发式教学,在讲解工程实例时适当引入一些控制领域的前沿技术,激发学生的学习兴趣,增强其独立思考的能力,扩大学生的视野和知识面,让学生可以运用所学的专业知识去分析、改进和提高实际的控制系统。
  2.创新技术形式,丰富多媒体教学手段。
  课堂教学进行过程中,在运用传统多媒体课件的同时,适时地穿插使用动画演示教学,将教学内容用逼真的动画以及声音形象直观地呈现在学生面前。同时,充分利用目前控制和工程领域流行的Matlab语言,让学生在Matlab/Simulink环境中对控制系统进行建模、仿真,使学生对控制系统的组成和运动情况有更加直观的认识。通过对计算机辅助教学手段的创新,使学生对较抽象的概念更容易理解和掌握,从而取得良好的教学效果。
  3.强化系统建模,淡化数学计算,加强课程的应用性。
  在自动控制原理的教学过程中,要充分分析学生的思维方式,以学生为主体,淡化一些数学推导和计算,同时,为了使学生对课程知识体系框架结构有一个整体认识与理解,加强系统建模的教学形式。强化系统建模需要在教学过程中要求学生全面系统掌握自动控制理论,避免将知识点孤立,并且在建立系统数学模型的微分方程、传递函数以及动态结构图过程中,要以分析和设计一个控制系统为主体思想,反复强调所学知识在控制理论中的具体位置和作用,从而增强学生系统意识的培养。
  4.改革考核形式,加大实验和能力考核内容。
  在自动控制原理教学中,使学生的学习过程和教师的教学过程形成一个稳定的性能良好的闭环系统,就必须减小理论考核内容,加大实验以及能力考核力度。因此,为了达到更好的教学效果,可以将考核形式和成绩评定方式划分为以下三个组成部分:将基础性实验、综合性实验和设计性实验部分成绩作为实验成绩,并且以设计性实验为成绩主体,占课程总成绩的40%;以提交大作业或者论文的能力考核形式作为期中考试,占课程总成绩的30%;将传统的闭卷理论考试作为期末,占课程总成绩的30%。这样不仅能够充分发挥学生的主观学习能力,而且可以增强学生创新能力和意识的培养。
  三、结束语
  在自动控制原理课程建设过程中,主要针对影响自动控制原理课程教学效果的因素,合理运用现代教育教学技术,改革传统的教学和考核形式,增强学生创新能力和创新意识的培养,并且在教学实践中取得了较好的效果,但在今后的教学实践中仍需作进一步的探究与改进。

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