自动控制原理教育方式革新

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一、自动控制原理教学改革

自动控制理论教学的内容是研究自动控制的共性与规律的学科，是机械专业必修的课程，所以在机械专业教学中是十分重要的基础课程。自动控制理论主要包括经典控制理论、现代控制理论等，同时也包括了近几年逐步形成的新兴自动控制理论等，在新的教学改革推动下，对自控原理的教学方法也应当进行适度的调整以适应当前社会对毕业生的需求。在教学中发现自动控制原理理论性较强，难度高因此在教学中应重视概念的理解，弱化计算过程分析。因为只有掌控基本概念才能形成感性认识，进而深化学习过程。在教学中利用实例进行讲解往往可以到达事半功倍的效果。如在基本概念的教学中讲解“自动化控制系统的定义和组成”就应当先让学生明白系统的控制过程，可以利用实际的案例对自动控制系统进行分解并讲解，利用自动与手动系统的对比来发现自动的原理与优势。最好采用贴近生活的案例，让学生容易理解。因此应将这个思路贯穿到教学方法的改革中。另外，对教学内容也需要进行必要的调整。自动控制原理的教学过程主要突出的是课程固有的方法论特点，作为基础课程其主要目标是让学生建立系统化观念，培养学生对控制系统进行分析与主板设计的能力，为其他专业课程的学习与工程实践打下良好的基础。教学的内容主要有四个部分组成，控制系统基本概念和数学模型建立、分析方式、系统设计、验证与实践。其中基础理论的教学是不可或缺的内容，必须作为重点进行讲解。而控制系统的频域和时域校正则可以选择性的讲解，因为这部分内容利用Matlab就可完成。

二、具体教学方法分析

1.理论教学。首先，应将理论与软件仿真结合起来。在教学过程中如遇到理论教学，应从控制的实例出发，通过引入的Matlab软件进行仿真实验，方便讲解与演示系统控制的过程和控制结果，从感官认识到理论认识之间完成自然的转化，最后在对模拟过程进行定量分析计算，完成综合课题与单元课题、单个课题的教学。这样在课题完成的过程中学生就可按照教师的引导自主的查找信息、分析问题、解决问题。其次，在教学中引入课程设计的内容。在教学中自动控制的理论始终都要应用于系统设计，因此在实际的教学中，应适当的引入课程设计，强化理论指导实际的作用，让学生明确理论与实践之间的关联在哪里。如在讲解控制系统校正等知识后，可以让学生实际尝试设计一个校正电路，并利用实验设备与仿真软件来检测其效果，这样可以提高学生对理论的理解与动手能力。

2.增强实践教学的效果。利用分层实验，为了发挥实践教学的作用，在实验课程的开展中应对实验的内容进行分类，如分为基本实验、综合性实验、设计实验等，同时利用仿真软件进行自动控制原理与应用的仿真实验。基本实验主要涉及的是内容与课堂教学内容紧密关联，充分体现课程的实践特征，一般在实验课程内就可完成；综合性实验是将具有特定功能的控制系统的设计与实践，通常在实验课内完成大部分教学内容，部分在课余时间完成；设计性实验，主要是针对实际控制线路的设计与系统实现，此类设计通常在课余时间由学生自主完成。另外还可以让学生制作自控小车，使其在理论学习完成后将知识应用到实践中。注重内外结合。在教学中应将课内与课外相结合的方式，在实验教学内容和方法上进行全面的调整与改进，改变原有的常规实践方式，将试验教学从过程的验证性向综合性、设计性、创新性实验进行转变，在综合实验与设计实验中应鼓励学生自拟实验的项目与内容，将课外活动引入到实践课程中，利用设计比赛、科技活动等鼓励学生应用课题知识，在活动和比赛中进行交流与学习，课堂教学在此种方式的帮助下拓展到课外，让学生提高对理论学习的兴趣。增强实验教学手段。在实验教学中应对教学的内容进行合理的优化与组合，在教学手段方面应引入计算机仿真技术辅助实验教学，因为在自动化教学中，主要突出的是学生的动手能力，培养其设计与实践的能力是教学的目标，因此在实验中应重点检验学生这个动手能力的优劣，所以引入必要的仿真与检查手段可以帮助学生与教师进行教学效果评价。如在自控原理教学的同时引入Matlab仿真设计的内容，让学生可以掌握仿真知识，以此作为学习理论与实践的辅助，利用仿真来验证理论与实验的学习情况。

综合的看，机械专业的自动控制原理教学是作为自控系统设计基础而引入到教学中的，其概念性价值大于其本身的计算与分析的价值，因此要在教学中进行改革就必须注重方法的实践性，利用时间与理论的结合让学生明确自控系统的主要原理与过程是最终教改的目标。