《自动控制理论》基础课程教学改革

[摘要]《自动控制理论》课程为理工科院校电气自动化专业重要的专业基础课，是自动控制系统、过程控制、智能控制等专业课的先修课程。该课程理论性、系统性和综合性都很强，涉及到多学科的交叉。通过理论课程的学习,培养学生分析、设计控制系统的能力。为后续专业课程的学习打下坚实的理论基础。
[关键词]自动控制理论课程改革综合实践
《自动控制理论》课程是我院重要的专业基础课，近几年，我们通过课程建设，建立了新的自动控制课程体系，确立以系统分析、系统建模、系统综合为自动控制理论课程的主线，构建由时域分析、复域分析、频域分析、离散系统和非线性系统５个模块构成的知识体系。在教学过程中，把自动控制、计算机技术和电子技术有机地融为一体，使学生对控制系统的组成、分析、设计、综合等各个环节有全面的理解，并通过一系列的实践环节培养学生的综合实践能力。

一、课程体系科学化

《自动控制理论》是一门知识覆盖面广、内容多、更新发展快、理论性和抽象性都很强，具有一定深度和复杂性的课程，教师难教，学生难学。随着本科生教育的继续巩固和研究生教育的不断发展我们对课程体系进行了改革，制定了新的自动控制理论教学大纲，对课程的教学内容进行了调整优化，建立了一套适应性强的包括理论讲授、计算机辅助设计、实践教学和强化训练等方面在内的全方位教学新体系。

1.开发研制了计算机辅助教学课件

自动控制理论CAI课件的设计是一种根据教学大纲的要求，经过教学目标确定教学内容和任务分析的教学媒体，是利用计算机进行教学活动的交互方式。《自动控制理论》课是专业基础课，所以，在教学中应加强“三基础”教学，即基本理论、基本知识和基本技能，既要保证本学科的系统性、完整性，又要考虑专业培养目标对课程的要求。在进行CAI课件的设计时，我们依据以下三点：（一）以教学大纲为依据，充实和更新教学内容；（二）在教学中要做到保证基础教学，加强近代教学，联系实际教学，涉及前沿教学；（三）完善CAI模式，使课程结构体系更趋合理。教学课件以教材为蓝本，含简明、清晰的授课讲义、例题演示、控制系统计算机仿真和控制系统分析计算等内容，既有课本内容的直接再现，又增加了很多有助于讲解理论和计算方法的表现手段。课件以计算机为载体，既可用于课堂教学，又可通过上网及安装于学院计算机中心的方式，供学生进行自学和课后复习使用。

2.根据教学目标确定教学方法

在教学中采用启发式教学，注意培养学生的思维方法。如在对自动控制理论的讲授过程中我们始终围绕着系统的建模、分析、综合这条主线展开课程内容，花大气力以一个典型的系统为例进行系统模型的建立，通过采用不同的控制器引出常用的一阶、二阶系统进行典型系统的分析和系统的综合，然后对相关的内容讲思路、讲方法、做比较，这样以点带面举一反三，同时布置适当的习题去强化对主线的认识从而形成科学的思维方法。在课堂教学中注重教与学的互动。教师少讲、精讲，鼓励学生自学。对课程的重点内容进行课堂提问，对带有普遍意义或难点的问题事先布置，积极展开课堂讨论。

二、更新教学理念

1.抓住重点掌握基本概念

《自动控制理论》引入了一系列互相关联的基本概念，如稳定性、准确性、快速性，输入与输出，动态与稳态，反馈与前馈等，这些基本概念形成了本课程的知识要点，是学习理解的重点。要掌握好基本概念，首先应该从这些抽象概念的建立过程中加深对其理解，建立概念与其反映事物间的联系,搞清概念与相关概念之间的联系和区别，然后在实际应用中加深对其的认识。

2.抓住主线建立不同方法间的联系

稳定性、准确性、快速性是对控制系统的基本要求，也是系统性能的重要指标。稳、准、快贯穿了时域分析、根轨迹分析和频域分析方法的始终，也是系统综合设计要满足的性能要求。在本课程的学习中，以稳、准、快为主线，建立各种系统分析与设计方法之间的联系，有助于对课程内容的理解和掌握。

3.提高综合分析能力

《自动控制理论》既是专业基础理论课程，又是一门科学方法论。研究的内容既有一定的复杂性，又有一定的普遍性。因此，在学习中不仅要掌握教材中的结论，更要掌握其中体现出来的研究方法，培养系统的观念，提高综合分析问题的能力。

4.学会自学

要善于在学习中提出问题，解决问题，学会探究式学习，广阅参考书，拓宽视野，从更多控制系统的实例分析中，提高分析问题和解决问题的能力。利用提供的网上教学资源深入学习。

5.注重理论和实践相结合

反馈的现象比比皆是，反馈也是控制的精髓。在本课程的学习中，结合生产、生活实际，观察反馈系统的构成，将有利于对反馈的深入理解和认识，并自觉地将反馈应用到各种实际系统中去，学以致用。

6.主动参与教学

对学习中的收获、体会及心得、对教学的意见或建议、在学习中遇到的问题，通过网上的在线区或通过任课教师向课程组反映，课程组教师将随时给予答复。

三、 实验教学多样化

自动控制理论的实验教学既要培养学生分析问题和解决问题的能力还要重视培养学生的思维能力和创新能力。

摘自：毕业论文提纲www.udooo.com

为此我们制订了新的实验教学大纲，重新编制了实验指导书，自动控制理论实验指导书增加了每个实验内容的涵盖量，增加了综合性实验。在实验教学过程中，注意充分发挥学生的主观能动性，注重教与学的互动，尽量只讲基本的操作方法，然后让学生自己发现问题。实验操作课上，每个学生必须独立完成每次实验内容，独立完成实验结果的分析，并且回答老师针对实验细节中的问题的提问，得到自己的结论。保证实验课的质量，全面检查实验操作。这样督促学生认真完成每次的实验操作，起到了很好的效果。

四、科学、有效的教学效果评价

教学评价是教学活动的一个重要组成部分，恰当的教学评价对学生的学习具有引导、激励和改进的作用。我们不是“一卷定乾坤”的评价方式，而是建立了从学习过程、作业练习到期末考试，定性评价与定量评价相结合，多视角、多元化的过程性评价体系。科学有效的教学评价帮助学生克服了应试心理，从重“结果”走向重“过程”，从重“知识”走向重“能力”。注重对学生平时学习状况与效果的考查，增加了实验考核，并将其按比例计入期末总成绩，对考试从内容、形式和管理上改革，使其更加科学、规范、公平。

五、结束语

多年来我们不断对控制理论课程进行探索和改革，做了大量细致而有效的工作，从而保证了教学质量和教学效果。在总结本科教学成果的基础上，我们跟踪国内外控制理论的发展，借鉴兄弟院校在该课程的先进教学经验，对课程体系、知识结构、教学方法和实验手段进行了一系列改革与创新，使“自动控制理论”课程从课程的准确定位、课程体系和教学内容的优化、教学过程的组织实施到教学效果的评价，形成了一套新的、更为有效的教学规范。它不仅提高了本课程的教学质量，同时为后续课程奠定了良好基础、起到了促进作用。
[参考文献]
郭平等.多媒体教学的理论与实践.上海电力学院高教研究2002（1）
余洁,贾再.自动控制原理课程实验的教学改革与实践.上海电力学院高教研究2005（1）
（作者单位：山东建筑大学信电学院 山东济南）