自動控制原理實踐教學(xué)改革
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摘要：《自動控制原理》是電子科學(xué)、通信工程、信息工程等專業(yè)必修的基礎(chǔ)課程，其教學(xué)效果對學(xué)生的知識儲備與延伸有著直接的影響作用，作為理論性與實踐性并重的課程，《自動控制原理》要加強對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，才能打造出符合社會發(fā)展需要的高質(zhì)量人才隊伍。
關(guān)鍵詞：自動控制原理課程改革實踐
1《自動控制原理》課程概述
《自動控制原理》是工程類專業(yè)學(xué)生非常重要的基礎(chǔ)課程，是過程控制、運動控制、自適應(yīng)控制等后續(xù)課程的理論基石，在整個專業(yè)課程體系中占據(jù)著不可忽視的地位。《自動控制原理》的內(nèi)容主要是關(guān)于自動控制系統(tǒng)的特點、構(gòu)成、性能、類型、系統(tǒng)分析、設(shè)計方法等的講授，通過課程學(xué)習(xí)學(xué)生能夠了解自動控制系統(tǒng)的運行機理、系統(tǒng)控制參數(shù)影響以及系統(tǒng)設(shè)計方法等知識，要求學(xué)生能夠掌握理論概念并加以簡單應(yīng)用，為相關(guān)專業(yè)的其他課程學(xué)習(xí)以及工程實踐奠定基礎(chǔ)。
2《自動控制原理》實踐教學(xué)改革路徑
2.1引入實驗仿真平臺，輔助實踐教學(xué)
《自動控制原理》的傳統(tǒng)實驗大部分是在自動控制箱上完成的，很多實驗是驗證性的，學(xué)生已經(jīng)知悉實驗結(jié)果，實驗只是將理論具化演示出來，缺乏吸引力；學(xué)生對于一些實驗的基本理論掌握不足，盲目進行實驗，對實驗的結(jié)果也無法做出準(zhǔn)確的判斷，實驗教學(xué)鍛煉學(xué)生思維能力和動手能力的作用無法體現(xiàn)；自動控制箱的應(yīng)用有限，一些實驗僅靠控制箱無法實施，比如線性系統(tǒng)根軌跡繪制、Bode圖繪制等，雖然借用其他軟件也可以完成相關(guān)實驗，但是存在交互性差、使用不便、功能固定等問題。Matlab是具有強大應(yīng)用功能的交互式仿真軟件，能實現(xiàn)工程計算、矩陣分析、數(shù)據(jù)可視化、控制建模等功能，現(xiàn)已成為自動化專業(yè)教學(xué)的必備工具，計算機仿真為學(xué)生提供了更加直觀、簡潔的學(xué)習(xí)方式，將仿真與模擬實驗結(jié)合起來，能有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生對實驗更加積極主動；通過仿真軟件，學(xué)生能夠在計算機上隨時修改實驗參數(shù)，使得實驗更加便捷，極大地提高了實驗效率，學(xué)生的分析能力、調(diào)試能力、設(shè)計能力得到了很好的鍛煉；仿真軟件在保證傳統(tǒng)基礎(chǔ)實驗的同時增添了全新的實驗內(nèi)容，著重于培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計創(chuàng)新能力，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，完成理論與實踐的有機結(jié)合。
2.2改善實驗課堂教學(xué)模式，提高課堂效率
實驗課堂能夠檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和動手能力，在此，課堂教學(xué)模式就要以學(xué)生為主，教師為輔，讓學(xué)生自主進行實驗，充分體會動手的樂趣：①實驗前教師將實驗指導(dǎo)書和設(shè)備使用說明書發(fā)送給學(xué)生，并布置相關(guān)實驗任務(wù)，讓學(xué)生預(yù)習(xí)實驗內(nèi)容，自主探索實驗步驟，按任務(wù)要求設(shè)計電路圖并自行搭建完成，包括線路布局、器件安裝、設(shè)備連接、系統(tǒng)調(diào)試、數(shù)據(jù)測試、驗證結(jié)果等環(huán)節(jié)，并對實驗過程以及所得數(shù)據(jù)進行整理；②將學(xué)生分組進行實驗，輪流按照自己設(shè)計的電路圖進行實際操作，其余組員觀察并記錄實驗情況，指出實驗的疏漏與不足，如此至所有組員都將實驗操作一遍，反復(fù)驗證本小組的實驗結(jié)果是否合理。由于每個學(xué)生所設(shè)計、搭建的電路系統(tǒng)各有不同，也會得到不同的實驗結(jié)果，而學(xué)生們通過反復(fù)的驗證推算能夠找到實驗問題，分析原因，共同討論思考，得到解決結(jié)果，既能深化知識，又增強了學(xué)生的團隊合作精神。
2.3調(diào)整實驗結(jié)構(gòu)，強化學(xué)生動手能力
《自動控制原理》傳統(tǒng)的實驗課程中驗證性實驗占了很大比例，其實驗電路、驗證方法都是固定設(shè)計好的，學(xué)生對實驗的內(nèi)容和結(jié)果已十分明了，失去了實驗的興趣，造成很多學(xué)生課前不預(yù)習(xí)、課上不認(rèn)真、報告都一樣的現(xiàn)象，顯然達(dá)不到以實驗促進實踐的教學(xué)初衷，因此要適當(dāng)增加設(shè)計性實驗、綜合性實驗的比例，真正的讓學(xué)生動腦、動手。可以讓學(xué)生以控制原理知識為基礎(chǔ)，結(jié)合實際生活應(yīng)用，規(guī)定時間范圍，讓學(xué)生自主設(shè)計實驗題目、設(shè)計方案、完成實驗，比如智能家居燈光的自動控制系統(tǒng)，電動車行車速度的自動控制，飲水機恒溫的自動控制等，學(xué)生在設(shè)計的過程中能充分活躍思維，引發(fā)創(chuàng)新靈感，通過實驗全過程的自主掌控，將理論知識轉(zhuǎn)化成動手能力，提高自主學(xué)習(xí)效率，提高自身綜合素質(zhì)。
3結(jié)語
《自動控制原理》課程雖然理論知識繁復(fù)但充滿趣味性，教學(xué)方式的改變對于這門課程的教學(xué)效果有著很大的影響作用，當(dāng)前人才培養(yǎng)需要我們對課程進行相應(yīng)的改革，轉(zhuǎn)變教育思想，優(yōu)化教學(xué)模式，注重對學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力的挖掘與培養(yǎng)，提高《自動控制原理》實驗課課時的比重，打破固定實驗?zāi)Ｊ降臈l框，加大設(shè)計性、綜合性實驗的比例，充分調(diào)動起學(xué)生對實驗的熱情，提高學(xué)生實驗的自主性和創(chuàng)造性，這才是實驗的真正意義。
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作者：張博 單位：長沙師范學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院