“自动控制原理”课程多方位教学改革与实践

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1、“自动控制原理”课程多方位教学改革与实践　　摘要：以培养应用型人才为目标，针对“自动控制原理”课程在多个不同专业教学的特点，从教学内容、教材、考核方式以及试题等方面进行多方位教学改革与创新尝试，旨在提高教学质量，提高学生的学习积极性。　　关键词：应用型人才；自动控制原理；多方位教学改革　　作者简介：梁春辉（1977-），女，辽宁阜新人，长春工程学院电气与信息工程学院，讲师。（吉林长春130012）　　基金项目：本文系吉林省教育厅教育教学研究课题、吉林省教育教学研究会教学研究课题、长春工程学院重点教学改革课题的研究成果。　　中

2、图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）35-0083-02　　“自动控制原理”课程是长春工程学院及吉林省优秀课和精品课，是包括自动化、电气工程及其自动化、电子信息、建筑与电气、机电工程等多个专业的重要专业基础课，对后续专业课的学习起着承接作用。该课程理论性较强，涉及到高等数学、复变函数等数理知识，内容比较抽象。教材中的例题也会以电机、电路等实际问题为背景，所以各专业本科生来说都有一定的难度。教师在教学过程中也会面临涉及知识面广、信息量大、内容更新快等问题，存在教师“难教”6的问题，传统的

3、教学方法难以满足要求。所以有必要对该课程进行教学改革，提高学生对课程的感性认识，培养学生的学习兴趣。长春工程学院电气与信息工程学院“自动控制原理”课程组从以下几个方面对该课程进行多方位的改革与创新。　　一、根据具体情况选取不同教材　　根据“自动控制原理”课程对各个专业后续课所起的作用，大纲里对学时的要求也有不同，所以教师选取教材时应考虑满足多方面的需求。自动化、电气工程及其自动化专业都是56学时，需要学生掌握一定的理论深度，还要涉及到控制系统设计的内容，所以选择科学出版社普通高等教育“十一五”国家级规划教材《自动控制原理（第

4、五版）》。该教材比较全面地阐述了自动控制的基本理论与应用，还包含用MATLAB软件仿真的部分。而对电子信息、机电工程等专业等只有42学时，则选取上述教材的简明教程，足以深入浅出地让学生理解和学习。在长期的教学过程中，课题组老师又根据多年的积累和经验，专门针对本校学生的特点，借鉴其他优秀教材的优点组织自编教材并使用，也收到了一定的效果。　　二、教学内容的改革　　1.补充重要的先修课程　　在讲述第二章数学模型过程中，求解线性定常微分方程以及微分方程变换成传递函数都要用到拉普拉斯反变换。而这一部分是很多专业在复变函数课程中作为选修

5、内容学习的，所以为了让学生更好地理解数学模型，专门用近两课时的时间来复习拉普拉斯反变换的计算方法。　　而现代控制部分涉及到大量的线性代数，也会在课前以及授课过程中给学生适当补充行列式和矩阵等数学知识。这样学生在学习新知识的过程中就会相对轻松容易。6　　2.根据不同情况适当删减　　《自动控制原理》第六章是控制系统的校正，属于系统分析的逆问题。光靠课堂上的理论讲解学生会觉得很抽象，并且对于某一个具体问题的理解和计算会存在不唯一性，所以将这部分内容适当删减和改革。对自动化专业的学生，除了基本概念外，会稍详细地讲授串联校正和反馈校正

6、，以便对后续课程“电力拖动自动控制系统”有一定的启发作用。而其他专业，只用1～2个学时介绍系统校正的基本概念。另外每一章后面的系统设计部分，都留给感兴趣的学生自学，同时也作为实验的参考资料，这样就可以把节省下来的课时安排到其他重要的章节上。　　3.总结出简单的方法　　《自动控制原理》第五章内容是线性系统频域分析法，是整个经典控制的重点和难点。科学出版社《自动控制原理（第五版）》教材中对这部分的描述又非常抽象和跳跃，因此第五章的教学也就成了教师最头疼的事情。课题组各位老师反复研究教学过程中存在的问题，广泛阅读其他教材和参考书上

7、的方法，同时积累多年教学的经验，总结出一套简单易懂的教学方法。比如在讲授线性系统开环幅相曲线的绘制方法时，不是按照书上的方法，而是严格按照低频段（）、中频段（分别求出与实轴和虚轴交点）、高频段（）三个步骤，学生很容易理解。　　在讲授频率域稳定判据时，笔者少讲其他数学知识，总结出以下步骤：绘制开环幅相曲线，并根据积分环节的个数补画大圆弧，得到奈奎斯特曲线；根据上述曲线找到和，并计算；根据已知的开环传递函数找到P，并计算；根据Z得出稳定性结论。这样学生会觉得非常有条理，解题容易。6　　三、考核方式的改革　　较早时候“自动控制原理

8、”课程的考核方式是平时成绩20%，这其中还包括实验和作业，期末成绩80%，这样容易产生一次考试定乾坤的状况。所以平时应该加强考核，逐渐增加平时成绩的比例。平时成绩包括考勤、作业、实验、期中考试，应该首先增加到30%。这样在一定程度上可以减少个别学生平时不努力却想通过作弊等方式蒙混过关的现象