自动控制原理教学的改革与实践
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。 Ｌ ５ Ｊ 因此 ，非常需要 梳理 自动控制理
论 的内容 ，选择基本实用 的内容进行教学。例 如：根轨 迹图可以直观 地看 出系统 闭环特征根随系统参数的变化。在根轨迹 图上虽 然可 以进 行 系统分析与设计 ，但由于根轨迹 图难以精确绘制 ，所 以对于复杂 的 根 轨迹可 以用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ提供相应 的函数绘制根轨迹 ，在教学 中可 以用较 少 的篇 幅介绍根轨迹的基本概念和方法 。而根轨迹 图上 的系统设计方 法 可 以省 掉。频率域 方法 中 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图在 工程 中一般采 用近似做 图法 ， 计算量小 ， 简单 、直观 ，易于在工程中使用 。 可 以用实验 的方法求得 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图 ，继而得到系统传递 函等数 学模型 ， 所以 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图很适 合进行 系统 的分析 、设计 ，并在授课 中引 出讲 授在 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图上 的系统 校正方 法。而奈 氏图难 以精确绘 制，即使用 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软件 也是如 此 ，所 以 只适合分析 系统 的稳定性 ，以及说明相对稳定性 的概 念。基 本不介绍 在奈 氏图上定量分析与设计 。 ＿ ２ Ｊ 总之 ，要把有 限的可是用在 详细讲解 与工程实践 中实用 的方法和内容 ，删减已经过 时和与实 践应 用相脱节 的教学 内容 ，实现教学效果的最优 、最大化。 ２ ．３合理设疑 ，引导学生思考 善教者必善问 ，怎样设疑 ，于何处设 疑，往往会影 响学生思维 的 品质。一个好 的问题既要 与 自动控制 的概念 紧密相 连 ，又能 引发学 生的研究兴趣 。尽量选择学生熟悉的生活中的问对学生进行提 问，然 后引入教学 内容让学生切实体会到 ，控制原理 时刻渗 透在我们的生活 中。 ＿ ４ Ｊ 同时教师不能 只把正确的知识告诉 学生 ，要探索 性教学 ，引 导
学 生 提 出 问题 和思 考 。
２ 、教 学 改革 的 几点 尝 试 ２ ． １消 除 学 生 的 畏 难 情 绪 教 学中利用各种教学方法提高学生 的兴趣是有必要 的 ，但 提高兴 趣的前 提先要 把学生的畏难情绪消除掉 。在学习 中学生一 看到大量 的
２ ．４加强实验教学环节 传统的实验教学模式与理论课的授课方式类似 ，教师先进行 实验 的讲解 ， 实验设备 、 原理 、 步骤 、方法 等内容全部叙述一遍 ，几乎是手 把手把实验的操作教给学生 。虽然 ，能够让不熟悉 实验设备 的学生 快 速 得 到 实 验 结 果 ，但 这 样 往 往 造 成 学 生 缺 乏 主 动 思 考 的积 极 性 ， 完 成 实验时对 整个 实验 没有 总体 的概念 ，不 了解 自己在做什么 ，对实验 的 原 理 不 清 楚 ，只是 按 照 老 师 要 求 做 了而 已 。所 谓 的 动 手 实 践 也 是 被 动 的 、盲 目的实践。 ＿ ２ 因此 ，有些实验 可以简单完 成 ，比如利用 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 进行仿真加深理论 知识 的理解 。另外 ，要设置综合性实验 ，例 如 ：双 容水箱进行系统对象特性测试 ，系统性能的分析 ，校正方法 的应 用综 合一体性实验。
“自动控制原理 ”是高校工科专业的一门重要课 程 ，该课程 知识 面广 、内容多 、 理论性强 ，概念相对 比较抽象 ， 涉 及较多的高等数 学 、 线性代数 、 复变 函数等数学基础知识 … ，且难以将 理论上所描述 的系 统与各种实际的 自动控制系统联系在一起 ，不 易被 接受和掌握 ，往往 教学效果不够理想 。 在 多 年 的 教 学 实 践 中 ，笔 者 认 为 之 所 以教 学 效 果 不 够 理 想 除 了 与 该课程本身课程体系有关 ，也与学生本身存 在畏难 的负面情绪及教 师 自 身教学有着重要的关联。下面针对 “ 自 动控制原理” 的课程教学改 革进行探讨。 １ 、课程教学的特点及教学改革的必要性 １ ．１课程教学的特点 “自动控制原理”课程理论性 强 ，对数学 基础要求很 高 ，涉及 的 数学知识也较广 ，而 且 比较 抽象 ，是一 门有 一定 的难度 和深 度 的课 程 。要求学生具有扎实的专业基础和灵活运用 知识解 决实际问题 的能 力 。教 学 过 程 中学 生 机 械 的 记 住 一 些 公 式 和定 理不 能 够 主 动 思 考 和探 索 。而 且课程 内容图形多 ，原理图 、框图 、根轨迹 图 、极坐标及 对数 坐标图等 。虽然图形可增强教学的直观性 ， 但讲解耗 时。另外课程要 求有直观 的工程背景 。目前 ，自动控制在 工业 、农业 、军事 、航 空和 社会科学等各个领域都得到了广泛地应用。学生在学习此课程 时 ，尽 管 教 材 中介 绍 了一 些 应 用 背 景 但 没 有 感 性 认 识 ， ＿ ２ 不 知 如 何 用 相 应 的 知识去解决问题 。 １ ．２课程教学改革的必要性 鉴于 以上特点 ，如果采用传统的方法进行 “自动控制原理 ” 的教 学 ，则势 必面 Ｉ 临时间紧、内容多而杂 、知识点难而 不能达到应有 的教 学 效 果 的 问题 。 因此 必 须 改 变 学 生 现 有 的 学 习 方 式 ，更 好 地 培 养 学 生 的创新精神 ， 提高学生分析问题 、 解 决 问题的综 合素 质 。必须 进行 “自动 控 制 原 理 ” 的 教 学 改 革 与 实 践 。而 且 教 学 改 革 要 从 解 决 学 生 负 面心里以及教师 教学方 法和 手段 、实验 实践 等全 方位 实施 相应 的举
教 学 研 穷
自动 控 制 原 理 教 学 的 改 革 与 实 践
曹 锋 （ 湖南人文科技学 院能 源与 机电工程系 ４ １ ７ ０ ０ ０）
摘 要 ：针对 “ 自动控 制原理 ”理论性 强，数 学基础要求 高等教学 中所存在的问题从教 学改革 重要性 ，教 学改革的几点方法进行改革和研 究，提 高教 学效果。 关 键 词 ： 自动 控 制 原 理 教 学 改 革 中 图分 类 号 ：Ｇ ６ ４ ２ ．３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
论 的内容 ，选择基本实用 的内容进行教学。例 如：根轨 迹图可以直观 地看 出系统 闭环特征根随系统参数的变化。在根轨迹 图上虽 然可 以进 行 系统分析与设计 ，但由于根轨迹 图难以精确绘制 ，所 以对于复杂 的 根 轨迹可 以用 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ提供相应 的函数绘制根轨迹 ，在教学 中可 以用较 少 的篇 幅介绍根轨迹的基本概念和方法 。而根轨迹 图上 的系统设计方 法 可 以省 掉。频率域 方法 中 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图在 工程 中一般采 用近似做 图法 ， 计算量小 ， 简单 、直观 ，易于在工程中使用 。 可 以用实验 的方法求得 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图 ，继而得到系统传递 函等数 学模型 ， 所以 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图很适 合进行 系统 的分析 、设计 ，并在授课 中引 出讲 授在 Ｂ ｏ ｄ ｅ 图上 的系统 校正方 法。而奈 氏图难 以精确绘 制，即使用 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ软件 也是如 此 ，所 以 只适合分析 系统 的稳定性 ，以及说明相对稳定性 的概 念。基 本不介绍 在奈 氏图上定量分析与设计 。 ＿ ２ Ｊ 总之 ，要把有 限的可是用在 详细讲解 与工程实践 中实用 的方法和内容 ，删减已经过 时和与实 践应 用相脱节 的教学 内容 ，实现教学效果的最优 、最大化。 ２ ．３合理设疑 ，引导学生思考 善教者必善问 ，怎样设疑 ，于何处设 疑，往往会影 响学生思维 的 品质。一个好 的问题既要 与 自动控制 的概念 紧密相 连 ，又能 引发学 生的研究兴趣 。尽量选择学生熟悉的生活中的问对学生进行提 问，然 后引入教学 内容让学生切实体会到 ，控制原理 时刻渗 透在我们的生活 中。 ＿ ４ Ｊ 同时教师不能 只把正确的知识告诉 学生 ，要探索 性教学 ，引 导
学 生 提 出 问题 和思 考 。
２ 、教 学 改革 的 几点 尝 试 ２ ． １消 除 学 生 的 畏 难 情 绪 教 学中利用各种教学方法提高学生 的兴趣是有必要 的 ，但 提高兴 趣的前 提先要 把学生的畏难情绪消除掉 。在学习 中学生一 看到大量 的
２ ．４加强实验教学环节 传统的实验教学模式与理论课的授课方式类似 ，教师先进行 实验 的讲解 ， 实验设备 、 原理 、 步骤 、方法 等内容全部叙述一遍 ，几乎是手 把手把实验的操作教给学生 。虽然 ，能够让不熟悉 实验设备 的学生 快 速 得 到 实 验 结 果 ，但 这 样 往 往 造 成 学 生 缺 乏 主 动 思 考 的积 极 性 ， 完 成 实验时对 整个 实验 没有 总体 的概念 ，不 了解 自己在做什么 ，对实验 的 原 理 不 清 楚 ，只是 按 照 老 师 要 求 做 了而 已 。所 谓 的 动 手 实 践 也 是 被 动 的 、盲 目的实践。 ＿ ２ 因此 ，有些实验 可以简单完 成 ，比如利用 Ｍ ａ ｔ ｌ ａ ｂ 进行仿真加深理论 知识 的理解 。另外 ，要设置综合性实验 ，例 如 ：双 容水箱进行系统对象特性测试 ，系统性能的分析 ，校正方法 的应 用综 合一体性实验。
“自动控制原理 ”是高校工科专业的一门重要课 程 ，该课程 知识 面广 、内容多 、 理论性强 ，概念相对 比较抽象 ， 涉 及较多的高等数 学 、 线性代数 、 复变 函数等数学基础知识 … ，且难以将 理论上所描述 的系 统与各种实际的 自动控制系统联系在一起 ，不 易被 接受和掌握 ，往往 教学效果不够理想 。 在 多 年 的 教 学 实 践 中 ，笔 者 认 为 之 所 以教 学 效 果 不 够 理 想 除 了 与 该课程本身课程体系有关 ，也与学生本身存 在畏难 的负面情绪及教 师 自 身教学有着重要的关联。下面针对 “ 自 动控制原理” 的课程教学改 革进行探讨。 １ 、课程教学的特点及教学改革的必要性 １ ．１课程教学的特点 “自动控制原理”课程理论性 强 ，对数学 基础要求很 高 ，涉及 的 数学知识也较广 ，而 且 比较 抽象 ，是一 门有 一定 的难度 和深 度 的课 程 。要求学生具有扎实的专业基础和灵活运用 知识解 决实际问题 的能 力 。教 学 过 程 中学 生 机 械 的 记 住 一 些 公 式 和定 理不 能 够 主 动 思 考 和探 索 。而 且课程 内容图形多 ，原理图 、框图 、根轨迹 图 、极坐标及 对数 坐标图等 。虽然图形可增强教学的直观性 ， 但讲解耗 时。另外课程要 求有直观 的工程背景 。目前 ，自动控制在 工业 、农业 、军事 、航 空和 社会科学等各个领域都得到了广泛地应用。学生在学习此课程 时 ，尽 管 教 材 中介 绍 了一 些 应 用 背 景 但 没 有 感 性 认 识 ， ＿ ２ 不 知 如 何 用 相 应 的 知识去解决问题 。 １ ．２课程教学改革的必要性 鉴于 以上特点 ，如果采用传统的方法进行 “自动控制原理 ” 的教 学 ，则势 必面 Ｉ 临时间紧、内容多而杂 、知识点难而 不能达到应有 的教 学 效 果 的 问题 。 因此 必 须 改 变 学 生 现 有 的 学 习 方 式 ，更 好 地 培 养 学 生 的创新精神 ， 提高学生分析问题 、 解 决 问题的综 合素 质 。必须 进行 “自动 控 制 原 理 ” 的 教 学 改 革 与 实 践 。而 且 教 学 改 革 要 从 解 决 学 生 负 面心里以及教师 教学方 法和 手段 、实验 实践 等全 方位 实施 相应 的举
教 学 研 穷
自动 控 制 原 理 教 学 的 改 革 与 实 践
曹 锋 （ 湖南人文科技学 院能 源与 机电工程系 ４ １ ７ ０ ０ ０）
摘 要 ：针对 “ 自动控 制原理 ”理论性 强，数 学基础要求 高等教学 中所存在的问题从教 学改革 重要性 ，教 学改革的几点方法进行改革和研 究，提 高教 学效果。 关 键 词 ： 自动 控 制 原 理 教 学 改 革 中 图分 类 号 ：Ｇ ６ ４ ２ ．３ 文 献 标 识 码 ：Ａ