试论电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究

试论电气自动化专业控制类课程设置及教学内容改革研究

论文关键词：电气自动化控制课程教学改革教学质量

论文摘要：探讨了电气及自动化专业控制类相关课程关系及地位，结合控制类课

程的问题进行深入的分析与研究，从教学内容、方法及形式、教材建设、实践教学等

方面进行全方位、多层次的改革探索和实践，将对教学质量和人才培养方面有明显效果。

对于电气及自动化信息类专业学生来讲，控制类相关课程具有重要地位，主要包

含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等相关课程。“自动控制理论”和“现代控制理论”课程是研究自动

控制系统的共同规律，为自动控制系统的分析和综合提供基本理论、基本方法的一门

专业基础课该课程，是一门重要的控制类专业的基础课，具有较强的理论性，对于工

程实践具有重要的指导作用，因而受到人们的广泛重视。目前不只是控制类专业，越

来越多的非控制类专业也都把自动控制理论作为一门重要的专业基础课来学习。但是“自动控制理论”、“现代控制理论”课程数学计算和理论分析比重大，是本科生遇

到的最抽象、难度最大的课程之一，加之未接触专业课，没有具体应用的物理模型，

仅以数学模型为基线讲，学生往往会认为“自动控制理论”与专业无关而无学习兴趣，这是多年来常规教学始终感到困惑的原因。而后续“运动控制理论”、“仪表及过程

控制”、“计算机控制”专业课是以电动机为控制对象，以控制器为核心，以电力电

子功率变换装置为执行机构，在自动控制理论的指导下组成的电气传动自动控制系统。如何讲授“强理论性”课程，使学生真正认识到学好理论可获得对电气信息类多门专

业课的理论支撑，从而学好后续专业课程是教学改革的主要目的。需结合“自动控制

理论”、“现代控制理论”专业基础理论课程与“运动控制理论”、“仪表及过程控制”，“计算机控制”专业课程的问题进行深入的分析与研究，从教学内容、方法及

形式、教材建设、实践教学等方面进行全方位、多层次的改革探索和实践，将对教学

质量和人才培养方面有明显效果。

本项目探讨了如何更新和重组控制理论相关课程的教学内容，保证教学内容的系

统性、先进性和实用性，以适应形势发展的需要。提出如何学习和掌握这些课程，包

含“自动控制理论”、“现代控制理论”、“运动控制理论”、“仪表及过程控制”、“计算机控制”等控制类课程的教学内容的一些方法和措施。

一、教学内容、方法及形式改革

1.教学设计

近年来，不断更新观念，压缩精简陈旧过时的教学内容，加强现代理论及现代方

法的内容，很好地解决先修课程和后续课程的衔接问题，避免内容的重复，进一步优

化课程体系。建立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。

2.教学方法

将课堂教学、实验教学、课程研讨、网络教学等有机地结合起来，并充分利用多

媒体教学手段提高教学效率、创造视觉的新感受、激发学生的学习兴趣和热情。内容

取材时，不仅体现控制理论课程内知识点之间的内在联系，还体现课程群之间的相互

关系。

3.教学手段

在教学组织过程中，积极采用现代信息技术改进传统的教学手段，在多媒体教学、网络课程等方面努力探索。统一制作“自动化概论”、“自动控制理论”、“现代控

制理论”、“运动控制理论”、“过程控制理论”、“计算机控制”电子教案和ai课件，并将授课课件发布在课程网页上，可供学生课余预习、浏览、复习等。另外，教

学大纲、授课计划、实验指导书、学习指导以及教材和参考文献均可通过网络方便查阅。在课程开始即公布授课教师的信箱和电话号码等联系方式，密切授课教师与同学

之间的联系，使学生有问题可及时获得老师的辅导答疑，也可通过网上答疑相互交流，打破班级与时间的束缚，在平行班级中实行听课和答疑共享。

4.教学改革与教学研究

精简教材和教学内容，教学组定期进行集体备课，加大对该课程与前后各门课程

之间的衔接研究，避免内容上的重复，使其与其他相关课程融合为一个有机的整体。

建设可用于大多数工科专业的“控制理论”平台课程。不断改进和完善本课程的新体

系结构，充分体现其基础性、应用性、前沿性和系统性；配合新的教材和课程体系，

研究并建立配套的新实验体系，强化自主性、设计性、综合性和创新性；以atlab软

件为基础，构造开放式小车倒立摆综合实验平台，将分析、设计、仿真、虚拟实验、

模拟实验融为一体；开发先进的多媒体课件，将atlab平台和虚拟实验融入到教学过

程中，使教学更为直观生动，更具趣味性和吸引力；完善了课程网站，完成了课程辅

助教材的修改和编写，各类题库建设、网络统计功能、远程教学管理系统、虚拟实验

内容的扩展及网络版的开发等；使其真正成为学生自主学习、师生互动、双向交流的

园地；教考分离，采用试题库出题，统一考试，流水阅卷，考后进行详细的试卷分析。

二、实践教学改革

实践性教学环节是学生能力培养中的重要环节。工科学生除要掌握一定的工程技

术知识外，还要有较强的实际动手能力。

1.改革实验课教学，建立体化实验教学体系

实验教学是“控制理论”课程的重要组成部分。通过实验不仅能够培养学生分析

问题和解决问题的能力，验证所学理论，而且对所学内容能够提出一些新的见解。为

了适应教学改革的需要，在实验室建设方面的指导思想是：将传统的模拟实验与

atlab环境下的仿真实验相结合，将基础理论验证类实验与自主型、综合型、设计型

实验相结合，将基本实验与创新实验相结合，建立一个立体化的实验教学体系，从而

满足不同阶段实践教学的需要，为激发学生的创新意识提供硬件平台。

由于实验课内容和形式的多元化，大大激发了学生做实验的主动性、积极性和创

新性，学生可以通过预约或上网自主地开展多项实验，进行理论验证、性能分析和综

合设计，对提高学生的实践能力和本课程的学习都将起到良好的作用。

课程组织形式与教师指导方法，对于教学大纲规定的必做实验，由任课教师和实

验教师共同指导完成；对于设计性、综合性、创新性实验，学生自己利用课余时间完成，可以预约指导教师给予宏观上的指导。

2.积极开展大学生科研实训活动、参与教师科研项目