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【摘要】在电气工程及其自动化专业中，《自动控制原理》是一门比较重要的主干课程，本文围绕社会对应用型人才知识、能力和素质的要求，并结合自动控制原理课程的特点，打破了传统的教师-黑板-学生的这种教学模式，遵循理论联系实践的原则，通过采用有效的教学方法，对于理论教学和实验教学环节结合Matlab软件来解决实际的理论问题，提高学生的学习兴趣和注意力，使学生对所学知识有进一步的理解和掌握，从而实现既加强教学深度，提高教学质量的目的，又能培养学生的专业素养和实践能力。
【关键词】自动控制原理 多媒体教学 教学改革 Matlab软件
【中图分类号】TP13-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0026-02
在电气工程及其自动化专业的诸多专业课程中，自动控制原理是一门基础专业课程，对于测控技术、自动化专业、电子技术等一些相关专业而言，该课程也是一门重要的基础课程。目前，对于现代工业自动化应用的发展，自动控制理论也起着至关重要的作用。
因此，对于应用型本科院校，我们要想培养出具有较强的专业知识、专业技能和实践应用能力的高级本科人才，对于自动控制原理这门课程，我们迫切需要对这门课程的教学方法，教学模式以及实验实践环节进行必要的改革措施，使得学生所学的理论知识与实验实践相结合，这样一方面可以加深学生对所学的知识点更好的理解和掌握，另外也可以掌握一定的专业技能，培养一定的动手能力，从而为社会培养出具有较高素质和较强专业能力的应用型高级本科人才。
一、自动控制原理课程教学体系现状
《自动控制原理》是电气类专业的主干专业基础课程，而且与后续的其他专业课程有着至关重要的联系。相对于其他课程而言，该课程教学内容相对比较稳定，介绍的主要内容具体包括控制理论的一些基本概念和基本原理；反馈系统、离散系统和非线性系统的理论和相对应的一些分析方法；以及这些控制系统所涉及的综合设计等。该课程的主要特点是具有一般方法论。 除此之外，“自动控制原理”课程理论性强，涉及内容广泛，与机械、数学、生物等很多学科都有交叉，而且内容相对比较抽象，是一门具有一定深度和难度的课程。在教学效果上，学生只是机械地记住了若干公式定理，面对具体问题的时候，不知如何运用相应的知识去解决实际问题[1]。
对 “自动控制原理”课程教学体系和实验实践环节，我们进行了一些调研，在现有的教学体系中我们发现存在以下几个主要问题：
1.存在的传统教学模式
目前，在自动控制原理这门课程中，我校所采用的教学模式仍然是理论教学和实验教学的单一教学模式，这种教学模式导致我们课程中的理论教学部分和实验教学部分完全分开，致使学生理解理论知识困难，而且在实验过程中，又不能很好的把理论知识应用进去，从而使理论学习和专业技能的提高加大了难度，不能把实验的作用充分的发挥。
2.实验教学方式简单
实践教学环节基本上都是在实验室中的控制理论的实验箱，学生做实验时以进行单台实验为主，而且试验中所使用的一些常用外围器件基本上都是以模块化的形式集成在实验箱上，实验箱上资源有限，所以学生在实验中可扩展的条件很差，学生的实践创新能力根本没有机会施展[2]。
二、该课程对教学方法和手段的改革
1.结合多媒体采用启发式教学方法
在自动控制原理课程的理论授课过程中，结合一些相关知识的专业实例，有效的采用启发式教学方法，对教学重点和教学难点问题着重突出，引起学生足够的重视，从而加深理解。比如，在自动控制理论的绪论部分，内容枯燥，学生不易集中精力，对于这一部分，可以通过选用一些专业相关的典型示例，把所涉及到的开环控制、闭环控制以及反馈等基本理论概念引出，从而使学生能够意识到该课程在实际生活中的重要性，引起他们对这门课的重视，另外也可以使学生理解自动控制理论在专业发展中的作用。除此之外，在课堂上，还可采用问答和课堂讨论的方式，让学生积极投入到课堂中，成为课堂的参与者或是主人，另外，在教学内容转换时可以提出问题或是质疑，并留出适当的时间，让学生通过思考和讨论自己解决问题，然后在对新知识进行讲解，提高学生学习的主动性，并且能够加强学生对该部分知识的理解，较深记忆，使得整体的教学质量提高。
2.控制原理课程教学中采用思维导图法
根据自动控制原理课程的内容和特点，把思维导图与自动控制原理的教学加以有机的结合，能明显提高授课效率和学习质量[3]。为实现常规语义网络的图表化表达，英国心理学家、教育家Tony Buzan在20世纪70年代初提出了思维导图（Mind Mapping）概念[4]。思维导图通过颜色、图像、关键词、曲线等要素构成信息点框架，能有效激发大脑的创造力与记忆力潜能[4]。
（1）思维导图法的作用
目前，在国外思维导图法得到了十分广泛的应用，该方法在教学过程中使用，能起到很大的作用，其功能如下：一方面通过思维导图法，可以使课程的知识体系做成框架，更加形象具体，在整个教学六中的设计中，也显得更加系统，教学方法相比较而言显得科学有效，便于学生整体掌握。另一方面使用思维导图法，在课堂中可以提供师生互动的图形化界面，从而提高学生的注意力和积极主动性，便于师生沟通，使得学生容易加入课堂，提高课堂效率。最后利用思维导图法，教师可以根据学生的思维导图作品，对每个学生所掌握的知识结构有所了解，掌握每个学生对该课程的理解和认识程度，从而可以根据每个学生的情况不同，来实现因材施教。
（2）思维导图法的教学设计
在自动控制原理课程的教学设计环节中采用思维导图法，对各个章节所讲授的主要内容，设计思路以及提问的相关内容等利用思维导图，分别标注出，然后再在所标出的每一个子标题下面，列举出相关的一些关键字及教学素材，最后根据各个小知识点之间的逻辑关系，组织构建出整体的知识系统，使得知识层次清楚，有条理，同时也提高了教师的备课效果。如图1所示，自动控制原理绪论部分知识点的思维导图教学设计。
【关键词】自动控制原理 多媒体教学 教学改革 Matlab软件
【中图分类号】TP13-4；G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）09-0026-02
在电气工程及其自动化专业的诸多专业课程中，自动控制原理是一门基础专业课程，对于测控技术、自动化专业、电子技术等一些相关专业而言，该课程也是一门重要的基础课程。目前，对于现代工业自动化应用的发展，自动控制理论也起着至关重要的作用。
因此，对于应用型本科院校，我们要想培养出具有较强的专业知识、专业技能和实践应用能力的高级本科人才，对于自动控制原理这门课程，我们迫切需要对这门课程的教学方法，教学模式以及实验实践环节进行必要的改革措施，使得学生所学的理论知识与实验实践相结合，这样一方面可以加深学生对所学的知识点更好的理解和掌握，另外也可以掌握一定的专业技能，培养一定的动手能力，从而为社会培养出具有较高素质和较强专业能力的应用型高级本科人才。
一、自动控制原理课程教学体系现状
《自动控制原理》是电气类专业的主干专业基础课程，而且与后续的其他专业课程有着至关重要的联系。相对于其他课程而言，该课程教学内容相对比较稳定，介绍的主要内容具体包括控制理论的一些基本概念和基本原理；反馈系统、离散系统和非线性系统的理论和相对应的一些分析方法；以及这些控制系统所涉及的综合设计等。该课程的主要特点是具有一般方法论。 除此之外，“自动控制原理”课程理论性强，涉及内容广泛，与机械、数学、生物等很多学科都有交叉，而且内容相对比较抽象，是一门具有一定深度和难度的课程。在教学效果上，学生只是机械地记住了若干公式定理，面对具体问题的时候，不知如何运用相应的知识去解决实际问题[1]。
对 “自动控制原理”课程教学体系和实验实践环节，我们进行了一些调研，在现有的教学体系中我们发现存在以下几个主要问题：
1.存在的传统教学模式
目前，在自动控制原理这门课程中，我校所采用的教学模式仍然是理论教学和实验教学的单一教学模式，这种教学模式导致我们课程中的理论教学部分和实验教学部分完全分开，致使学生理解理论知识困难，而且在实验过程中，又不能很好的把理论知识应用进去，从而使理论学习和专业技能的提高加大了难度，不能把实验的作用充分的发挥。
2.实验教学方式简单
实践教学环节基本上都是在实验室中的控制理论的实验箱，学生做实验时以进行单台实验为主，而且试验中所使用的一些常用外围器件基本上都是以模块化的形式集成在实验箱上，实验箱上资源有限，所以学生在实验中可扩展的条件很差，学生的实践创新能力根本没有机会施展[2]。
二、该课程对教学方法和手段的改革
1.结合多媒体采用启发式教学方法
在自动控制原理课程的理论授课过程中，结合一些相关知识的专业实例，有效的采用启发式教学方法，对教学重点和教学难点问题着重突出，引起学生足够的重视，从而加深理解。比如，在自动控制理论的绪论部分，内容枯燥，学生不易集中精力，对于这一部分，可以通过选用一些专业相关的典型示例，把所涉及到的开环控制、闭环控制以及反馈等基本理论概念引出，从而使学生能够意识到该课程在实际生活中的重要性，引起他们对这门课的重视，另外也可以使学生理解自动控制理论在专业发展中的作用。除此之外，在课堂上，还可采用问答和课堂讨论的方式，让学生积极投入到课堂中，成为课堂的参与者或是主人，另外，在教学内容转换时可以提出问题或是质疑，并留出适当的时间，让学生通过思考和讨论自己解决问题，然后在对新知识进行讲解，提高学生学习的主动性，并且能够加强学生对该部分知识的理解，较深记忆，使得整体的教学质量提高。
2.控制原理课程教学中采用思维导图法
根据自动控制原理课程的内容和特点，把思维导图与自动控制原理的教学加以有机的结合，能明显提高授课效率和学习质量[3]。为实现常规语义网络的图表化表达，英国心理学家、教育家Tony Buzan在20世纪70年代初提出了思维导图（Mind Mapping）概念[4]。思维导图通过颜色、图像、关键词、曲线等要素构成信息点框架，能有效激发大脑的创造力与记忆力潜能[4]。
（1）思维导图法的作用
目前，在国外思维导图法得到了十分广泛的应用，该方法在教学过程中使用，能起到很大的作用，其功能如下：一方面通过思维导图法，可以使课程的知识体系做成框架，更加形象具体，在整个教学六中的设计中，也显得更加系统，教学方法相比较而言显得科学有效，便于学生整体掌握。另一方面使用思维导图法，在课堂中可以提供师生互动的图形化界面，从而提高学生的注意力和积极主动性，便于师生沟通，使得学生容易加入课堂，提高课堂效率。最后利用思维导图法，教师可以根据学生的思维导图作品，对每个学生所掌握的知识结构有所了解，掌握每个学生对该课程的理解和认识程度，从而可以根据每个学生的情况不同，来实现因材施教。
（2）思维导图法的教学设计
在自动控制原理课程的教学设计环节中采用思维导图法，对各个章节所讲授的主要内容，设计思路以及提问的相关内容等利用思维导图，分别标注出，然后再在所标出的每一个子标题下面，列举出相关的一些关键字及教学素材，最后根据各个小知识点之间的逻辑关系，组织构建出整体的知识系统，使得知识层次清楚，有条理，同时也提高了教师的备课效果。如图1所示，自动控制原理绪论部分知识点的思维导图教学设计。