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摘要：根据拉斯威尔的传播行为理论，设计了一种“以学生为中心”的自动控制原理新型教学模式。新型教学模式从“教师、学生、理论教学、实践教学、课程评价”5个方面来描述。然后在“自动控制原理”课程教学过程中实践新型教学模式，并采用定期跟踪学生反馈意见的形式评价教学效果并逐步改进，最终使自动控制原理教学取得好的教学效果。
关键词：5W模式；教学改革；理论教学；实践教学；Matlab
作者简介：程丽平（1976-），女，山东济宁人，山东科技大学机电工程系，讲师。（山东 泰安 271019）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）15-0073-02
1948年，美国政治学家H.拉斯威尔提出了把信息传播过程分解为传者、受者、信息、媒介、效果。他认为传播行为一个方便的方法是回答下列五个问题：Who（谁）；To Who（对谁）；Say What（说什么）；In Which channel（从什么途径）；With what effect（取得什么效果）。这就是著名的“5W模式”。教学过程也是一种信息传播的过程。
“自动控制原理”是自动化类专业的核心课程，是理论性和工程实践性均较强的专业基础课，具有内容丰富、理论性强、涉及知识面广、信息量大、更新发展快的特点。而习题类型多，有深度且比较抽象又是这门课的难学之处。学生在学习过程中和学习结束后都存在着这样那样的问题。怎样解决这些问题呢？
一、教师对教学内容的熟练把握和对学生主体可能发生问题的正确分析
“师者，传道授业解惑也”虽然是对老师的定义，但包含了教学信息传播过程中的两个主体：who（教师传道）和to who（解学生的惑）。教师作为信息的传播主体之一，必须对所要传授的信息掌握非常透彻，掌握课程的体系结构，这是能进行“传道授业”的前提。纵观国内外代表性的教材和大多数高校的授课体系，“自动控制原理”本科教学的基本内容和传统分章顺序通常为：绪论；数学模型；时域方法；根轨迹方法；频域方法；系统校正；离散系统；非线性系统；状态空间方法。[1]
仔细分析这一体系会看到贯穿其中的线索为：线性连续系统→线性离散系统→非线性系统→现代控制理论。重点讲解的是线性连续系统，介绍了系统建模、三大分析法（时域、根轨迹、频域分析法）、系统校正；离散系统的分析法是连续系统的继承性复制；非线性系统的描述函数法和相平面法；现代控制理论中对MIMO系统的分析。换成更容易理解的话就是，对于给定的系统首先建模，然后分析这个系统是否稳定。如果稳定，稳定程度怎样？典型信号输入下的输出是什么样的？如果不稳定，怎样对系统校正？
作为师者，要熟练掌握体系结构，并运用到具体问题的分析中，这样才能做到融会贯通，不至于使自己所讲的每个问题变得支离破碎，没有连贯性，增加学生理解的难度。
另一方面，学生是信息传播的另一主体，是信息的接受者。作为老师要认真考虑学生接受信息的方式、学生现有的知识水平和理解能力。利用作业和课下的交谈以及让学生定期反馈信息等各种方式，掌握学生的理解误区、学习的难点，以便对上课所教授的内容进行及时的调整。例如：设一个简单二阶系统的传递函数为：，那么系统增益为2，而好多学生想当然地认为系统的增益为8。学生在求解稳态误差时就会出错。这是一个学生理解上的误区，要求在上课时把系统增益和系统的根轨迹增益的区别讲清楚。
二、教学内容的组织和教学方法的使用
在解决了“谁”和“对谁”两方面的问题后，从教学的目的和教学的效果来说我们都应当确定以“学生为中心”的教学模式，教学内容的组织（Say What）和教学方法的使用（In Which channel）都应当围绕这个中心，学生的学习模式也应当是自主学习：教师是学生学习的“指导者”、“引导者”，引导学生围绕所要掌握的内容学习，避免放任自流。学生应主动地参与到学习知识的过程中，独立地掌握系统的书本知识，获得自学方法。
1.理论教学内容的组织和教学方法的使用
（1）仔细分析整个理论教学内容。可以归结为：怎样判定系统稳定，系统的性能指标怎样，所有分析问题的方法都是围绕“系统闭环特征根全部落在左半平面是系统稳定的充要条件”和“系统零极点的位置决定了系统的性能指标”。因此在教学过程中要把这一分析结果融会到系统建模分析后的每一章节中，这样更有利于学生独立掌握系统的书本知识，更容易挖掘每种分析法后更深层的东西，也更有利于创新火花的迸发。
（2）研究往届学生的反映情况。自动控制原理这门课就是做题，感觉与实际联系不密切。根据这个实际情况，在教学内容的组织上应注意密切联系实际，让学生知道为什么学、学什么、怎么学、学了怎么用。为了使学生更清楚地认识所学课程与专业方向的关系以及在今后工作中的应用，对学习目的更加明确，在教学内容中我们增加了一些和教学内容适应的工业现场控制系统的运行，设计的视频短片。同时鼓励学生走出课堂，到专业实验室，了解专业课老师从事的科研工作，明确这些科学研究与所学课程的关系，懂得学习的重要性。同时，采取座谈会的方式，任课教师到学生班与学生交流，了解他们想些什么、有什么要求和疑惑，将学科发展的新动向、新的学科增长点介绍给学生，开拓学生的视野，提高学生的学习兴趣。
（3）不同的教学内容采用不同的教学方法。如系统建模采用“学生自主练习，在不断的犯错误中掌握知识”，系统微分方程的建立、结构图的化简、梅逊公式的应用方法介绍之后就让学生自己练习，然后发现自己的误区，改正错误并掌握知识。如根轨迹采用“讨论式教学方法”，给出多种零极点分布图，让学生们根据法则讨论根轨迹的可能形状在争执中解决问题；如离散控制系统采用“对照比较分析法”，离散系统与连续系统的各种分析法相对照，学生可以更容易地掌握离散系统。
（4）采用与Matlab和多媒体相结合的教学模式、传统的粉笔加黑板教学以及演示性教学相结合的办法。例如用一个具体的工业小系统导出一些基本控制理论概念，然后用基本物理知识和数学知识对它建立模型，接着用Matlab的Simulink进行结构图的构建等讲到时域分析时再给出在某个特定输入下的响应曲线。通过Matlab的仿真结果，能给学生留下直观的印象，便于学生理解和掌握。
（5）制订标准，让学生出题并给出答案的复习模式的探讨取得了良好的效果。为了让学生更好地学习，学期结束时我们根据学习内容制定了出题标准，让每个学生出份考试试题，并给出答案。这种方法既让学生复习了，又锻炼了文字处理能力和画图能力，同时为题库建设提供了储备。
2.实践教学内容的组织
（1）学生课堂实验。我们把实验分为基本实验、仿真实验、和综合实验。基本实验是对理论教学中基本理论的验证，仿真实验利用Matlab语言的控制系统仿真功能，让学生学习与掌握 Matlab语言的基本程序设计方法，学习应用Matlab语言的控制仿真程序设计方法，进行控制系统的仿真并完成一般控制系统的校正设计。综合实验是尽可能利用实验室的条件开出2～4个与实际工业控制系统类似的实验，如交直流调速系统和锅炉温度控制系统等。通过以上三种形式的实验真正可以做到从“单元”到“系统”，从“演示”到“仿真”到“设计”到“实现”，大大提高了学生的动手能力，使理论教学环节得到了有效的补充和验证，学生的学习兴趣和学习的目的性得到了提高。
关键词：5W模式；教学改革；理论教学；实践教学；Matlab
作者简介：程丽平（1976-），女，山东济宁人，山东科技大学机电工程系，讲师。（山东 泰安 271019）
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）15-0073-02
1948年，美国政治学家H.拉斯威尔提出了把信息传播过程分解为传者、受者、信息、媒介、效果。他认为传播行为一个方便的方法是回答下列五个问题：Who（谁）；To Who（对谁）；Say What（说什么）；In Which channel（从什么途径）；With what effect（取得什么效果）。这就是著名的“5W模式”。教学过程也是一种信息传播的过程。
“自动控制原理”是自动化类专业的核心课程，是理论性和工程实践性均较强的专业基础课，具有内容丰富、理论性强、涉及知识面广、信息量大、更新发展快的特点。而习题类型多，有深度且比较抽象又是这门课的难学之处。学生在学习过程中和学习结束后都存在着这样那样的问题。怎样解决这些问题呢？
一、教师对教学内容的熟练把握和对学生主体可能发生问题的正确分析
“师者，传道授业解惑也”虽然是对老师的定义，但包含了教学信息传播过程中的两个主体：who（教师传道）和to who（解学生的惑）。教师作为信息的传播主体之一，必须对所要传授的信息掌握非常透彻，掌握课程的体系结构，这是能进行“传道授业”的前提。纵观国内外代表性的教材和大多数高校的授课体系，“自动控制原理”本科教学的基本内容和传统分章顺序通常为：绪论；数学模型；时域方法；根轨迹方法；频域方法；系统校正；离散系统；非线性系统；状态空间方法。[1]
仔细分析这一体系会看到贯穿其中的线索为：线性连续系统→线性离散系统→非线性系统→现代控制理论。重点讲解的是线性连续系统，介绍了系统建模、三大分析法（时域、根轨迹、频域分析法）、系统校正；离散系统的分析法是连续系统的继承性复制；非线性系统的描述函数法和相平面法；现代控制理论中对MIMO系统的分析。换成更容易理解的话就是，对于给定的系统首先建模，然后分析这个系统是否稳定。如果稳定，稳定程度怎样？典型信号输入下的输出是什么样的？如果不稳定，怎样对系统校正？
作为师者，要熟练掌握体系结构，并运用到具体问题的分析中，这样才能做到融会贯通，不至于使自己所讲的每个问题变得支离破碎，没有连贯性，增加学生理解的难度。
另一方面，学生是信息传播的另一主体，是信息的接受者。作为老师要认真考虑学生接受信息的方式、学生现有的知识水平和理解能力。利用作业和课下的交谈以及让学生定期反馈信息等各种方式，掌握学生的理解误区、学习的难点，以便对上课所教授的内容进行及时的调整。例如：设一个简单二阶系统的传递函数为：，那么系统增益为2，而好多学生想当然地认为系统的增益为8。学生在求解稳态误差时就会出错。这是一个学生理解上的误区，要求在上课时把系统增益和系统的根轨迹增益的区别讲清楚。
二、教学内容的组织和教学方法的使用
在解决了“谁”和“对谁”两方面的问题后，从教学的目的和教学的效果来说我们都应当确定以“学生为中心”的教学模式，教学内容的组织（Say What）和教学方法的使用（In Which channel）都应当围绕这个中心，学生的学习模式也应当是自主学习：教师是学生学习的“指导者”、“引导者”，引导学生围绕所要掌握的内容学习，避免放任自流。学生应主动地参与到学习知识的过程中，独立地掌握系统的书本知识，获得自学方法。
1.理论教学内容的组织和教学方法的使用
（1）仔细分析整个理论教学内容。可以归结为：怎样判定系统稳定，系统的性能指标怎样，所有分析问题的方法都是围绕“系统闭环特征根全部落在左半平面是系统稳定的充要条件”和“系统零极点的位置决定了系统的性能指标”。因此在教学过程中要把这一分析结果融会到系统建模分析后的每一章节中，这样更有利于学生独立掌握系统的书本知识，更容易挖掘每种分析法后更深层的东西，也更有利于创新火花的迸发。
（2）研究往届学生的反映情况。自动控制原理这门课就是做题，感觉与实际联系不密切。根据这个实际情况，在教学内容的组织上应注意密切联系实际，让学生知道为什么学、学什么、怎么学、学了怎么用。为了使学生更清楚地认识所学课程与专业方向的关系以及在今后工作中的应用，对学习目的更加明确，在教学内容中我们增加了一些和教学内容适应的工业现场控制系统的运行，设计的视频短片。同时鼓励学生走出课堂，到专业实验室，了解专业课老师从事的科研工作，明确这些科学研究与所学课程的关系，懂得学习的重要性。同时，采取座谈会的方式，任课教师到学生班与学生交流，了解他们想些什么、有什么要求和疑惑，将学科发展的新动向、新的学科增长点介绍给学生，开拓学生的视野，提高学生的学习兴趣。
（3）不同的教学内容采用不同的教学方法。如系统建模采用“学生自主练习，在不断的犯错误中掌握知识”，系统微分方程的建立、结构图的化简、梅逊公式的应用方法介绍之后就让学生自己练习，然后发现自己的误区，改正错误并掌握知识。如根轨迹采用“讨论式教学方法”，给出多种零极点分布图，让学生们根据法则讨论根轨迹的可能形状在争执中解决问题；如离散控制系统采用“对照比较分析法”，离散系统与连续系统的各种分析法相对照，学生可以更容易地掌握离散系统。
（4）采用与Matlab和多媒体相结合的教学模式、传统的粉笔加黑板教学以及演示性教学相结合的办法。例如用一个具体的工业小系统导出一些基本控制理论概念，然后用基本物理知识和数学知识对它建立模型，接着用Matlab的Simulink进行结构图的构建等讲到时域分析时再给出在某个特定输入下的响应曲线。通过Matlab的仿真结果，能给学生留下直观的印象，便于学生理解和掌握。
（5）制订标准，让学生出题并给出答案的复习模式的探讨取得了良好的效果。为了让学生更好地学习，学期结束时我们根据学习内容制定了出题标准，让每个学生出份考试试题，并给出答案。这种方法既让学生复习了，又锻炼了文字处理能力和画图能力，同时为题库建设提供了储备。
2.实践教学内容的组织
（1）学生课堂实验。我们把实验分为基本实验、仿真实验、和综合实验。基本实验是对理论教学中基本理论的验证，仿真实验利用Matlab语言的控制系统仿真功能，让学生学习与掌握 Matlab语言的基本程序设计方法，学习应用Matlab语言的控制仿真程序设计方法，进行控制系统的仿真并完成一般控制系统的校正设计。综合实验是尽可能利用实验室的条件开出2～4个与实际工业控制系统类似的实验，如交直流调速系统和锅炉温度控制系统等。通过以上三种形式的实验真正可以做到从“单元”到“系统”，从“演示”到“仿真”到“设计”到“实现”，大大提高了学生的动手能力，使理论教学环节得到了有效的补充和验证，学生的学习兴趣和学习的目的性得到了提高。