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摘要：针对传统教学模式下自动控制原理教学中存在的问题，进行了一些创新思考，并结合先进教学理念，对理论教学、实验教学以及考核方式等方面做出了一些探索性的改革实践，以加强学生的创新能力和工程意识。
关键词：自动控制原理；教学模式；教学方法；改革创新
作者简介：董帅（1985-），男，天津人，军事交通学院装运机械系，助教；李春卉（1977-），女，山西运城人，军事交通学院装运机械系，讲师。（天津 300161）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）01-0019-02
自动控制原理是机械工程及其自动化专业的一门主干课程，在专业课程体系中占有重要地位。该课程的主要特点是：抽象概念多、理论性强、信息量大；所涉及的数学基础广泛、知识面广；内容丰富、更新发展快等。课程的这些特点很容易造成学生理解上的混乱，对学习造成困难，同时依靠传统的教学模式，教师也很难保证较好的教学效果。因此，本文提出一些教学模式的创新思考，并在日常教学中有计划、有规律的进行实践探索，达到该门课程教师从容授课、学生轻松学习，既增强了学生的专业学习兴趣，也培养了学生的创新能力和工程意识。
一、传统教学模式下，自动控制原理课程教学中存在的问题
1.学生基础知识相对薄弱和学习能力的下降造成学习障碍
自动控制原理课程是控制、数学、信息技术领域的交叉学科。课程内容涉及高等数学、工程数学、计算机、力学、电学、机械学等多门学科知识，理论性强，与工程结合密切。由于高校扩招后学生的文化基础、自主学习动力和吃苦精神较之以往有所下降，加上学生对课程相关学科的基础知识缺乏，对学科之间的交叉理解能力不强，以致学生普遍认为自动控制原理课程的学习困难。
2.对理论与实践结合的重视程度不够致使学生失去学习兴趣和动力
在实际教学过程中教师往往缺乏实践教学和理论教学的结合，学生对实际控制系统缺少直观的感性认识，造成学生对于实践环节的认识和重视度不高，缺乏工程实践知识和创新能力；实验内容往往以验证性实验为主，循规蹈矩，实验教学手段单一，某些实验环节更是与理论教学脱节，导致学生失去了学习的兴趣和动力。另外，在现今大环境的影响下，很多学生更注重所学知识的实用性，只想知道所学的课程对以后的工作究竟有什么用，直奔目标而去，认为“有用”则学，“无用”则混。传统的教学模式下无法给学生正确的引导，导致学生失去学习的动力。
3.传统的讲授式课堂教学模式难以激发学生的学习兴趣
自动控制原理教材中有许多抽象概念让学生不知所云，觉得这些概念抽象得难以理解，不知道与现实生活有什么联系，脱离实际在一定程度上已经影响了学生的学习动力。再加上传统的教学模式下，学生上课只能摘抄笔记被动地接受“填鸭式”教学，课堂上缺乏“参与式”、“引导式”和“启发式”等互动教学环节，教师只是一味地进行公式推导，对学生灌输抽象的专业理论概念，枯燥的学习内容和单一的教学模式，极易使学生产生畏难情绪，进而失去学习兴趣。
4.传统的考核方式使学生的学习与课程要求相脱离
自动控制原理课程的教学目的是使学生了解自动控制领域的发展状况和趋势，掌握自动控制技术的基本理论和专业技能，增强与之相应的工程意识和创新能力。但课程的内容比较抽象，单一的理论学习使学生感到枯燥厌烦，学生学习就是为了考试时能得到60分，而传统考核方式中的闭卷或开卷考试都或多或少与课程要求相偏离，从而导致学生的学习效果不能达到教学目的，因此就会把教学中的教与学、学与考给割裂开来，教学达不到应有的目的。
二、课程教学改革的创新思考和实践探索
1.理论教学的创新与实践
（1）创新课程设计，优化教学内容。自动控制领域的发展速度越来越快，控制技术和检测手段日益增加，不断更新，致使自动控制原理教学内容多、学时少的矛盾日趋突出。因此，必须根据教学目的和培养目标，创新课程设计，优化教学内容，并且对每个教学内容的深度和广度不断更新。对于教学大纲中的重点内容、基本概念、基本原理和基本方法，要重点讲解并且需要启发式讲深讲透。针对课程交叉性强的问题，对已学内容，主要针对课程所需所用之处进行讲授，并注重内容交叉衔接处的重点讲授。同时，从课程设计和教学目的的总体要求出发，打破传统教材结构的约束，改进传统的教学顺序，对教学内容运用模块化设计进行讲授，从而有效地解决了教与学、学与用、目前与发展之间的矛盾，使自动控制原理课程体系结构具有系统性、实用性，与时俱进。
（2）创新教学方法，激发学生的学习主动性。改变传统“灌输式”和“填鸭式”的教学方式而采用“参与式”、“引导式”和“启发式”的互动教学方法，对抽象概念、定义和分析方法进行有层次的讲解，有意识的启发引导学生主动思考、讨论所学内容，积极参与到教学过程中。教师的授课过程需要声情并茂，随时与学生进行言语与眼神的沟通交流。同时，要打破课堂讲授的单一教学模式，引导学生进行研讨式学习，要求学生课后阅读大量参考资料，在课堂中通过讨论的方式不断澄清模糊认识和错误概念，使学生真正成为教学活动的主体，这样既可以激发学生的主观能动性，同时也加深了他们对自动控制基本的理解，拓宽了知识面。
（3）充分运用现代化教学技术，丰富教学手段，提高教学质量。现代化的教学技术可以丰富教学手段，使课堂教学环节生动、形象、直观，同时也能大大增加学生听课的效率，从而提高教学质量。在教师声情并茂的讲授过程中，适时的穿插使用动画教学，计算机仿真教学，将教学内容用学生最有兴趣接受的方式进行教授。同时，可以充分利用目前控制界和工程界流行的Matlab语言形成集自动控制理论的基础知识教学、系统分析与设计于一体的多媒体教学环境。学生通过在Matlab/Simulink环境中对所学控制系统进行建模、仿真，可以更加形象地认知系统各个环节的组成以及运动过程，从而加深对抽象概念的理解。充分利用计算机辅助教学的手段，不仅可以提高学生学习课程的主观能动性，而且可以将一些以往学生难以理解和掌握的抽象内容，通过形象、直观的方式展现给学生，使学生对所学内容的理解和掌握更加简单，从而提高课堂的授课效率，增强教学效果。
（4）理论结合实际，充分调动学生的主观能动性。自动控制原理课程的教学目的就是为了使学生能够用所学的控制技术解决实际的控制问题，在教学中把课程与工程实际应用紧密联系可以有效提高学生的学习兴趣。因此，在实际的教学过程中，应加大理论和应用相结合的重视程度，选取现实生活中实际的控制系统，引导启发学生运用所学的控制理论知识去解决分析和设计问题。同时，为了扩大学生的视野和知识面，要不断更新控制系统实例库，引入前沿的控制系统和控制技术作为教学内容介绍给学生，这样才能真正做到学与用相结合，使学生深刻理解学以致用的意义，从而调动学生学习的主观能动性。
2.实验教学的创新与实践
（1）创新实验内容和方法，进行分层次实验。自动控制原理实验教学是培养学生工程意识和创新能力的重要途径，因此，将实验课分为基础性实验、综合性实验、设计性实验三个层次，运用Matlab语言对自动控制系统进行仿真实验，可以更大程度地达到实验教学的目的。为了充分体现课程的实践性，与理论教学内容紧密相关的部分一般作为基础性实验内容，安排在实验课内完成；为了使学生对控制系统有直观的感知，一般将具有特定功能控制系统的设计和实现作为综合性实验的内容，安排在实验课内和业余时间共同完成；为了增强学生创新能力和工程设计能力，利用业余时间安排一些实际控制系统的设计和实现作为设计性实验。同时，在实验内容方面鼓励学生自拟实验项目，改变常规的验证性实验方式，逐步转变为综合性，最终实现设计性、创新性实验。
（2）积极创造条件，加强实验课程的教学。建设自动控制技术综合实验室，为学生提供良好的实验条件，使自动控制原理实验教学课程更好的为提高学生创新能力和工程意识的培养服务。同时，实验室在时间、内容、操作上实行按需开放制度，给予学生充分的实验空间和足够的实验机会。自动控制原理课程教学的同时，同步开设Matlab语言仿真设计课程，使学生能够充分掌握Matlab仿真知识，对于自动控制原理课中不好理解的理论知识，便于及时地实验验证。
3.考核形式和方法的创新探索
在自动控制原理教学中，要增强学生创新能力和工程意识的培养，就必须改变以往的应试教育模式。只有合理的考核与成绩评定方式才能使学生的学习过程和教师的教学过程形成一个稳定的性能良好的闭环系统，最终达到教学目的。因此，为了更好地实现教学目的，可以将考核形式和成绩评定方式划分为以下四个组成部分：根据平时课堂学习表现和日常作业完成情况给与平时成绩，占课程总成绩的10%；基础性实验、综合性实验和设计性实验部分作为实验成绩，占课程总成绩的30%；以提交大作业或者论文的形式作为期中考试，占课程总成绩的30%；闭卷理论考试作为期末，占课程总成绩的30%。这样不仅使学生从单纯的应试教育中脱离出来，而且学生可以更好地进行实验操作，增强自身的创新能力，真正做到学以致用。
4.建设一支高素质的教学团队
知识的传授、学生能力的培养和素质的提高，都需要教师精心培养和正确指导，高素质的教师团队是教学模式改革创新的必备条件。因此，教师不但要具有严谨的工作态度、科学的研究方法，而且还应具有强烈的创新精神和创新意识，同时教师还要时刻关注控制领域的发展趋势和最新的研究成果，丰富教学内容，更新素材库，加强自身的业务素质。这样教师在授课过程中，才能视野广阔，教学内容充实，并且直接接触科学研究前沿，学生在这种氛围的熏陶下，学习兴趣、实践能力、创新意识就会得到潜移默化的增强。
三、结束语
在自动控制原理课程建设过程中，主要针对自动控制原理课程的特点及以往教学中存在的问题，摒弃传统思想，注重使用先进的教学形式和考核模式，合理运用现代教育教学技术手段，推进教学模式的改革与创新，并且在教学实践中取得了较好的效果，但在今后的教学实践中仍需做进一步的探究与改进。
参考文献：
[1]江善和,王远志.自动控制原理课程教学改革的思考与实践[J].软件导刊,2009,(12).
[2]邹恩,漆海霞,杨秀丽.“自动控制原理”课程教学的方法研究[J].中国电力教育,2009,(20).
[3]何玲,吴恒玉,雷亚莉.基于《自动控制原理与应用》课程多种形式教学方法的探讨[J].天津职业大学学报,2010,(3).
[4]金光.《自动控制原理》课程考核方法改革的探讨与实施[J].科技信息,2007,(28).
（责任编辑：刘丽娜）
关键词：自动控制原理；教学模式；教学方法；改革创新
作者简介：董帅（1985-），男，天津人，军事交通学院装运机械系，助教；李春卉（1977-），女，山西运城人，军事交通学院装运机械系，讲师。（天津 300161）
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）01-0019-02
自动控制原理是机械工程及其自动化专业的一门主干课程，在专业课程体系中占有重要地位。该课程的主要特点是：抽象概念多、理论性强、信息量大；所涉及的数学基础广泛、知识面广；内容丰富、更新发展快等。课程的这些特点很容易造成学生理解上的混乱，对学习造成困难，同时依靠传统的教学模式，教师也很难保证较好的教学效果。因此，本文提出一些教学模式的创新思考，并在日常教学中有计划、有规律的进行实践探索，达到该门课程教师从容授课、学生轻松学习，既增强了学生的专业学习兴趣，也培养了学生的创新能力和工程意识。
一、传统教学模式下，自动控制原理课程教学中存在的问题
1.学生基础知识相对薄弱和学习能力的下降造成学习障碍
自动控制原理课程是控制、数学、信息技术领域的交叉学科。课程内容涉及高等数学、工程数学、计算机、力学、电学、机械学等多门学科知识，理论性强，与工程结合密切。由于高校扩招后学生的文化基础、自主学习动力和吃苦精神较之以往有所下降，加上学生对课程相关学科的基础知识缺乏，对学科之间的交叉理解能力不强，以致学生普遍认为自动控制原理课程的学习困难。
2.对理论与实践结合的重视程度不够致使学生失去学习兴趣和动力
在实际教学过程中教师往往缺乏实践教学和理论教学的结合，学生对实际控制系统缺少直观的感性认识，造成学生对于实践环节的认识和重视度不高，缺乏工程实践知识和创新能力；实验内容往往以验证性实验为主，循规蹈矩，实验教学手段单一，某些实验环节更是与理论教学脱节，导致学生失去了学习的兴趣和动力。另外，在现今大环境的影响下，很多学生更注重所学知识的实用性，只想知道所学的课程对以后的工作究竟有什么用，直奔目标而去，认为“有用”则学，“无用”则混。传统的教学模式下无法给学生正确的引导，导致学生失去学习的动力。
3.传统的讲授式课堂教学模式难以激发学生的学习兴趣
自动控制原理教材中有许多抽象概念让学生不知所云，觉得这些概念抽象得难以理解，不知道与现实生活有什么联系，脱离实际在一定程度上已经影响了学生的学习动力。再加上传统的教学模式下，学生上课只能摘抄笔记被动地接受“填鸭式”教学，课堂上缺乏“参与式”、“引导式”和“启发式”等互动教学环节，教师只是一味地进行公式推导，对学生灌输抽象的专业理论概念，枯燥的学习内容和单一的教学模式，极易使学生产生畏难情绪，进而失去学习兴趣。
4.传统的考核方式使学生的学习与课程要求相脱离
自动控制原理课程的教学目的是使学生了解自动控制领域的发展状况和趋势，掌握自动控制技术的基本理论和专业技能，增强与之相应的工程意识和创新能力。但课程的内容比较抽象，单一的理论学习使学生感到枯燥厌烦，学生学习就是为了考试时能得到60分，而传统考核方式中的闭卷或开卷考试都或多或少与课程要求相偏离，从而导致学生的学习效果不能达到教学目的，因此就会把教学中的教与学、学与考给割裂开来，教学达不到应有的目的。
二、课程教学改革的创新思考和实践探索
1.理论教学的创新与实践
（1）创新课程设计，优化教学内容。自动控制领域的发展速度越来越快，控制技术和检测手段日益增加，不断更新，致使自动控制原理教学内容多、学时少的矛盾日趋突出。因此，必须根据教学目的和培养目标，创新课程设计，优化教学内容，并且对每个教学内容的深度和广度不断更新。对于教学大纲中的重点内容、基本概念、基本原理和基本方法，要重点讲解并且需要启发式讲深讲透。针对课程交叉性强的问题，对已学内容，主要针对课程所需所用之处进行讲授，并注重内容交叉衔接处的重点讲授。同时，从课程设计和教学目的的总体要求出发，打破传统教材结构的约束，改进传统的教学顺序，对教学内容运用模块化设计进行讲授，从而有效地解决了教与学、学与用、目前与发展之间的矛盾，使自动控制原理课程体系结构具有系统性、实用性，与时俱进。
（2）创新教学方法，激发学生的学习主动性。改变传统“灌输式”和“填鸭式”的教学方式而采用“参与式”、“引导式”和“启发式”的互动教学方法，对抽象概念、定义和分析方法进行有层次的讲解，有意识的启发引导学生主动思考、讨论所学内容，积极参与到教学过程中。教师的授课过程需要声情并茂，随时与学生进行言语与眼神的沟通交流。同时，要打破课堂讲授的单一教学模式，引导学生进行研讨式学习，要求学生课后阅读大量参考资料，在课堂中通过讨论的方式不断澄清模糊认识和错误概念，使学生真正成为教学活动的主体，这样既可以激发学生的主观能动性，同时也加深了他们对自动控制基本的理解，拓宽了知识面。
（3）充分运用现代化教学技术，丰富教学手段，提高教学质量。现代化的教学技术可以丰富教学手段，使课堂教学环节生动、形象、直观，同时也能大大增加学生听课的效率，从而提高教学质量。在教师声情并茂的讲授过程中，适时的穿插使用动画教学，计算机仿真教学，将教学内容用学生最有兴趣接受的方式进行教授。同时，可以充分利用目前控制界和工程界流行的Matlab语言形成集自动控制理论的基础知识教学、系统分析与设计于一体的多媒体教学环境。学生通过在Matlab/Simulink环境中对所学控制系统进行建模、仿真，可以更加形象地认知系统各个环节的组成以及运动过程，从而加深对抽象概念的理解。充分利用计算机辅助教学的手段，不仅可以提高学生学习课程的主观能动性，而且可以将一些以往学生难以理解和掌握的抽象内容，通过形象、直观的方式展现给学生，使学生对所学内容的理解和掌握更加简单，从而提高课堂的授课效率，增强教学效果。
（4）理论结合实际，充分调动学生的主观能动性。自动控制原理课程的教学目的就是为了使学生能够用所学的控制技术解决实际的控制问题，在教学中把课程与工程实际应用紧密联系可以有效提高学生的学习兴趣。因此，在实际的教学过程中，应加大理论和应用相结合的重视程度，选取现实生活中实际的控制系统，引导启发学生运用所学的控制理论知识去解决分析和设计问题。同时，为了扩大学生的视野和知识面，要不断更新控制系统实例库，引入前沿的控制系统和控制技术作为教学内容介绍给学生，这样才能真正做到学与用相结合，使学生深刻理解学以致用的意义，从而调动学生学习的主观能动性。
2.实验教学的创新与实践
（1）创新实验内容和方法，进行分层次实验。自动控制原理实验教学是培养学生工程意识和创新能力的重要途径，因此，将实验课分为基础性实验、综合性实验、设计性实验三个层次，运用Matlab语言对自动控制系统进行仿真实验，可以更大程度地达到实验教学的目的。为了充分体现课程的实践性，与理论教学内容紧密相关的部分一般作为基础性实验内容，安排在实验课内完成；为了使学生对控制系统有直观的感知，一般将具有特定功能控制系统的设计和实现作为综合性实验的内容，安排在实验课内和业余时间共同完成；为了增强学生创新能力和工程设计能力，利用业余时间安排一些实际控制系统的设计和实现作为设计性实验。同时，在实验内容方面鼓励学生自拟实验项目，改变常规的验证性实验方式，逐步转变为综合性，最终实现设计性、创新性实验。
（2）积极创造条件，加强实验课程的教学。建设自动控制技术综合实验室，为学生提供良好的实验条件，使自动控制原理实验教学课程更好的为提高学生创新能力和工程意识的培养服务。同时，实验室在时间、内容、操作上实行按需开放制度，给予学生充分的实验空间和足够的实验机会。自动控制原理课程教学的同时，同步开设Matlab语言仿真设计课程，使学生能够充分掌握Matlab仿真知识，对于自动控制原理课中不好理解的理论知识，便于及时地实验验证。
3.考核形式和方法的创新探索
在自动控制原理教学中，要增强学生创新能力和工程意识的培养，就必须改变以往的应试教育模式。只有合理的考核与成绩评定方式才能使学生的学习过程和教师的教学过程形成一个稳定的性能良好的闭环系统，最终达到教学目的。因此，为了更好地实现教学目的，可以将考核形式和成绩评定方式划分为以下四个组成部分：根据平时课堂学习表现和日常作业完成情况给与平时成绩，占课程总成绩的10%；基础性实验、综合性实验和设计性实验部分作为实验成绩，占课程总成绩的30%；以提交大作业或者论文的形式作为期中考试，占课程总成绩的30%；闭卷理论考试作为期末，占课程总成绩的30%。这样不仅使学生从单纯的应试教育中脱离出来，而且学生可以更好地进行实验操作，增强自身的创新能力，真正做到学以致用。
4.建设一支高素质的教学团队
知识的传授、学生能力的培养和素质的提高，都需要教师精心培养和正确指导，高素质的教师团队是教学模式改革创新的必备条件。因此，教师不但要具有严谨的工作态度、科学的研究方法，而且还应具有强烈的创新精神和创新意识，同时教师还要时刻关注控制领域的发展趋势和最新的研究成果，丰富教学内容，更新素材库，加强自身的业务素质。这样教师在授课过程中，才能视野广阔，教学内容充实，并且直接接触科学研究前沿，学生在这种氛围的熏陶下，学习兴趣、实践能力、创新意识就会得到潜移默化的增强。
三、结束语
在自动控制原理课程建设过程中，主要针对自动控制原理课程的特点及以往教学中存在的问题，摒弃传统思想，注重使用先进的教学形式和考核模式，合理运用现代教育教学技术手段，推进教学模式的改革与创新，并且在教学实践中取得了较好的效果，但在今后的教学实践中仍需做进一步的探究与改进。
参考文献：
[1]江善和,王远志.自动控制原理课程教学改革的思考与实践[J].软件导刊,2009,(12).
[2]邹恩,漆海霞,杨秀丽.“自动控制原理”课程教学的方法研究[J].中国电力教育,2009,(20).
[3]何玲,吴恒玉,雷亚莉.基于《自动控制原理与应用》课程多种形式教学方法的探讨[J].天津职业大学学报,2010,(3).
[4]金光.《自动控制原理》课程考核方法改革的探讨与实施[J].科技信息,2007,(28).
（责任编辑：刘丽娜）