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摘要：本文在着重阐述《自动控制原理》教学现状的基础上，顺应当今工程应用型人才培养的大趋势，从理论教学、实验教学、考核方式三个方面提出了《自动控制原理》课程的教学改革措施，并简要说明了其实施效果。
关键词：《自动控制原理》；工程应用型；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）40-0104-02
一、引言
随着现代化进程的迅猛推进，产业结构持续更新升级，工程应用型人才的需求愈加迫切。2010年教育部提出“卓越工程师教育培养计划”，其目的就有缓解经济发展所带来的工程应用型人才紧缺的问题。工程应用型人才通常工作在生产的第一线，有一定的实践积累，能够指导并解决生产过程中的重要技术问题，同时具备设计和研制新产品、新工艺、新设备的综合性能力。高等院校在培养人才的过程中应与企业进行有效对接，培养更多具备专业化知识结构和实践背景的工业化发展急需的应用型人才。
自动控制技术作为21世纪最重要的工程技术之一，在生产设计、机械制造、军事及管理等领域具有极普遍的应用。国内目前已有200多所高校开设了自动化专业，培养了大量的专业人才，但自动控制领域中能够应对重要技术难题且富有创新性的工程应用型人才仍然紧缺[1，2]，其原因在于现行的自动化人才培养机制比较单一，往往更注重理论知识的传授，而忽视了工程物理背景和实践积累，因此很有必要深入地探讨自动化专业课程的教学改革，以顺应经济和社会的发展需求。
《自动控制原理》作为自动化专业的核心课程，其教学过程和实践将直接关系到学生对自动控制技术的认知及能否掌握应用更多先进的控制技术，因此如何教授好该课程使学生对自动控制真正产生兴趣并学有所得具有重要意义。本文将在工程应用型人才培养的大背景下，通过综合分析《自动控制原理》教学现状，从理论教学、实验教学、考核方式这三个方面探索其改革举措。
二、课程教学现状分析
《自动控制原理》旨在传授自动控制系统建模（传递函数模型）、性能分析（动态和稳态性能）、控制设计（PID控制、PD控制等）的基本原理和方法，使学生能够深刻地认识和理解自动控制的内在机制，培养综合性分析和解决问题的能力。该课程涵盖内容较广，理论性极强，要求具有良好的数学基础，因此教学具有一定的难度，尽管多年来国内高校在该课程的教学上有不少有效的改革和尝试[3-5]，但仍然存在一些较为突出的问题。
1.课堂教学太过强调以教师讲解为主的知识传授，方式比较单一。目前自动化专业开设的《自动控制原理》的计划学时设置为72学时（其中8学时为实验），因此要在64学时之内将该课程如此多的理论性极强的知识内容有效地传递给学生，值得深入地思考和探究。简单地使用以教师讲解为主的教学模式，显然无法达到理想的教学效果。一方面，不能很好地调动学生的学习兴趣和主观学习动力，影响学生对知识的掌握和理解，综合历年的考试成绩可见其弊；另一方面，教师的讲解容易流于程式化，使课堂氛围缺乏活力，难以在授课的过程中真正锻炼学生的创新性思维能力。
2.现行开设的实验均为传统的验证性实验，对培养学生的实践能力略有不足。《自动控制原理》实验所使用的设备为模拟电路工具箱，其内包含各种封装好的模拟器件，学生在实验的过程中只需要连接相应器件即可搭建模型，经由示波器观察实验效果。实验内容包含典型环节模拟、二阶系统时域响应、典型环节频率特性及采样控制系统分析，这些实验内容均以验证性为主，不具有拓展性，也无法真正锻炼学生的实践动手能力，对于加深理解控制系统及其典型环节收效甚微。
3.考核基本以笔试来定，不利于学生的综合素质培养。《自动控制原理》考核笔试成绩占比极大约为70%—90%（平时成绩占比约为10%—30%），略显僵化和片面，容易使教学模式和学习模式流于“应试”。对一门工程背景极强的课程而言，该考核方式显然不够合理。
三、课程教学改革措施
鉴于现阶段《自动控制原理》教学中存在的问题，本文将以培养工程应用型人才为出发点，提出以下几点改革举措，以便更好地锻炼学生的综合素质和实践能力。
1.引入问题驱动式“翻转课堂”教学环节。翻转课堂本意在于灵活调整课堂内外的时间，将部分学习的决定权交付于学生，以增强学生的参与度，调动学习的积极性，弱化教师的课堂教学比重。现阶段国内高校对“翻转课堂”已有不少尝试，但收效甚微，究其原因在于缺乏针对性，因此本文提出问题驱动式“翻转课堂”，由教师提供与课程内容相关的实际工程问题并做合理引导，学生进行分组讨论，指定一名学生主讲讨论结果，其余学生辅助讲解，提交书面报告，这有助于培养学生运用所学理论知识分析解决问题的能力。
2.增设有针对性的“方案主导型”实验。鉴于验证性实验太过程式化，因此本文提出增设“方案主导型”实验，即实验步骤、方法未知，在给定实验设备、要求及评价准则的基础上，学生自行构建实验方案，基于所学知识合理选择实验方法，设计实验过程。教师对实验方案进行审核、质询，并对实验效果进行评估，方案的合理性直接关系实验效果。该方法对锻炼学生的创新能力和实践能力提供了极大助力。
3.合理运用“笔试 面试”的考核方式。运用“笔试 面试”的双重考核机制，能够充分检验学生的综合能力。笔试和面试各占比50%，笔试题型可为基础理论题型，亦可为结合实际背景的综合性题型，面试内容可以多样化，如工程问题分析、实验设计及操作等。笔试经由统一考核，面试可有针对性的分组进行。面试过程中教师需预先设置或征集考题，并制定详细的评分细则。可以多人同时面试，针对同一考题在规定的时间内自由发表观点，借鉴企业“群面”经验，对学生综合考量。
四、结语
本文所提的《自动控制原理》教学改革意见已经在实际课堂教学中有所体现，并取得了良好的教学效果。经过调查统计反馈，学生的学习积极性有了显著提升，课堂氛围有了明显改善，整体教学过程得以优化，解放了传统课堂教学对学生思维的束缚，大部分学生反映这些教学尝试更有助于启发创新能力，锻炼实践能力及解决问题的能力，提升综合素养，帮助学生在今后能够更好地择业、就业。
参考文献：
[1]崔桂梅，贾玉瑛.自动化专业应用型人才培养模式的改革和实践[J].实验室研究与探索，2009，28（11）：114-116.
[2]贺廉云.自动化专业本科应用型人才培养方案探索[J].实验技术与管理，2008，25（7）：142-144.
[3]夏静萍，王瑛.工程专业认证背景下的自动控制原理实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2016，33（2）：159-161.
[4]刘惠敏.基于MATLAB的自动控制原理虚拟实验教学平台设计[J].实验室科学，2016，19（3）：48-52.
[5]姜素霞，鄭安平，丁莉芬.面向创新型人才培养的自动控制原理实践教学改革[J].实验室科学，2016，19（1）：128-130.
关键词：《自动控制原理》；工程应用型；教学改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）40-0104-02
一、引言
随着现代化进程的迅猛推进，产业结构持续更新升级，工程应用型人才的需求愈加迫切。2010年教育部提出“卓越工程师教育培养计划”，其目的就有缓解经济发展所带来的工程应用型人才紧缺的问题。工程应用型人才通常工作在生产的第一线，有一定的实践积累，能够指导并解决生产过程中的重要技术问题，同时具备设计和研制新产品、新工艺、新设备的综合性能力。高等院校在培养人才的过程中应与企业进行有效对接，培养更多具备专业化知识结构和实践背景的工业化发展急需的应用型人才。
自动控制技术作为21世纪最重要的工程技术之一，在生产设计、机械制造、军事及管理等领域具有极普遍的应用。国内目前已有200多所高校开设了自动化专业，培养了大量的专业人才，但自动控制领域中能够应对重要技术难题且富有创新性的工程应用型人才仍然紧缺[1，2]，其原因在于现行的自动化人才培养机制比较单一，往往更注重理论知识的传授，而忽视了工程物理背景和实践积累，因此很有必要深入地探讨自动化专业课程的教学改革，以顺应经济和社会的发展需求。
《自动控制原理》作为自动化专业的核心课程，其教学过程和实践将直接关系到学生对自动控制技术的认知及能否掌握应用更多先进的控制技术，因此如何教授好该课程使学生对自动控制真正产生兴趣并学有所得具有重要意义。本文将在工程应用型人才培养的大背景下，通过综合分析《自动控制原理》教学现状，从理论教学、实验教学、考核方式这三个方面探索其改革举措。
二、课程教学现状分析
《自动控制原理》旨在传授自动控制系统建模（传递函数模型）、性能分析（动态和稳态性能）、控制设计（PID控制、PD控制等）的基本原理和方法，使学生能够深刻地认识和理解自动控制的内在机制，培养综合性分析和解决问题的能力。该课程涵盖内容较广，理论性极强，要求具有良好的数学基础，因此教学具有一定的难度，尽管多年来国内高校在该课程的教学上有不少有效的改革和尝试[3-5]，但仍然存在一些较为突出的问题。
1.课堂教学太过强调以教师讲解为主的知识传授，方式比较单一。目前自动化专业开设的《自动控制原理》的计划学时设置为72学时（其中8学时为实验），因此要在64学时之内将该课程如此多的理论性极强的知识内容有效地传递给学生，值得深入地思考和探究。简单地使用以教师讲解为主的教学模式，显然无法达到理想的教学效果。一方面，不能很好地调动学生的学习兴趣和主观学习动力，影响学生对知识的掌握和理解，综合历年的考试成绩可见其弊；另一方面，教师的讲解容易流于程式化，使课堂氛围缺乏活力，难以在授课的过程中真正锻炼学生的创新性思维能力。
2.现行开设的实验均为传统的验证性实验，对培养学生的实践能力略有不足。《自动控制原理》实验所使用的设备为模拟电路工具箱，其内包含各种封装好的模拟器件，学生在实验的过程中只需要连接相应器件即可搭建模型，经由示波器观察实验效果。实验内容包含典型环节模拟、二阶系统时域响应、典型环节频率特性及采样控制系统分析，这些实验内容均以验证性为主，不具有拓展性，也无法真正锻炼学生的实践动手能力，对于加深理解控制系统及其典型环节收效甚微。
3.考核基本以笔试来定，不利于学生的综合素质培养。《自动控制原理》考核笔试成绩占比极大约为70%—90%（平时成绩占比约为10%—30%），略显僵化和片面，容易使教学模式和学习模式流于“应试”。对一门工程背景极强的课程而言，该考核方式显然不够合理。
三、课程教学改革措施
鉴于现阶段《自动控制原理》教学中存在的问题，本文将以培养工程应用型人才为出发点，提出以下几点改革举措，以便更好地锻炼学生的综合素质和实践能力。
1.引入问题驱动式“翻转课堂”教学环节。翻转课堂本意在于灵活调整课堂内外的时间，将部分学习的决定权交付于学生，以增强学生的参与度，调动学习的积极性，弱化教师的课堂教学比重。现阶段国内高校对“翻转课堂”已有不少尝试，但收效甚微，究其原因在于缺乏针对性，因此本文提出问题驱动式“翻转课堂”，由教师提供与课程内容相关的实际工程问题并做合理引导，学生进行分组讨论，指定一名学生主讲讨论结果，其余学生辅助讲解，提交书面报告，这有助于培养学生运用所学理论知识分析解决问题的能力。
2.增设有针对性的“方案主导型”实验。鉴于验证性实验太过程式化，因此本文提出增设“方案主导型”实验，即实验步骤、方法未知，在给定实验设备、要求及评价准则的基础上，学生自行构建实验方案，基于所学知识合理选择实验方法，设计实验过程。教师对实验方案进行审核、质询，并对实验效果进行评估，方案的合理性直接关系实验效果。该方法对锻炼学生的创新能力和实践能力提供了极大助力。
3.合理运用“笔试 面试”的考核方式。运用“笔试 面试”的双重考核机制，能够充分检验学生的综合能力。笔试和面试各占比50%，笔试题型可为基础理论题型，亦可为结合实际背景的综合性题型，面试内容可以多样化，如工程问题分析、实验设计及操作等。笔试经由统一考核，面试可有针对性的分组进行。面试过程中教师需预先设置或征集考题，并制定详细的评分细则。可以多人同时面试，针对同一考题在规定的时间内自由发表观点，借鉴企业“群面”经验，对学生综合考量。
四、结语
本文所提的《自动控制原理》教学改革意见已经在实际课堂教学中有所体现，并取得了良好的教学效果。经过调查统计反馈，学生的学习积极性有了显著提升，课堂氛围有了明显改善，整体教学过程得以优化，解放了传统课堂教学对学生思维的束缚，大部分学生反映这些教学尝试更有助于启发创新能力，锻炼实践能力及解决问题的能力，提升综合素养，帮助学生在今后能够更好地择业、就业。
参考文献：
[1]崔桂梅，贾玉瑛.自动化专业应用型人才培养模式的改革和实践[J].实验室研究与探索，2009，28（11）：114-116.
[2]贺廉云.自动化专业本科应用型人才培养方案探索[J].实验技术与管理，2008，25（7）：142-144.
[3]夏静萍，王瑛.工程专业认证背景下的自动控制原理实验教学改革与实践[J].实验技术与管理，2016，33（2）：159-161.
[4]刘惠敏.基于MATLAB的自动控制原理虚拟实验教学平台设计[J].实验室科学，2016，19（3）：48-52.
[5]姜素霞，鄭安平，丁莉芬.面向创新型人才培养的自动控制原理实践教学改革[J].实验室科学，2016，19（1）：128-130.