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摘 要为了适应新形式下教育发展的需要，对“自动控制原理”课程进行了一系列的改革：在课堂教学方面引入MATLAB软件，并实施启发式的课堂教学手段，提高了课堂效率和教学效果；在实验教学方面改革传统的实验内容，引入3种层次的实验项目；充分利用现代技术手段，建立网上教学系统，推进精品课程建设。教学实践表明，通过这些改革，提高了学生学习的积极性，培养了学生的创新能力。
关键词 自动控制原理；教学方法；教学改革；精品课程
中图分类号：TP13文献标志码：A文章编号：1671-489X（2007）09－0018-02
“自动控制原理”课程是自动化学科各专业的重要专业基础课程，也是许多工科专业的主要专业基础课程。该课程全面阐述自动控制的基本理论与应用，理论严谨，系统性强，并富有工程性[1]。它需要学生具有较扎实的数学基础，包括微分方程、复变函数、拉普拉斯变换和Z变换等。该课程不仅可以为各专业的后续专业课程的学习打下坚实的基础，而且对于培养学生的辩证思维能力和创新能力，提高综合分析问题、解决问题的能力等方面，都具有重要的意义。
为了适应控制技术和控制理论发展形势的需要和新时期对人才培养提出的新要求，自动控制原理教学方法与手段的改革应受到重视，在教学中，注重使用先进的教学方法，合理运用多媒体、网络等现代信息技术手段，并改革实验教学的形式和内容，提高教学效率，使“自动控制原理”的课程建设和教学质量上一个新的台阶。
1 课堂教学方法与手段改革
1.1 引入MATLAB软件，提高课堂教学效率
由于“自动控制原理”理论性较强，讲授过程中要进行大量的推导。在以往的教学过程中，往往是教师在黑板上对理论进行板书讲解，学生边听边做笔记。这种教学方法，使学生感到该课程内容抽象，难以理解，更不清楚所学的理论知识在工程实践中如何应用。而且，在讲根轨迹、频率特性等章节时，往往要在黑板上画许多图，若采用粉笔绘图，要把曲线表现清楚，需要借助很多彩色粉笔，单是绘图方面就需要大量时间。因此，如何提高课堂效率，使课堂变得生动，是教师应该考虑的很重要的问题。
MATLAB仿真软件是目前最流行的控制系统数字仿真软件，它可以方便地完成控制系统建模、分析和设计中各种复杂的数学计算，实现控制系统的仿真运行[2]。MATLAB强大的计算功能、丰富的色彩表现力，可以轻而易举地绘制出所需要的曲线，而且能动态演示曲线的生成，可以给学生留下深刻的印象，增加学生学习的兴趣。在课程建设中，把MATLAB作为一种基本工具与教学内容有机结合，用于控制系统分析、计算、设计和仿真，使教学及实验效果、效率均有明显提高。
比如，在讲根轨迹这一章时，要让学生清楚的看到根轨迹的各个分支，需要用不同的粉笔去描述，作图速度相对比较慢，讲课效率较低。尤其在讲述“附加开环零点的作用”这一节时，如果要让学生了解开环零点的作用，至少要选取2个附加开环零点，再加上绘制原来的系统根轨迹，至少要绘制3次根轨迹图，讲课效率较低。如果采用MATLAB讲述，只需要几个命令，就可以得出3种情况的根轨迹，可以让学生更加形象地看到开环零点对系统性能的影响。
1.2 实施启发式的教学方法
在教学过程中，加强创新精神和创造能力的培养，改革原先的“灌输式”和过分偏重讲授的教学方法。重视学生在教学活动中的主体地位，充分调动学生的积极性、主动性和创造性[3]。
通过启发式、问题式教学方法运用于课堂教学中，鼓励学生发表自己的见解，调动学生的学习积极性，促进学生积极思考、解决问题的能力，让学生带着问题去学，不仅可以提高学生的学习兴趣，更重要的是培养了他们发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力。比如在讲系统性能的分析时，可以设置几个小问题，让学生思考闭环零、极点对系统的稳定性、超调量、调节时间等性能有何影响，这样可以让他们利用刚刚学过的知识来分析问题，同时也是对学过知识的温习和利用，提高他们综合分析、解决问题的能力，促进学生创新思维和创新能力的培养。
2 推进实验教学改革
实验教学是“自动控制原理”整个教学体系中不可忽视的重要环节，在实验课程体系的总体规划上应遵循：既要培养学生分析问题、解决问题的能力，又要重视培养其思维能力和创新能力[4]。
目前，我们的实验包括3个层次，一种是MATLAB软件的仿真实验，可以充分利用MATLAB软件的方便特性，很直观的看到实验结果，验证课堂上学过的理论知识，节省实验时间。
第二种是利用自动控制原理实验箱，要求学生有一定的动手能力。比如在做频率特性实验时，要求学生能够利用实验箱上的模拟电路单元，通过接线的方式先把模拟电路搭建好，然后利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能，完成一阶系统和二阶系统的开环频率特性测量。
第三种是更深层次的，让学生直接可以看到模拟工业现场的过程控制实验装置，进行实际的现场调试和控制。比如可以通过液位对象的调试过程，真切体会到控制器参数对系统性能的影响，更好地将学过的自动控制原理知识应用于实践，通过接触DCS这样的先进控制系统，为以后走上工作岗位打下坚实基础。
3 充分利用现代技术手段，推进精品课程建设
随着计算机网络、现代通信及多媒体技术的发展，将现代化手段融入到教与学的环节中，提高教学的质量，已成为当前高等教育发展过程中的一大特点[5]。因此，我们推进建设“自动控制原理”精品课程，在功能上涵盖了包括课前预习、课堂教学、课后复习、实践教学等整个教学的各个环节，充分拓展课堂有限的教学空间，使得学生补充和完善学习过程中的薄弱环节，提高学习兴趣。
教师把教学资源信息发布到网上，如课程介绍、教学大纲、授课教案、教学日历等信息。学生可以浏览网站中的各个模块，了解课程的重点、难点，还可以及时了解教师的上课进度，复习课堂教学内容。另外，除了发布课堂布置的作业外，还要有一部分稍有难度的补充题，这可以让一部分学有余力的学生除掌握课堂的教学要求外，更深入地去掌握一些相关知识。此外，还要着手建立师生的互动板块，包括答疑教室和讨论区。对于教师来说，可以根据学生们提出的问题，及时发现教学中的不足，并做相应的调整与改进；教师辅导答疑时，也不用再受时间空间的限制。
4 结束语
在“自动控制原理”课程建设中，通过教学方法与手段改革，改革传统的教学观念、教学方法和教学手段，注重使用先进的教学方法，合理运用现代信息技术手段，推进课堂教学、实验教学等改革，在实践教学中取得了较好的成效。不过，这是一个庞大而复杂的系统工程，在今后的教学中还需要进行不断地完善。
参考文献：
[1]梅雪, 罗益民, 夏美娟. 基于MATLAB的“自动控制原理”课程建设[J]. 电气电子教学学报,2005,27(2):22-24
[2]袁新娣. “自动控制原理”课程教学改革与实践[J]. 宜春学院学报（自然科学）,2006,28(6):67-69
[3]王燕芳,宋辉.MATLAB数字仿真在“自动控制原理”教学中的应用[J]. 郑州航空工业管理学院学报（社会科学版）,2006,25(2):179-181
[4]郑明方. 关于自动控制原理课程教学改革的思考[J].江苏工业学院学报,2005,6(2):82-83
[5]毛海杰, 李炜, 刘微容. 自动控制原理网上答疑系统的设计策略[J].甘肃科技, 2006,22(12):54-56
关键词 自动控制原理；教学方法；教学改革；精品课程
中图分类号：TP13文献标志码：A文章编号：1671-489X（2007）09－0018-02
“自动控制原理”课程是自动化学科各专业的重要专业基础课程，也是许多工科专业的主要专业基础课程。该课程全面阐述自动控制的基本理论与应用，理论严谨，系统性强，并富有工程性[1]。它需要学生具有较扎实的数学基础，包括微分方程、复变函数、拉普拉斯变换和Z变换等。该课程不仅可以为各专业的后续专业课程的学习打下坚实的基础，而且对于培养学生的辩证思维能力和创新能力，提高综合分析问题、解决问题的能力等方面，都具有重要的意义。
为了适应控制技术和控制理论发展形势的需要和新时期对人才培养提出的新要求，自动控制原理教学方法与手段的改革应受到重视，在教学中，注重使用先进的教学方法，合理运用多媒体、网络等现代信息技术手段，并改革实验教学的形式和内容，提高教学效率，使“自动控制原理”的课程建设和教学质量上一个新的台阶。
1 课堂教学方法与手段改革
1.1 引入MATLAB软件，提高课堂教学效率
由于“自动控制原理”理论性较强，讲授过程中要进行大量的推导。在以往的教学过程中，往往是教师在黑板上对理论进行板书讲解，学生边听边做笔记。这种教学方法，使学生感到该课程内容抽象，难以理解，更不清楚所学的理论知识在工程实践中如何应用。而且，在讲根轨迹、频率特性等章节时，往往要在黑板上画许多图，若采用粉笔绘图，要把曲线表现清楚，需要借助很多彩色粉笔，单是绘图方面就需要大量时间。因此，如何提高课堂效率，使课堂变得生动，是教师应该考虑的很重要的问题。
MATLAB仿真软件是目前最流行的控制系统数字仿真软件，它可以方便地完成控制系统建模、分析和设计中各种复杂的数学计算，实现控制系统的仿真运行[2]。MATLAB强大的计算功能、丰富的色彩表现力，可以轻而易举地绘制出所需要的曲线，而且能动态演示曲线的生成，可以给学生留下深刻的印象，增加学生学习的兴趣。在课程建设中，把MATLAB作为一种基本工具与教学内容有机结合，用于控制系统分析、计算、设计和仿真，使教学及实验效果、效率均有明显提高。
比如，在讲根轨迹这一章时，要让学生清楚的看到根轨迹的各个分支，需要用不同的粉笔去描述，作图速度相对比较慢，讲课效率较低。尤其在讲述“附加开环零点的作用”这一节时，如果要让学生了解开环零点的作用，至少要选取2个附加开环零点，再加上绘制原来的系统根轨迹，至少要绘制3次根轨迹图，讲课效率较低。如果采用MATLAB讲述，只需要几个命令，就可以得出3种情况的根轨迹，可以让学生更加形象地看到开环零点对系统性能的影响。
1.2 实施启发式的教学方法
在教学过程中，加强创新精神和创造能力的培养，改革原先的“灌输式”和过分偏重讲授的教学方法。重视学生在教学活动中的主体地位，充分调动学生的积极性、主动性和创造性[3]。
通过启发式、问题式教学方法运用于课堂教学中，鼓励学生发表自己的见解，调动学生的学习积极性，促进学生积极思考、解决问题的能力，让学生带着问题去学，不仅可以提高学生的学习兴趣，更重要的是培养了他们发现问题、分析问题、解决问题的意识和能力。比如在讲系统性能的分析时，可以设置几个小问题，让学生思考闭环零、极点对系统的稳定性、超调量、调节时间等性能有何影响，这样可以让他们利用刚刚学过的知识来分析问题，同时也是对学过知识的温习和利用，提高他们综合分析、解决问题的能力，促进学生创新思维和创新能力的培养。
2 推进实验教学改革
实验教学是“自动控制原理”整个教学体系中不可忽视的重要环节，在实验课程体系的总体规划上应遵循：既要培养学生分析问题、解决问题的能力，又要重视培养其思维能力和创新能力[4]。
目前，我们的实验包括3个层次，一种是MATLAB软件的仿真实验，可以充分利用MATLAB软件的方便特性，很直观的看到实验结果，验证课堂上学过的理论知识，节省实验时间。
第二种是利用自动控制原理实验箱，要求学生有一定的动手能力。比如在做频率特性实验时，要求学生能够利用实验箱上的模拟电路单元，通过接线的方式先把模拟电路搭建好，然后利用上位机提供的虚拟示波器与信号发生器功能，完成一阶系统和二阶系统的开环频率特性测量。
第三种是更深层次的，让学生直接可以看到模拟工业现场的过程控制实验装置，进行实际的现场调试和控制。比如可以通过液位对象的调试过程，真切体会到控制器参数对系统性能的影响，更好地将学过的自动控制原理知识应用于实践，通过接触DCS这样的先进控制系统，为以后走上工作岗位打下坚实基础。
3 充分利用现代技术手段，推进精品课程建设
随着计算机网络、现代通信及多媒体技术的发展，将现代化手段融入到教与学的环节中，提高教学的质量，已成为当前高等教育发展过程中的一大特点[5]。因此，我们推进建设“自动控制原理”精品课程，在功能上涵盖了包括课前预习、课堂教学、课后复习、实践教学等整个教学的各个环节，充分拓展课堂有限的教学空间，使得学生补充和完善学习过程中的薄弱环节，提高学习兴趣。
教师把教学资源信息发布到网上，如课程介绍、教学大纲、授课教案、教学日历等信息。学生可以浏览网站中的各个模块，了解课程的重点、难点，还可以及时了解教师的上课进度，复习课堂教学内容。另外，除了发布课堂布置的作业外，还要有一部分稍有难度的补充题，这可以让一部分学有余力的学生除掌握课堂的教学要求外，更深入地去掌握一些相关知识。此外，还要着手建立师生的互动板块，包括答疑教室和讨论区。对于教师来说，可以根据学生们提出的问题，及时发现教学中的不足，并做相应的调整与改进；教师辅导答疑时，也不用再受时间空间的限制。
4 结束语
在“自动控制原理”课程建设中，通过教学方法与手段改革，改革传统的教学观念、教学方法和教学手段，注重使用先进的教学方法，合理运用现代信息技术手段，推进课堂教学、实验教学等改革，在实践教学中取得了较好的成效。不过，这是一个庞大而复杂的系统工程，在今后的教学中还需要进行不断地完善。
参考文献：
[1]梅雪, 罗益民, 夏美娟. 基于MATLAB的“自动控制原理”课程建设[J]. 电气电子教学学报,2005,27(2):22-24
[2]袁新娣. “自动控制原理”课程教学改革与实践[J]. 宜春学院学报（自然科学）,2006,28(6):67-69
[3]王燕芳,宋辉.MATLAB数字仿真在“自动控制原理”教学中的应用[J]. 郑州航空工业管理学院学报（社会科学版）,2006,25(2):179-181
[4]郑明方. 关于自动控制原理课程教学改革的思考[J].江苏工业学院学报,2005,6(2):82-83
[5]毛海杰, 李炜, 刘微容. 自动控制原理网上答疑系统的设计策略[J].甘肃科技, 2006,22(12):54-56