浅谈高校自动控制原理课程的改革创新论文_胡伟文 邓佩瑶 刘子硕

浅谈高校自动控制原理课程的改革创新论文_胡伟文 邓佩瑶 刘子硕

(景德镇陶瓷大学机械电子工程学院,景德镇 333403)

摘要:自动控制原理这门课是控制工程学科的重要理论基础,也是各大高校自动化及其其他相关工科专业重要的专业基础课。自动控制技术是现在发展前景十分明朗的一门技术,已在工业生产、制造业、交通运输、宇宙航行、人造卫星等行业中广泛应用。自动控制原理主要阐述了经典控制理论的内容及其应用,这门课程中需要运用到大量的微积分概念及计算,需要记忆的公式繁多、理论繁杂难以理解,在教学中自动控制原理这门课程并不容易,需要有一定的数学基础,以及建立模型来加深理解。因此,各大高校在教学需要针对这门课程的教学方法进行改革,可以采取使用matlab进行仿真设计来加深了解。

关键词:自动控制原理;教学改革;matlab

1.引言

在二十一世纪这个信息高速发展的时代,自动控制技术是现今发展最迅速也最重要的技术之一,在技术生产、交通运输、航天航空、工农业、军事等领域都有广泛应用。自动控制原理在自动控制、工业自动化、机械、动力、冶金、管理、仪表测试等专业可作为一门重要的基础专业课程,也是控制工程及自动化硕士研究生入学的基础考试科目。学好自动控制原理这门课程,对于学习相关专业以及从事相关领域的人继续深入学习有着不言而喻的重要作用。但自动控制原理这门课程涉及许多繁杂的公式以及深奥的理论知识,并需要较强的计算能力和空间逻辑思考能力,导致学生无法很好的理解这门课程的内容,从而失去兴趣和信心学习自动控制原理。且在传统教学中,教学内容十分局限,基本上被框定在了课本理论教学,脱离了实际应用,教学成效十分不理想。因此,为了适应时代发展以及教学现状,高校在对于自动控制原理这门课程的设置、教学方法都需要做出创新以及改革,才能更加适应高校培养人才的需求。采用matlab仿真设计可极大的弥补理论教学的不足,也可大大提高学生的创新设计能力。增加实验课时也能锻炼学生解决问题的能力,更好的提升学生的综合素养,学生日后走向企业打好基石,提升学生的就业竞争力。

2.自动控制原理课程在教学中遇到的问题及改革必要性

高校老师在教授自动控制原理这门课程时普遍会遇到以下几点问题:

(1)自动控制原理涉及的内容深奥且范围广阔,然而课时有限,无法全方面学习透彻,在课堂上学到的有限内容在课后也无法好好消化,使得学生在一开始就是一知半解,似懂非懂的状态进行后续的学习。导致学生完全不理解内容,只会硬套公式进行计算

(2)自动控制原理涉及的公式繁多,且推导繁琐,并需要大量计算,学生不能很好的理解公式是如何得到的,也无法很好的记忆。且无法根据书本知识在脑中构建出系统模型,只会觉得系统十分抽象,渐渐的就对这门课程失去兴趣。

(3)在课堂教学中,教学手段单一,课堂枯燥乏味,学生不能很好的进入学习状态。在课程本身难度系数较大的情况下,只进行理论学习以及大量的计算分析,学生难以理解,也无法投入课堂。

(4)学生无法将理论知识运用到实际中来。许多学生在学习完自动控制原理这门课程之后完全不知道应该运用在何处该如何运用。

自动控制是当今时代发展的主要趋势,因此高校应为国家输送更多从事相关专业的人才,而自动控制原理作为自动控制的核心基础,是从事相关专业的人才必须掌握的一门课程。在这个时代新知识、新技术不断涌现,因此要求学生拥有广阔的知识面、较强的动手实践能力、自主设计能力以及创新思维。因此高等院校必须在课程的设置、内容、教学方法上进行改革,以便更加适应于现代化发展,为国家发展培养更多人才。

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3.自动控制原理课程的教学改革

针对以上几点在教学中遇到的问题,高校可进行以下几点进行改革:

(1)明确课程目标。自动控制原理这门课程针对的是专业知识较为薄弱的大三学生,因此需要对课程内容进行一定的优化,将无法应用在实际中的内容剔除出去,使得学生能够结合实例理解贯通。且针对培养该方面人才的需求以及学生的日后的发展进行课程设置。让学生循序渐进,能够一步一步深入,并且能够运用之前学习的课程来辅助学习自动控制原理这门课程。信息时代所有东西更新换代的十分迅速,尤其是自动控制技术更是其中飞速发展的一门技术,因此在选择教材时也必须考虑到这一点。在选择教材内容时,要立足于学生的专业背景以及现代科技发展的需求进行选择。将经典控制理论和状态空间理论相融合,即将现代控制理论融入到课程学习中,以便学生更加适应现代科技发展的需求。

(2)在教学过程中结合matlab仿真软件。通过matlab仿真实验平台,学生可有效地构建出系统的模型,可以加深对公式的理解。且需要学生自主设计仿真,自主分析模型并能提升学生独立处理实验数据的能力。使得学生在学习了自动控制原理这门课程的同时也学会了使用matlab软件进行仿真测试。但同时,也不要冲淡了主次,仍要让学生以学习自动控制原理为基础核心,以matlab仿真软件为辅助分析和设计系统来加深理解。

(3)增加实验课时。对于当代学生,一定要培养发展学生的动手及创新能力。因此高校应注重实践的过程,教师起到一个引导作用,使得学生能够学以致用,在实验中复习理论知识,加深印象。让学生自己动手连接线路、自己仿真测试、自己设计模型,可以适当的布置一定的课程设计,让学生对这门课程更加感兴趣,更愿意进行深入学习。

(4)改变教学方式。要采用多样化的教学方式,之前的教学方式都是以老师为主要,在课堂上老师进行理论知识的讲解,为学生分析例题,学生自己计算的很少很少,仅仅只有课后几道题的练习是远远不够的。在课堂上,应该增加学生与老师的互动,让学生参与进课堂中来。且可以多媒体为媒介,将实际运用中碰到的问题与书本上抽象的理论知识以及实验结果相结合更加形象生动,使得学生更易理解和接受,使得教学成果显著。将实例引进教学中,许多已经运用在实际生产中的技术也仍需理论研究,在课堂中将两者结合,也可引起学生进行更深入的思考。

4.结束语

自动控制原理这门课程理论性强且抽象,此次改革将自动控制原理课程的理论学习与matlab仿真软件紧密结合,将许多在课堂中无法实现的复杂情况通过matlab仿真平台展现出来,并可以轻松获得正确的结果。使得原本很难理解的控制系统变得简单化了,学生对于自动控制原理这门课程的学习也加深了理解。在有工程实例作为例题思考的情况下,学生对于社会的需求也会更加了解,方便日后就业。且增加了实验课时,锻炼了学生的分析和设计能力,也锻炼了学生独立处理问题的能力,使得学生具有创新的思维,更加适应于21世纪的教学发展,并且提升了学生的综合素质,更加满足日后的就业需求。教学改革需要跟进时代发展,不断创新,才能为高速发展的国家输送更多专业型的人才。

参考文献

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[4]李蔚玲,褚红燕,赵传文,席剑飞.能源动力类专业“自动控制原理”教学提升途径[J].教育现代化,2018(5):169-171

论文作者:胡伟文 邓佩瑶 刘子硕

论文发表刊物:《知识-力量》2019年1月下

论文发表时间:2018/12/4

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