“自动控制原理”课程教学研究与实践.docx

“自动控制原理”课程教学研究与实践 摘 要： 针对“自动限制原理”内容多和理论性强的特点，在进一步明确本课程的教学内容和学时安排的基础上，本文从教学方法和教学设计两个方面对“自动限制原理”课程教学进行了探讨和实践，实践表明通过对“自动限制原理”课堂的教学改革，达到了很好的教学效果。 关键词： “自动限制原理” 教学内容 学时安排 教学方法 教学设计 “自动限制原理”是电子信息科学与技术专业的一门重要专业基础课程。它侧重于理论角度，系统阐述了自动限制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动限制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容非常丰富。通过自动限制理论教学，学生全面系统地驾驭自动限制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素养，同时具有肯定的分析和解决有关自动限制实际问题的实力。 本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等工科和理科专业的必修基础课程。通过本课程的学习，学生将初步驾驭自动限制的基础理论，并具有对简洁连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的实力，进而为专业课程的学习和参与限制工程实践打下必要基础1。 1.教学内容探讨 本课程的教学内容重点应放在以下方面： 自动限制的概念、基本限制方式及特点和对限制系统性能的基本要求。 典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式及限制系统传递函数的建立和表示方法、小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。 暂态性能指标、劳思判据、稳态误差、终值定理、稳定性的概念及利用这些概念对二阶系统性能的分析、高阶系统分析方法和主导极点的概念。 根轨迹的概念和绘制法则，并能利用根轨迹对系统性能进行分析、偶极子的概念及添加零极点对系统性能的影响。 频率特性的概念、开环系统频率特性Nyquist图和Bode图的画法和奈氏判据。肯定稳定系统、条件稳定系统、最小相位系统、非最小相位系统、稳定裕量、频域性能指标的概念和频率特性与系统性能的关系。 校正的基本概念、基本校正方式和反馈校正的作用、复合校正的概念和以串联校正为主的频率响应综合法、串联校正为主的根轨迹综合法和常用校正装置及其作用。 为使学生更好地学习和驾驭自动限制原理这门课程，依据学校制定的教学大纲，结合自己在日常教学中的阅历和我校学生的基本状况，现将本课程的教学内容和学时支配如下，见表1所示，学时共计73学时见下表。 表 “自动限制原理”课程教学内容及学时安排 2.教学方法探讨 “自动限制原理”为我校物理与电子科学系应用物理学和电气工程及其自动化这两个本科专业的必修课程，目前校内每年学习这门课程的学生人数在101人左右；在日常教学过程中，我们重视对学生的启发与引导，钻研教学教法，不断改革与创新，采纳多种行之有效的教学方法和手段，并取得良好的教学效果。 2.1启发引导式课堂教学 课堂教学的目的是启发学生主动主动地建构学问，引导学生分析、解决问题3。例如，在讲解典型环节的传递函数和结构图化简时，可以先启发学生依据自己的思路化简结构图，求出传递函数，然后引导学生依据书本上的规则进行结构图化简。在启发、引导学生建构学问的过程中，老师必需对所教学问本身及其来龙去脉、相识方法有清晰的相识；必需探讨学生的认知规律，进而使学问的传授过程符合学生的认知规律。这一教学模式分为以下几步： 首先，要激发学生学习新学问的动机。 其次，要引导学生获得丰富的感性相识，这是学生进行下一步思维加工必不行少的基础。 第三，要引导学生的思维加工过程，进行分析、推理，然后表述相识的结果，建立概念，总结规律。 第四，要让学生学会运用新学问解决问题。 最终，要让学生巩固新学问，将新学问与已有学问建立联系，纳入自己的认知结构体系。 通过运用这一教学模式，一方面老师要主动探讨教学内容，找出教学内容的内在逻辑，另一方面要分析、驾驭学生的认知规律与心理活动，进而将二者有机结合。 2.2自学-探讨式课堂教学 课堂教学的目的除了使学生学习新学问外，更重要的是使学生学会学习。老师指导学生以学问为载体，搜集资料、阅读理解、表达沟通，从而深化对学问的理解2。例如，在讲解根轨迹的概念和绘制法则时，可以让学生先自学根轨迹的绘制法则，并给出例题让学生自行绘制根轨迹，然后进行课堂探讨，根轨迹绘制原委应当怎么画，要遵循怎样的绘制原则，并且这些绘制原则之间的依次与关系是怎样的，探讨出结果之后，老师再依据这些原则画出之前让学生自行绘制的例题，让学生与自己绘制的根轨迹作对比，然后发觉自己哪里画得不对，为什么不对，是漏掉或者弄错了哪条绘制原则。 运用自学探讨式课堂教学，主题的选取特别重要，在教学前老师就要进行深化探讨，选取适合学生自学的主题。自学之后每个学生独立完成一个任务，之后就完成的任务进行成果沟通与探讨，最终师生共同梳理自学的内容，达成完整、精确的共识，最终形成结论。 2.3探究式课堂教学 探究式课堂教学的目的是强调学生真实的探讨经验，让学生参加探究活动，发觉问题、提出猜想、沟通论证，得出结论。例如，在讲解校正的基本概念、基本校正方式时，可以让学生先分析为什么须要对系统进行校正，并且探究可以采纳何种方式进行校正，提出猜想或假设，然后设计校正方案，分析论证方案的正确性与可行性，最终得出结论。在实际的课堂实践中，大部分的学生虽然没有探究出合理的校正方法，但是通过这种教学方式不仅发散了学生的思维，而且使学生对正确的校正方式印象深刻。 3.教学设计探讨 本课程的教学设计主要包括以下几个方面： 3.1制定教学目标。 3.2分析教学内容。 3.3分析学生和教学环境。对学生的分析包括以下方面：学生原有学问、技能，学生对教学内容的了解，学生对教学内容和多媒体的看法，学生的爱好，学生对老师的看法，学生以前的学习成就和实力层次，学生的一般学习方式，学生的总体特征，等等。学生的学习过程是通过运用已有学问说明所学内容进而建构新学问的过程。基于他们本身的阅历，学生对教学内容和教学方式会有肯定看法，他们可能对教学内容不感爱好或者不喜爱教学所运用的教学方式。只有提前了解他们对学习内容的看法及对教学方式的期望，才能据此设计相应的教学方式和教学手段，启发引导学生，激发他们的学习爱好和求知欲望。譬如，讲解对限制系统性能的基本要求时，引用现实中电阻炉温限制系统、飞机自动驾驶仪系统等作为实例，讲清晰为什么限制系统的性能须要满意稳、快、准的要求，达到良好的效果。 3.4选择详细教学模式、方法和策略。 3.5利用教学资源。利用学校的多媒体资源，结合板书，进行教学。并帮助学生安装MATLAB仿真软件进行部分习题的仿真。 3.6制定测评方法。对每一章的作业进行仔细的批改，每次批改完之后总结学生易错的题目是哪些，为什么学生在这些题目上出错，学生是哪一部分的内容没有驾驭，以便复习的时候对这部分内容进行具体讲解。 3.7教学反思和修改。在教学过程中不断进行反思，并依据学生的反馈信息不断修改自己的教学内容和教学方法，以期实现教学系统的整体优化。 4.结语 “自动限制原理”是限制理论与限制工程专业的主干和必修课程，在我国的生产制造业中应用比较广泛，尤其在工业限制领域得到广泛应用与推广。本文在探讨课程教学内容和学时安排的基础上，从课堂教学方法、课堂教学设计方面对本课程的教学理论与实践进行了探讨，实践结果表明，本课程的教学内容支配是合理的，教学方法和教学设计也取得了良好效果。“自动限制原理”是一门理论性与实践性都很强的课，要想上好这门课，必需对教学内容、教学方法、教学设计进行更深化的探讨。 参考文献： 1方晓柯，王建辉，郑艳，等.自动限制原理教学改革的探究与实践J.教化实践探讨，2022，：101-102. 2李振龙，乔俊飞，孙亮，等.自动限制原理课程体系结构和教学方法探讨J.教学探讨，2022，32：66-68，73. 3阎金铎，郭玉英.中学物理教学概论M.北京：高等教化出版社，2022. 基金项目：贵州省教化厅高校优秀科技创新人才支持安排项目，黔教合KY2022146。 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页