新疆生产建设兵团兴新职业技术学院机电系 新疆铁门关 841007
摘要:《自动控制原理》作为高职电气自动化技术和电力系统自动化技术专业的专业核心课,在专业体系形成和发展中起着至关重要的作用。该课程概念抽象、计算复杂、难教难学,涉及到在时域、复数域、频域对控制系统模型进行分析、设计和优化。而在传统教学中往往存在一些弊端:其一,先理论后实践,理论实践没有结合,导致学生前学后忘,所学理论知识点无法融入实践中,学习具有盲目性。其二,学生课后作业时没有实践机会,无法提高分析和设计系统的能力,其三,教师填鸭式授课,学生机械性接受,没有达到教学互动,无法激发学生学习的兴趣。综上所述,如果能适当增加一些有效的教学的模式,不仅能增强学生学习的兴趣还能提高学生解决工程问题的能力。
关键词:自动控制原理,系统分析,教学模式转变
(一)课程改革研究
《自动控制原理》这门课核心任务是培养学生分析控制系统的能力,控制系统的性能包括稳定性、准确性、快速性。要求学生通过学习能从超调量(σ%)、稳态误差(
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)、上升时间(
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)、峰值时间(
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)、调节时间(
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)这几个参数对系统的性能进行综合分析,同时还要从复数域和频域角度展开分析。为了完成上述学习任务,在上课过程中要求任课老师准备实验室,在实验室的计算机中安装MATLAB软件,学生在理论课进行的过程中,可以随时进行试验,而后根据实验结果更改系统的设计方案,并在线仿真研究,改善了以往单纯理论+实验的教学效果。将计算机仿真实验穿插于常规教学中,不仅可以研究不同参数PID调节对系统动态特性和静态特性的影响,还能提高学生学习的兴趣。
(二)教学方式转变
对于高职二年级的学生来说,应注重培养其自学能力和分析问题的能力,在授课过程中哪些知识点是重点讲授,哪些知识点是指导学生自学,采用这样的方式既锻炼了学生的能力,又可以达到启发式教学的目的。比如在课程的“控制系统的时域分析”这一章中,关于系统的时域性能指标这一基础概念,老师应该花时间和精力去讲,以保证学生打好核心知识点的基础,而后续的一阶系统、二阶系统等知识点。就可以引导学生从前述章节“典型环节的传递函数”下手,由浅入深来分析本章节知识点,而对于时域分析的几个性能指标,则要求学生死记硬背,因为数学公式只能记忆没有别的捷径可走。采用这种分层次分步骤的教学方式,不仅可以调动学生学习的积极性,还可以锻炼学生自学能力,当学生接受着各种“以学生为主体,以教师为主导”的互动式教学方式时,老师和学生都进入了最佳状态了。
(三)加强理论实践相融合
作为高职院校的学生,毕业后大家面对的岗位多为公司、企业的技术岗位,这就要求学生要有过硬的动手能力和解决问题的能力,所以在学习过程中,注重学生实践环节尤为重要。理论教学和实践教学同步,也就是在理论课程进行的同时还要加强实践课程的验证,这就是我们常说的“理论一体化”教学。比如在“控制系统根轨迹分析法”一章中,要求学生利用根轨迹来分析控制系统的稳定性,那么为什么根轨迹能反映出系统的性能呢?这就要求老师在讲课过程中,重点讲述什么是根轨迹,根轨迹与控制系统的关系是什么。在学生理解基础知识点的基础上,要求学生手绘控制系统的根轨迹,达到熟练程度后,再使用MATLAB软件绘制系统的根轨迹,并找出关键点来判断系统的性能。这就是一种由浅入深,由易到难的学习方法,学生用后续所学知识验证前期所学知识,又用MATLAB软件来验证后续所学知识,环环相扣,时刻都在用新知识来验证以往知识点,更好的激发了学生学习的兴趣,同时也培养了其独立工作、综合运用的能力,进而发掘出其工程系统的分析设计能力。
(四)鼓励参与网路课程
当代社会互联网发展迅速,网络课程百花齐放,相对于传统的教学模式来说,网络课程的内容更新颖,形式更多样。网络课程不仅包含了国内外优质教材,还融入了大量骨干教师的教学成果,不同老师对同一知识点有不同的讲解方式,同时网络优质课程加入了大量信息化手段,比如视频动画等。这些元素都大大提高了学生学习知识点的兴趣,引导学生从传统的被动接受模式转变到主动学习模式,也进一步提高了学生的自学能力。通过网络课程的学习,同学之间还可以互相交流学习心得,推荐更实用的名师,讨论新颖的知识点,这也大大增加了同学间的互动,推动了交流竞争意识。
结束语:《自动控制原理》课程全面地阐述了自动控制系统的基本理论和方法,包括线性定常系统、非线性系统、采样控制系统的分析、设计和应用。本课程不仅具有很强的基础理论性,还具有较强的实践性,注重理论和实践的密切结合。因此本课程对培养学生的基础理论和辩证思维能力起着非常重要的作用,又培养学生建立理论联系实际的科学观点和提高综合分析的能力。
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