《自動控制原理》“深入淺出”與“淺入深出”探討

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1、《自動控制原理》“深入淺出”與“淺入深出”探討摘要：《自動控制原理》是自動化專業(yè)非常重要的一門專業(yè)課程，它主要研究自動控制系統(tǒng)基礎(chǔ)理論、系統(tǒng)分析和系統(tǒng)設(shè)計。然而由于其內(nèi)容飽滿，且學(xué)習(xí)課時有限，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常難以真正把握整個《自動控制原理》的知識體系。基于該問題，本文提出了《自動控制原理》課程教學(xué)過程中“深入淺出”與“淺入深出”的復(fù)合教學(xué)模式。教學(xué)實踐表明，這種復(fù)合教學(xué)模式不僅有助于改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，激發(fā)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)能力，還有助于學(xué)生形成科學(xué)的思維方式。關(guān)鍵詞：《自動控制原理》；復(fù)合教學(xué)模式；

2、“深入淺出”；“淺入深出”中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1674-9324(2017)10-0236-02一、引語《自動控制原理》是研究如何分析自動控制系統(tǒng)性能，以及如何設(shè)計自動控制系統(tǒng)以達(dá)到所期望性能指標(biāo)的一門課程[1],它既是基礎(chǔ)課程向?qū)I(yè)課程的深入，乂是專業(yè)課程的理論基礎(chǔ)，是新知識的增長點。在這門課的教學(xué)過程中，由于內(nèi)容龐雜、知識煩廣，教師一般是“滿堂灌”，傳授給學(xué)生各個方面的知識。然而，信息量雖大，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果卻并不好,他們實?H掌握的重點遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及教師對他們的期望。除此Z外

3、，由于教學(xué)改革，學(xué)習(xí)這門課程的課時也在逐漸減少，在教師加快授課速度的同時，學(xué)生的聽課效率卻在降低，這導(dǎo)致他們學(xué)習(xí)時往往感到難懂、難學(xué)。因此,本文提出“深入淺出”與“淺入深出”的復(fù)合教學(xué)模式，解決在課程內(nèi)容繁雜的情況下教師如何提高教學(xué)效果，以及在課上學(xué)習(xí)時間減少的情況下學(xué)生如何提高學(xué)習(xí)效果的問題。二、課程教學(xué)現(xiàn)狀《自動控制原理》是自動化專業(yè)最核心的一門專業(yè)課程，然而學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中常常感覺難以掌握，歸結(jié)原因主要有以下兩個方面。1.《自動控制原理》內(nèi)容充實。它包括在傳遞函數(shù)基礎(chǔ)上的控制系統(tǒng)時域分析方法、根

4、軌跡方法和頻域分析方法，并討論了基于時域和頻域方法的控制系統(tǒng)校止方法。除此以外，還涉及了非線性系統(tǒng)和離散系統(tǒng)的分析［2］。這些基本理論與方法作為本課程的知識耍點，也是學(xué)習(xí)理解的重點。在課堂上，如果教師采用逐一問題講解、剖析的方式，那么在教學(xué)時間一定的情況下，是不能完成教學(xué)任務(wù)的。因此，教師一般采取“填鴨式”的教學(xué)方法［3］,學(xué)生被動接受教師傳授的知識，他們本身并沒有融會貫通這些知識，不善于總結(jié)對比知識間的聯(lián)系與區(qū)別。比如判斷穩(wěn)定性總共有哪些方法、各自適應(yīng)于哪些條件下，又比如時域分析、頻域分析之間有什么

5、聯(lián)系，以及非線性系統(tǒng)與線性系統(tǒng)之間的聯(lián)系和區(qū)別是什么?？傮w來說，學(xué)生對知識的學(xué)握僅停留在表層，每個章節(jié)會做幾個數(shù)學(xué)運算，并沒有真正掌握控制理論。2.由于教學(xué)改革，學(xué)生課上學(xué)習(xí)《自動控制原理》的時間在逐漸減少，而所學(xué)內(nèi)容卻沒有相應(yīng)減少。翻開自動控制理論書，我們不難發(fā)現(xiàn)里面充斥著推導(dǎo)以及公式，在課上學(xué)習(xí)時間不夠的情況下，學(xué)生只能利用課余時間理解這些知識，這就造成學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒，根本沒有耐心跟著課本一起推導(dǎo)。也因為如此，學(xué)生就很難明口知識結(jié)構(gòu)中的聯(lián)系。例如，奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)的公式是怎樣推導(dǎo)的、開環(huán)根軌跡增

6、益與開環(huán)增益間滿足什么關(guān)系。三、教學(xué)方法探討1?教學(xué)者“深入淺出”。傳統(tǒng)的授課方式是從教師的角度出發(fā)，即應(yīng)該教學(xué)生哪些知識，而沒有從學(xué)牛角度思考該如何有效地讓學(xué)生掌握這些知識。因此，“深入淺出”是指把深奧復(fù)雜的課堂內(nèi)容用簡單易懂的方法和語言向?qū)W生講述清楚的一種教學(xué)方法［4］。教師如要做到“深入淺出”，筆者認(rèn)為主要從以下兩個方面著手。（1）自身水平的提高。教師要能“深入”于教材,“淺出”于課堂［5］。首先，教師必須對課程內(nèi)容本身有深刻的領(lǐng)悟，只有這樣才能夠找到簡單、直觀、易懂的講授方法。例如，分析控制系

7、統(tǒng)時，首先是要判定它的穩(wěn)定性［6］,因為不穩(wěn)定的系統(tǒng)在工程屮是沒有任何實際意義的。奈奎斯特穩(wěn)定判據(jù)本質(zhì)上是一種圖解分析方法，起點和終點的確定是曲線繪制的一個關(guān)鍵步驟。教學(xué)者可以從最小相位典型環(huán)節(jié)和與之相對應(yīng)的非最小相位環(huán)節(jié)具有的特點入手，總結(jié)岀奈奎斯特曲線起點和終點的幅值與相位的求解方法。教師在講授課中要向?qū)W生傳授新的知識，新知識的傳遞總要按教學(xué)目的達(dá)到某種深度，因此應(yīng)做到“術(shù)業(yè)有專攻”，努力鉆研專業(yè)課程，取得在本門學(xué)科方面的科研成果。（2）講究授課策略?！犊趧涌刂圃怼分R點很全面，教師在授課過程中

8、，既要有整體教學(xué)思路，又要能抓住授課命脈［7］。授課策略的制定和把握可以從以下方面考慮：①教師要思考：學(xué)生學(xué)習(xí)新知識的知識支撐點在哪兒？他們已經(jīng)具備了哪些知識經(jīng)驗？在新知識教學(xué)前，教師還需要幫助和引導(dǎo)學(xué)生提取哪些舊知識？②教師可以設(shè)置問題、設(shè)置情景，引起學(xué)生的思考，多為學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛好奠定基礎(chǔ)。比如在畫根軌跡時，可以用Matlab制作成動畫形式，多條根軌跡分成不同顏色從起點到終點,以生動、形象的畫面感引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣來提高他們學(xué)習(xí)的積極性。③要有利