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“自动控制原理”教学改革关键问题探索 　　摘要：针对“自动控制原理”难学、难教，理论性和抽象性强等特点，主要从消除学生自身心理因素的负面影响、整合课程教学内容、改进教学方法与教学技能三方面进行了改革与探索，在实际教学中取得了一定的效果，提高了教学质量和学生的工程实践能力。 　　关键词：自动控制原理；教学改革；数学建模；控制系统 　　作者简介：高春艳（1977-），女，河南洛阳人，河南科技大学车辆与动力工程学院，副教授。（河南 洛阳 471003） 　　基金项目：本文系“农业机械化及自动化”国家级特色专业建设项目、河南科技大学教育教学改革项目的研究成果。 　　中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）13-0079-02 　　“自动控制原理”是自动化及类自动化专业的一门重要的专业基础课。该课程理论性强，对数学知识、电类基础知识要求高，既整合各专业的前期相关的专业基础课程（如机械运动学、机械振动学、热力学或流体力学等）的内容，又与工程实践紧密相结合。其理课知识面广、内容多、发展快、理论性和抽象性都较强，又有一定深度和复杂性，所以该课程历来就被认为是枯燥无趣、难学、难教、及格率低的课程，因而针对“自动控制原理”的课程教学改革任重而道远。 　　在多年的教学经验中，笔者认为以上现象的产生既与“自动控制原理”自身课程体系有关，又与学生自身心理因素的负面影响和教师自身教学密切相关。下面针对“自动控制原理”的课程教学改革进行探讨。 　　一、消除学生自身心理因素的负面影响 　　目前，很多自动化、类自动化专业学生在“自动控制原理”学习中存在一定的负面心理因素，如害怕困难、自卑、迷茫、惰性、功利、急躁等，这些负面的学习情绪严重影响着学生的学习积极性，制约着学生的学习成效。在笔者多年的一线教学实践中，在本课题的教学改革中一直在努力探求这些负面心理因素产生的诱因，并积极努力地探索消除这些负面心理因素的改革策略，教学中积极调动学生学习的主动性和积极性，取得了良好的教育教学效果。 　　在教学实践中也发现，部分学生认为“自动控制原理”的理论性过强、数学基础要求高、与今后就业没有太直接关系；一些学生只学与就业有直接关系的专业技能课程，不注意专业基础课程的学习，导致基础课程知识薄弱，态度消极被动；有的学生干脆在课堂上学英语、考研书、课外书，大大增加了后期课程学习的难度。 　　“自动控制原理”的课程教学改革应从教学内容组织整合、教学形式改革以及教师自身教学技能多方面入手，才可能行之有效地消除学生学习中的负面心理因素，提高教学效果。 　　二、“自动控制原理”教学内容整合 　　教师在教学中要教给学生更有用的知识，以调动他们学习的积极性。实际上，在任何科学发展过程中，许多新方法会不断被提出，这中间有些方法通过工程实践与检验得到发展与保留，但有的方法并不实用，而被更好的方法所取代，因此，教学中要选择基本实用的内容进行教学。“自动控制原理”就是要在实践中起到方法论的作用，教学中在力求讲清控制论基本概念的前提下，更多地结合工程实际，教会学生应用控制论来分析解决控制工程中的实际问题。“自动控制原理”的实际教学内容应遵循以下思路。 　　1.数学工具——Laplace变换 　　拉普拉斯（Laplace）变换，简称拉氏变换，是分析研究线性动态系统的有力数学工具。通过拉氏变换，将时间域的微分方程变换为复数域的代数方程，问题计算和分析都大为简化，并且通过拉氏变换在古典控制论中可以直接在频域中研究系统的动态性能，方便对系统进行分析和校正，具有广泛的工程实际意义。 　　拉普拉斯变换实际就是微积分变换，数学基础要求高，不少学生害怕微积分变换，又觉枯燥无味，实际教学中更应注意教学方法和技巧。若详细介绍很费学时，可认为拉氏变换只是控制论的数学工具，并非实际教学重点。实际教学中可据不同专业学生数学基础、课程设置区别对待。对没学过拉氏变换、课时又少的，就简介拉氏变换，以典型环节的一两个实例验证拉氏变换的定义，其他可直接给出结论；对拉氏变换性质、方法也可如此处理，但重在点出应用意义，增加学习兴趣。对学过拉氏变换、课时又允许的，最好提纲携领地复习拉氏变换与反变换的定义，典型环节的拉氏变换及性质、应用，让学生将变换与控制论联系起来，更好地为后续内容的学习服务。 　　2.控制系统的数学建模 　　研究与分析一个系统，不仅要定性地了解系统的工作原理及其特性，而且更要定量地描述系统的动态性能，以揭示系统的结构、参数与动态性能之间的关系。这就要求建立系统的数学模型，据研究目的和具体系统的不同，一种数学模型可能比另一种数学模型更合适。本部分要重点讲授微分方程的建立、传递函数的求解、系统结构图等效变换与化简的内容，这些都是分析、设计系统的基础。而