自动控制原理实验教学的探索与研究

摘要：该文阐述了自动控制原理实验教学的改革思想和课程目标，提出了自动控制原理实验教学的改革方向，明确了自动控制原理实验教学中的具体实施方案。教学实践表明，通过改革创新自动控制原理实验教学，不仅可以充分调动学生的学习热情，提高学生的动手能力，培养学生的实践精神，并且能帮助学生更好地理解自动控制原理的基础理论和基本概念，对其中复杂的数学公式建立了感性认识，也为学习其他专业课程奠定了坚实的基础。

关键词：自动控制原理；实验教学；教学改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1671—1580（2014）12—0042—02

一、引言

在自动控制原理课程的学习中，非常重要的一个环节就是实验。 实验课程不仅是对理论课程的验证和了解，也是探索和推进理论知识更新的重要手段。在当今科学和生产领域，不仅需要相关人员具备扎实的理论基础，同时需要过硬的动手和实践能力[1]。与课堂教学相比，实验教学更有利于学生塑造完备的从业实践技能和生产创新能力。实验课程与理论课程不相伯仲，相辅相成，应同等对待。从理论教学到仿真器实验，再到硬件电路的搭建，通过一个仿真模拟环境的过渡，把控制系统的核心部分清晰地展现在学生眼前，增加了学生的认知和理解，让学生真正掌握自动控制工程的内在联系和实施过程[2]。

二、优化实验教学内容

根据新的实验课程教学大纲标准规范了实验内容考核，并遵循以下优化指标：1.验证性实验的内容精简并调整，设计性实验、综合性实验和实用性实验的比重增加，注重学生设计和创新能力的培养[3]。2.在实验的体验效果上也要注意吸引和激发学生，增加趣味性和逻辑性，形式新颖，灵活多样，从简到繁，循序渐进，逐级递进。3.我系针对国防生信息化专业的特点，开设了与探测制导与控制工程专业相关的控制类实验。目的是提高学生的专业化素质，牢固树立自动化控制的基本观念。

三、实验教学方法的研究与教学质量的提高

（一）运用启发式教学激发学生的主观能动性

在进行自控实验课程前，实验教师会将下次课程的预习内容布置给大家。学生在进行充分的课前准备后，结合自己对实验的认知水平和理解程度不同，有针对性地操作实验和提出问题。这样每次实验时，每个学生的侧重点不同，提出的问题也不同。学生和教师之间教学相长，学生和学生之间取长补短。这样不仅可以让实验效果更加理想，学生在启发式教学中也可以受益匪浅[4]。针对理解力强、专业基础好的学生，实验教师还会布置一些趣味性和竞技性的实验题目，激发学生的求知欲望和实践能力[5]。

（二）组建团队，培养团队精神

对于一些难度较大的设计性实验，实验教师将学生合理分组，让小组成员各尽其才，畅所欲言，共同讨论实验方案，分别负责软件仿真和搭建实验电路。分工明确，气氛活跃，并且每次实验的小组成员都不相同，这样不仅增加了学生的挑战性和灵活性，也培养了团队精神和协作能力[6]。对于一些成绩优异、准备参加各类比赛的同学，还增加了一些高难度的挑战性和竞技性实验，锻炼了学生的竞技水平和科研能力。

（三）开放实验室教学

对于一些在课堂时间内不能达到自己的预期实验效果或者需要参加各类比赛及需要科研锻炼的学生，我们会每周固定时间开放实验室，不仅为这些年级不同、水平不同、目的不同的学生提供了相对自由和开放的学习环境，还为其提供了一个畅所欲言、交流经验的场所。对于理论基础扎实、动手能力强的学生，我们积极推荐和鼓励参加各类控制类实验[7]。学生在实验室开放期间，不仅可以做实验箱上的软件仿真和硬件实验，还可以接触到许多高级别水平的实验仪器和设备。比如各类控制类飞机模型、温度控制设备、机器人仿真等。脱离了课堂上单一的实验题目，吸引了许多学生走进实验室，扎根于实验室。实验效果良好，参加人数之多超出了预期想象。

四、实验教学方向的探索

实验方向的把握要紧紧结合自己的专业特色和方向。我们学院的一部分普通生毕业后会从事光电信息类的技术行业，还有一部分国防生毕业后要献身于国家的航空国防事业。针对不同的就业需求，我们在课程的开展上有的放矢，兼顾全局[8]。既开设了一些普通控制类实验培养了多数学生的动手能力，又设计了一些针对空军国防特色的导弹制导与控制技术类实验，并将实验与实习紧密结合起来，在实习中将实验室学到的知识更加生动具体和直接地呈现给学生[9]。我们还注意实验讲义的更新和实验方法的调整，力求实验方法和实验设备开拓创新、与日俱增。

五、结论

“自动控制原理”实验教学内容设计和创新部分充分考虑了企业单位的需求，突出了对学生动手能力、综合能力、设计能力和创新能力的培养，为学生顺利步入社会择业奠定了良好的基础[10]。通过教师队伍的建设、实验室的信息化管理、实验室管理制度的完善等措施的实施，进一步健全了实验教学体系，提高了学生的综合素质。

[参考文献]

[1]江善和，王志远.自动控制理论课程教学改革的思考与实践[J].软件导刊，2009（12）.

[2]常春耘，陆南.实验教学存在的问题及改革措施[J].实验室研究与探索，2006（02）.

[3]李文磊，刘士荣，陈征，谢建军. MATLAB在自动控制理论实验中的应用[J].实验技术与管理，2006（02）.

[4]王志伟，张田梅.构建多层次、模块化、开放式的实验教学体系[J].黑龙江高教研究，2008（05）.

[5]董翠敏，王晓晶.《自动控制原理》课程理论教学改革[J].湖南农机（学术版），2008（03）.

[6]田玉平.探索“自动控制原理”课程教学体系改革之路[J].电气电子教学学报，2008（03）.

[7][8]袁安富，张伟.《自动控制原理》课程教学改革与创新的探讨[J].中国电力教育，2008（11）.

[9]彭康拥等.自动控制实验教程[M].广州：华南理工大学出版社，2005.

[10]章丽芙.PLC自动控制综合实验系统开发与实践[J].张家口职业技术学院学报，2007（04）.