摘 要：针对“四四制”人才培养的不同方向要求将“自动控制原理”内容在“四四制”综合学习阶段和分类培养阶段从课程体系调整、教学思想及教学规划、实验环节建设、网络化设计等方面对提出了相应的改革方法、设计步骤并进行了综合分析总结。

关键词：自动控制原理；“四四制”教学改革；课程体系建设

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2018）20-0131-03

Abstract： According to the different teaching requirement in the "four-four system" personnel training mode， this paper proposes teaching reform measures and steps of "automatic control principle" during the comprehensive study phase and classified cultivating phase from the aspects of adjustment of curriculum system， teaching idea and teaching plan， construction of practical training and network resources etc.

Keywords： automatic control principle； "four-four system" personnel training mode； teaching reform

“四四制”人才培养是我校独立学院向应用技术型转变提出的新时代人才培养模式。在该模式下，学生的发展方向包含四大类：技术研究型、应用技术型、创新创业型和国际拓展型，技术研究型侧重于理论研究，毕业目标以读研深造为发展方向；应用技术型侧重于实际应用，毕业目标以参加工作为主；创新创业型侧重于技术推广，毕业目标以推广新技术或新装备为主；国际拓展型将来面向出国深造，学好专业课程的基础上，对专业英语水平有一定的要求。由于不同方向有不同的侧重，各方向对课程的学习必然会出现不同的要求，单纯沿用单一的教学内容和教学思想不符合转型发展各方向培养目标需要，为此各门课程内容亟需修订和改革。

作为控制类专业的专业基础核心课程，“自动控制原理”在控制类课程体系中占据重要地位，是后续所学各类自动控制系统设计的理论基础，其学习情况直接影响专业认知和对后续课程的理解，对提高学生专业综合素质，培养学生分析控制系统、解决工程问题的能力起着重要作用[1]。同时，“自動控制原理”还是技术研究型方向学生考研的必考科目，其学习情况也直接影响到学生能否实现进一步深造的愿望。为此需要从课程体系调整、教学思想及教学规划、实验环节建设、网络化设计等方面对课程内容进行全方位的调整。

一、课程体系调整

针对“自动控制原理”课程理论性强、内容多、数学计算量大的特点，首先对课程内容进行了总体规划，“四四制”改革前，我们的教学内容分为了两大部分，经典部分和现代部分，分别在二年级的春季和三年级的秋季即将两个学期来完成教学任务。改革后，将教学内容做了进一步的划分，分成了四个部分来进行设计，二年级的春季学期讲经典理论中的前六章连续部分，为必修科目，在该部分侧重于工程分析，结合matlab的使用，降低课程难度，强调如何应用。三年级的秋季学期讲经典理论的第七章离散系统分析和第八章非线性系统分析，设计为选修科目，同时现代控制理论部分在此之后开设课程，也设计为选修科目，各方向的学生可根据自身需要选修学习，减轻学习负担。针对技术研究型的考研同学，在四年级的秋季学期开设了自动控制原理进阶课程，补充考研相关的课程理论知识，针对考研难点和重点问题进行详解，提高其理论分析的能力和水平。改革前和改革后的课程体系如表1和表2所示：

二、转变教学理念，进行教学内容及教学模式的改革

（一）将课程体系理念融入整个控制系统

虽然“四四制”改革后，不同方向对课程的教学要求不同，但自动控制原理课程在整个专业课程教学中的核心地位没有变。因此，在进行教学设计时，以“自动控制原理”为核心，将专业课程体系理念融入课程中，将后续的专业课看做是整个控制系统中的各个组成部分，教给学生以系统的眼光来看待各门课程之间的联系[2]。例如，在讲授数学模型时结合介绍后续课程中“电机学”，说明该课程就是专门研究电机设计和建模的一门学科；控制系统中的检测环节对应“检测技术”这门课；控制器的设计可应用“单片机”、“PLC”“计算机控制”等课程知识来实现，其算法可以除了采用传统的PID算法外，对一些难以建模的系统还可以采用“模糊控制”、“神经元网络控制”等课程介绍的智能算法进行控制器设计；执行装置对应“电力电子”的晶闸管、“过程控制”中的调节阀等实现控制参数的调节。在讲授的过程中从专业课程体系的视角，加深学生对课程内容、体系和专业的理解，帮助学生认识专业课程设置的理念，对选修课程做到根据兴趣和未来的发展方向的正确选择，避免仅仅为了凑学分盲目选课。

（二）弱化数学推导，借助MATLAB软件进行教学内容的改革

自动控制理论来源于工程、服务应用于工程，在教材内容上有很多严谨的数学推导，计算量较大。而独立学院学生数学基础知识相比本一学生薄弱，在授课过程中，理论学习较为困难，但本三学生的动手、创造能力并不差，思维也普遍活跃。针对这一特点在前三个阶段的教学过程中，以应用技术型学生毕业需求为主导方向，同时照顾到另外三个方向的学生需求，进行课程内容的改革。在授课过程中多举生活当中常用的具体实例，帮助学生掌握控制系统建模、分析、设计的主线，强调所学知识点的工程意义，借助于matlab软件的辅助计算功能，simulink的结构图直观性，避免复杂的数学推导，将理论分析与实际工程要求联系起来，本着做到所学知识够用、会用即可的原则和建模--分析--设计的工程研究思路，将课程内容转化为工程设计中的一个个环节。另外，同一系统采用不同的方法多角度进行分析与设计，使学生掌握其时域、根轨迹、频域各种分析方法的内在联系及区别，加深学生对课程内容及工程问题的理解。

另外，通过合理设计，做到各个方向学生的均衡发展，又各有侧重。为照顾到国际拓展型学生对专业英语的需求，在课件制作时，专门对专业词汇增加了对应的英文，使学生在日常教学过程中耳濡目染的熟悉相关词汇的英文说法，提高了其专业外语水平。针对创新创业型学生，通过在教学过程中介绍目前控制系统的前言知识，新技术的应用情况，使学生对专业及发展有更长远的认识，为将来新技术的推广或研发做准备。

（三）采用混合式教学模式，进行课堂教学模式改革

传统教学有其优势，可以发挥老师的统领作用，组织教学比较方便，对自觉性、惰性较大的学生比较适合。翻转课堂、慕课等现代教学手段可以更好地发挥学生的主动性，但对与大班授课的课堂，如果设计不合理容易出现部分学生学习效果提高，但自觉性差的学生知识跟风旁观的状态，不利于这部分学生的学习。综合了分析传统教学和现代教学方式的优缺点，结合我校学生大班（三个以上合班）授课的现状以及自动控制原理的课程特点，可以采用混合式的教学模式。对入门的控制系统建模、时域分析部分以传统教学为主，学生具备了基本的控制系统概念，掌握了闭环极点对系统影响的重要性后，根轨迹分析部分可采用翻转课堂的教学模式。在后续的频域分析部分，主要以传统教学为主，因为这部分内容较多，与前面的内容差别较大，而且频域方法也是控制系统设计的基本方法，只有学好了这一章的内容，才能在控制系统设计部分应用这种方法对控制系统进行校正，提高系统性能。只要打好了bode图的绘制及与系统性能的关系，在系统校正一章就可以采用慕课或者翻转课堂的教学方法了，而且该部分还可以让学生借助matlab软件，掌握前面所学的时域、根轨迹、频域三种方法的联系，做到所学知识的融会贯通。

三、完善网络资源建设，弥补课堂教学不足

作为学校首批省级精品课，课程组非常重视网络资源的建设，将教学PPT课件、作业的详解、教案、授课录像等资源传到校园网，方便学生有针对性的课下复习、自学，弥补课堂教学的不足[3]。另外，为方便师生间的沟通联系，通过班級QQ学习讨论群，让学生在出现疑问时随时向老师提出问题，提供解决问题的便捷通道。同时向学生推荐该课程国家级精品课的网址，方便报考外校研究生的学生有针对性地进行学习。

四、实践环节、考核环节改革

基于传授知识、培养能力、提高素质为一体的教学理念，在实践环节采用MATLAB软件的辅助设计——以运放为主的模拟实验箱实验——液位过程控制实验三个层次，实现理论分析——仿真——模型——实践的理论验证、实验研究、实际控制的分层递进，提高学生工程实践动手操作的能力，实现从理论到仿真再到工程应用能力的逐步提高[4]。

在考核环节，改变传统的一张试卷定结果的模式，将课堂展示、课后作业、实验等教学环节融入最后的成绩中，鼓励学生在日常教学过程中多参与，避免考前的突击，从教学效果来看，学生的参与热情提高，不及格率有所下降。

五、结束语

在“四四制教学改革”的大背景下，针对“自动控制原理”课程的特点，以工程应用为基本出发点，根据不同学生的发展方向，重新设计了教学的每一个环节，实现了各方向学生的兼顾，加深了理论知识的理解，提高了学生的学习兴趣和工程实践能力，为后续专业课奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]xueling song ，zheying song， chaoying liu. Teaching Reform of “Automatic Control Theory Course for the Independent College Students”.2010 international Conference on E-health Networking，Digital Ecosystems and Technologies.19-22.

[2]刘朝英，宋哲英，宋雪玲.基于MATLAB的控制类课程群改革[J]. 电力电子学报，2009，31（S2）：37-40.

[3]宋雪玲，宋哲英，刘朝英.基于工程应用能力培养的“自动控制原理”教学改革研究[J].高教学刊，2016（14）：118-119.

[4]宋哲英.改革实验教学模式，培养学生创新能力[A].2007年中国自动化教育学术年会[C].2007：642-644.

[5]王玲玲，丁学用.三亚学院自动控制原理课程教学改革探索[J].高教学刊，2017（10）：99-101.

[6]梁春辉，张运波.能动专业自动控制原理课程“稳态误差”教学方法探讨[J].高教学刊，2015（03）：21-22.