葛继伟

摘  要：在我国教育体系中，以培养应用型人才为导向的独立学院，长期将学科教育当成难题。自动控制原理作为一门理论性强的学科，素为独立院校教学领域的一大难点，受到教育工作者的广泛关注。本文从独立院校自动控制原理教学的难点出发，从四个方面提出了提升教学质量的基本思路与实施策略，以期能为教学效果提升提供帮助。

关键词：自动控制原理;独立院校;应用型人才培养;教学质量

中图分类号：G642    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2020）44-0054-03

近年来，随着经济的发展，社会对高素质应用型人才的需求越来越大，独立院校在其中也发挥了重要作用。然而由于种种原因，独立院校的许多理论型课程教学效果明显不足，这也成为一个越来越值得研究的问题。自动控制原理在一般的大学工科教育体系中作为相关专业最重要的一门理论型专业基础课而存在。在独立院校的背景下，该课程实际上以一个“老大难”的问题而存在，素以“教者棘手，学者挂科率高”闻名。为此，本文从自动控制原理的教学难点出发，提出了提升独立学院自动控制原理教学质量的基本思路与实施策略，并为进一步的研究打下了一定的基础。

一、独立学院自动控制原理的教学难点

对自动化专业来说，自动控制原理是一门重要的专业基础课程，该课程的最大教学难点在于，其是一门以专业的数理知识为基础，结合系统化的动力学理论，对经典控制理论进行研究的专门课程。该课程需要学生精通诸如微分方程、拉普拉斯变换和复域分析等大学数学中较为抽象的艰深知识点，学习难度大，方法掌握难，对学生的学习基础和自学能力都提出了极高的要求。

难点之二在于生源。独立院校学生数理基础较差，甚至有专转本学生在专科阶段结束后立刻学习自动控制原理，诸多前置课程掌握不足，很容易产生厌学情绪，觉得教师上课属于“念天书”，并出现逃课、抄袭作业等不良现象。

难点之三在于因人才素质低、教学经费不足等原因，普遍存在轻视实验类课程的倾向。学生也对相关实验缺乏了解，无法通过鲜活的实验课程提高自身素质，激发自身潜力，再加上学生普遍存在的对实验课的轻视，均加剧了实验类课程在独立院校自动控制原理课程教学中的困境。

难点之四是相关研究匮乏。在当前特殊时期的时代背景下，包括网络教学在内的诸多新型教学方式均已得到了大规模运用，然而独立院校对如何将网络教学应用于自动控制原理等课程的研究尚属于刚刚起步的阶段，亟须得到相关教育工作者的重视。

二、提升独立学院自动控制原理教学质量的基本思路与实施策略

提升独立学院自动控制原理教学质量的基本思路在于抓住病因（教学難点），对症下药地加以解决。教学难点在上文已列出，教育工作者需要做的就是发现难点并加以讨论，通过实践—反馈—再实践的机制解决难点。本文针对教学难点，提出了以下四种实施策略。

（一）夯实学生数理基础，生动讲解理论难题

教师在教学过程中，需特别注意对学生学习基础的掌握，要做到“熟悉学情、熟悉大纲、熟悉教材”。教师在教授本课程过程中，需要基于因材施教的原则，针对学生学习过程中的难点与薄弱环节，深入浅出地讲解课程。例如，在教授稳态误差这一概念时，可通过一个形象的案例帮助学生掌握：假设长江水流流速10m/s，一艘船从下游的港口南京出发，逆流而驶向上游港口武汉。该船的航速完全和其与终点武汉的距离正相关。当其驶到与武汉相对较近的一个地点时，该船只系统仅提供10m/s的动力开往武汉，然而水流却又抵消掉了它的动力，使得它进退不得。该船只与武汉的距离便是稳态误差。通过该举例，结合图1，能够帮助学生意识到经典控制理论所依赖的反馈控制中存在某些内在缺陷，从而对更加先进的控制理论产生了进一步学习的兴趣。同样需要注意的是，在学生学习过程中，针对某些较为复杂的理论问题，可以通过念口诀的方式以加深记忆 [1]。

（二）熟练运用Matlab控件，创新使用演示软件

在自动控制原理的教学过程中，如果能够做到在多媒体教室中熟练运用Matlab控件，会达到事半功倍的效果。与传统教学方式相比，运用Matlab控件可以强化学生参与感。传统教学方式，无论是板书还是PPT，均存在学生在学习过程中缺乏主体性，仅仅是被动接受教师信息的情况，无法参与教学过程。而在多媒体教室中，学生通过亲自使用Matlab控件调节系统参数，能够直观感受到自动控制原理这门课程的魅力，获得探索感与满足感，避免了课堂的单调乏味。此外，部分动手能力强、好奇心重的学生会试图打开控件源文件，了解背后的代码，甚至在教师鼓励下加以改进。如此，便可获得让教育者所期望的教育迁移的效果，使得自动控制原理与编程知识相结合，获得1+1>2的效果。

在演示软件使用过程中，教师需注意的是，不能仅仅将其窄化为对PPT的捧读，可以从以下几点出发加以创新：在教学过程中，PPT应被作为教学工具使用，教学过程中的主体始终是活生生的教师，教师应结合PPT进行授课，并辅以板书，结合现实案例，讲述生动有趣且有新意的“段子”，以提高学生学习积极性;PPT在制作过程中，需要注意其易读性与生动性。在PPT课件制作过程中，PPT要做到字号偏大，字体柔和，突出主要信息，忽略次要信息（可将其放置于注释中板书讲解），公式推导过程与相关图形最好有动画效果;同时，目前市面上已出现了诸多新型演示软件，相较于PPT，它们有着更好的视觉效果和更加丰富的功能，在教师授课过程中应注意加以应用，目前比较著名的有Focusky和Prezi [2]。

（三）强化实验教学，突出应用导向

因为客观原因，在独立学院自动控制原理的教学过程中，必须要主次分明，重点突出应用与实验内容，确保教学内容与学生职业发展需求相兼容，培养高质量应用型人才。为此，教师应高度重视实验性课程，在大纲编写时，应确保至少不少于15%的学时为实验课。在相应的教学过程中，教师可将理论课程与实验课程结合授课，比如正常情况下一节课由两课时组成，可尝试第一节课教授理论内容，第二节课教授实验内容，两者间做到紧密联系、相互巩固、共同促进;可将反馈控制的理论框架与电机调速的实际过程相结合，将控制理论实用化，实现从抽象到形象的转变，有助于提高学生的理解。若因客观条件，无法进行相关实验时，可通过Simulink仿真实现 [3]。

（四）探索利用网络平台，构建新型辅导机制

当前，诸多新型教学方式均已得到了大规模的运用。鉴于线下面对面授课依旧有其不可取代性，全日制高等教育仍需要在封闭的校园环境和常态化的课堂授课中才能进行。但教师可以利用网络平台进行辅助性的教育教学活动。例如，在课前制作一个将本节课主要知识点囊括其中的课件，该课件最好应做成类似微博长图片的格式，以实现在QQ、微信等年轻人使用的即时通信软件中能够被快速打开的功能。在课堂教学中，教师可以事先准备若干选择题于网络平台上，在两节课的间隙阶段翻看学生的答案，做到随堂反馈和及时回复，缩短教师与学生的距离感。在课后的辅导过程中，若因客观原因教师无法辅导学生，教师可以从网络教育平台中寻找相关资源替代 [4]。

三、结语

如今，教育部在关于教学改革的纲要中，已明确提出了杜绝“水课”、打造“金课”的目标。自动控制原理作为一门抽象艰深、理解不易的课程，极其容易陷入教师在讲台上空讲、学生却无人听课的“水课”经典状态。为此，本文从教学方法、教学内容、考核机制和辅导机制的角度出发进行了一定的探索与研究。现阶段独立学院的教育工作者应以提高学生全面综合素养为授课教学的工作重点，深化相关改革，优化课堂质量，为培养国家下一代应用型人才而服务。

参考文献：

[1] 陈晓娟. 口诀法在自动控制原理与系统教学中的应用[J]. 中国教育技术装备，2016（20）：118-119.

[2] 杨建. Focusky在可视化教学中的应用[J]. 现代教育，2016（3）：33-34.

[3] 张捷. “自动控制原理”课程在应用型本科高校教学模式下的教学改革与探讨[J]. 科技资讯，2020（18）：76-77.

[4] 袁桂丽，王宝源，刘向杰. 基于网络平台的自动控制原理课程教学改革探索[J]. 中国教育信息化，2016，387（24）：56-58.

（荐稿人：张天平，扬州大学信息工程学院教授）

（责任编辑：邹宇铭）