魏東輝 房俊龍 倪晶 董守田 周躍佳
摘 要 在工業(yè)發(fā)展過程中,控制在電氣工程領(lǐng)域起著重要的作用。“自動控制原理”課程是電氣類學生的必修課程之一,其中的控制理論的分析方法及系統(tǒng)設(shè)計部分是后續(xù)課程基礎(chǔ),有一定的理論及實踐指導(dǎo)意義,是培養(yǎng)學生良好綜合素質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。調(diào)動一切教學手段,利用網(wǎng)絡(luò)資源,現(xiàn)代教學技術(shù),調(diào)整教學方式,增加比較式教學、實踐教學,用實踐來鞏固理論,同時用理論來指導(dǎo)實踐,形成規(guī)范的教學手段,推動教學改革。
關(guān)鍵詞 電氣工程 自動控制 課程建設(shè)
中圖分類號:G642文獻標識碼:A
以往的教學中,教師往往在課堂占用大量的時間對教學內(nèi)容的重點、難點部分進行講解,過程單一,學生對自動控制原理的學習感覺像是一門新的數(shù)學課,與實踐的聯(lián)系不夠緊密,學生體會不到理論與實踐的聯(lián)系。從教學內(nèi)容看,教學內(nèi)容學科之間的交叉較大,學生需有一定的其他門專業(yè)課的基礎(chǔ)。自動控制是以服務(wù)于工程實踐為目的的,因此,教學理念上從工程實踐的角度調(diào)整授課方案。為學生設(shè)定不同的實踐項目,通過題目的設(shè)定,學生的自我學習,以及教師的引導(dǎo),加深學生的專業(yè)知識的理解。
1建模、分析方法部分
在教學設(shè)計上,選用常見的系統(tǒng)進行模型,例如,機械位移系統(tǒng),溫度控制系統(tǒng)等。數(shù)學模型的設(shè)定與后續(xù)的系統(tǒng)分析保持一定的連續(xù)性,保證全書貫穿了一條主線。
經(jīng)典控制原理部分分析方法主要由時域分析,根軌跡分析和頻域分析方法三種。這三種方法看似獨立,實際又有必然的聯(lián)系。無論哪種方法,都圍繞系統(tǒng)的快速性,準確性,穩(wěn)定性來分析,將問題統(tǒng)一起來。具體的數(shù)學模型沿用前面建模部分的模型,保持連貫性。其中的時域分析法,數(shù)學推導(dǎo)尤其多,控制系統(tǒng)的技術(shù)指標等理解要有響應(yīng)曲線來完成。
根軌跡分析法采用討論教學法。本章的難點在于對圖形的繪制原理的理解。繪制規(guī)則分為七條,由師生共同討論繪制規(guī)則,對重點部分,尤其系統(tǒng)與虛軸的焦點等問題,結(jié)合系統(tǒng)的性能來進行分析,同時與時域分析法對應(yīng)部分知識進行比對加深理解。頻率特性法采用對比教學法,將前面的時域分析法與根軌分析法的性能分析結(jié)論與頻率特性法對應(yīng)的性能指標進行比較,分析各種方法的優(yōu)勢。幫助學生建立起一種思維方式,對于一個系統(tǒng)的來說,分析性能需利用各種方法的特點綜合考慮。
系統(tǒng)的矯正與設(shè)計是自動控制原理的重點與難點,矯正環(huán)節(jié)的選擇是個非常復(fù)雜的問題,該部分采用案例教學法,引入實際系統(tǒng)的案例,將理論與實際聯(lián)系起來,學生掌握超前和滯后矯正的特點,將原系統(tǒng)性能指標進行分析,嘗試分別加入超前矯正、滯后矯正進行分析,總結(jié)最佳的矯正方式。
2實踐教學改革
實驗過程是可以幫助學生更好的理解抽象的理論,能夠更好地培養(yǎng)學生的應(yīng)用能力。傳統(tǒng)的實驗過程是已知理論知識,后進行硬件連接及軟件仿真,驗證所學理論的正確性。學生是被動的操作與接受。我們重新設(shè)計實踐過程,把課堂還給學生,實驗環(huán)節(jié)采用自由設(shè)計方式,發(fā)揮學生的主體地位,讓學生主動學習,提高實驗效力。設(shè)計過程以系統(tǒng)的快速性,準確性,穩(wěn)定性為核心。
3完善網(wǎng)絡(luò)教學資源
網(wǎng)絡(luò)發(fā)展給人們帶來的極大的便利,多媒體技術(shù)早已進入課堂,該技術(shù)與教學方法融合,提高了教學質(zhì)量。同時,我們開發(fā)和利用網(wǎng)絡(luò)資源,將與課程相關(guān)的教學大綱,教學課件,周歷等發(fā)布在網(wǎng)絡(luò)綜合平臺上,方便學生進行復(fù)習,同時為學生提供網(wǎng)絡(luò)答疑時間等提高學生的自主學習的能力。
4以競賽促進學習,提升學習熱情
競賽過程是對自動控制的工程實踐能力最好的體現(xiàn),通過舉辦校級比賽,使學生們把所學的知識真正用到實踐當中,通過一個個完整的作品,體會自動控制的意義。同時,我們選拔優(yōu)秀學生參加省級,國家級比賽,獲得良好的成績,每一份捷報都是對學生學習的肯定與鼓勵,極大的調(diào)動了學生的學習熱情,為課堂教學增添了趣味性。
在本次教學改革中,通過學生的自主學習及教師的引導(dǎo),使得在學時壓縮的情況下,有效的完成了教學內(nèi)容。同時,有效地降低了授課的枯燥程度和計算量,提高了學生的學習興趣和學習熱情。同時利用比賽的情況使學生感受到控制原理的工程實踐能力。實現(xiàn)了較好的教學改革目標。
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