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摘要：提高自動控制原理線下課程的教學效果，對專業人才培養、人才深造有著重要意義。在分析了當前本課程線下教學現狀的基礎上，通過對課程線下課堂教學改革，突出教學的工程背景。通過建立網絡教學平臺，加強課前預習與課后復習、線上線下教學指導等手段，提升了教學效果。使學生能夠在理論知識和應用能力上得到進一步提升，為培養優秀的電氣工程人才奠定基礎。
關鍵詞:教學方法；線下課程；自動控制原理
1引言
自動控制技術在制造業、農業、交通等行業有著廣泛的應用，提高了勞動生產率和人民生活水平。隨著高等教育的普及與發展，如何使得教學方法更有效、科學受到越來越多的關注。傳統課堂教學手段已經無法滿足電氣類專業發展對課程內容的要求。自動控制原理課程是合肥師范學院電氣工程及其自動化本科專業的專業核心課程，其內容主要包括自動控制的基本原理、控制系統的數學模型、線性系統的時域分析法、根軌跡法、頻域分析法和控制系統的校正方法等。該課程理論性強的同時與工程實踐的結合也十分緊密[1]。學生不僅要掌握一定的控制理論知識，更重要的是要掌握控制理論應用。因此，提高自動控制原理課程的教學質量和教學效果，使用多種線下、線上教學手段，使學生掌握本課程的主要知識內容，對學生提高控制學科的素養和繼續深造有著重要意義。
2課程開展現狀
2.1課時量少
根據合肥師范學院電氣工程及其自動化專業特點，本課程理論講授48個課時，實驗16個課時。理論課教材選用胡壽松教授的《自動控制原理》一書，實驗課主要用于驗證理論課的重要知識點，起到輔助理解作用。自動控制原理教學內容眾多，由于受到課時的影響，課堂上只能講授基本的主要內容，包括基本理論及公式的推導等。學生沒有足夠的時間通過課堂學習掌握更全面的控制理論[2]。學生在課堂上注意力不集中，導致課堂學習的知識點內容無法銜接、難以理解，學習興趣越來越差。教師在了解學生對知識點的掌握情況后，往往需要將有些重點內容再次強調，更是占用預定的課堂教學時間。
2.2教學方法單一
作為一門理論課，自動控制原理課程長期以來的教學以板書和PPT為主。教師授課講述時間長，使學生難以保持長時間注意力，不能抓住知識重點，對課程漸漸失去興趣。由于注重講授，課堂上留給學生自主思考和學習的時間少，學生被動學習，更不能將各知識點融會貫通。
2.3課程理論性強
學生在學習時頻域分析等知識過程中需要用到高等數學、復變函數、信號處理、高等物理、電路原理等基礎知識。在理論驗證過程中對編程、繪圖等方面的能力同樣有較高要求。以上知識要求對不少學生存在較大困難，甚至還需要再次學習，增大了本課程的學習難度。總之，由于知識理論性強，對數學要求高、涉及范圍廣，在學習過程中學生容易碰到困難，從而使得學生學習積極性大受打擊。
2.4學生課后自主學習不足
作為對本科生授課，教師一般很少利用課堂時間對已授內容全面復習總結，學生必須花費不少于課堂教學的時長用來復習。自動控制原理課程對數學要求高、邏輯性強，學生只有認真鉆研課本內容才能理解知識點的精髓。通過分析、理解、記憶才能由感性認識到理性認識，掌握控制規律。自主學習是大學生有別于中學生的主要區別，但是學生在課后往往僅完成作業，不關注對課本內容全面系統地復習。同時存在作業抄襲、期末突擊復習等現象。突擊復習只能短時間內記住部分零散的知識點，既不全面也不深刻，更不能說理解，大大降低了學習效果，使得學生在考研復習時需要重新學習自動控制原理，加大了考研難度。
3課程教學改革具體實施過程
自動控制原理課程作為合肥師范學院一門精品線下開放課程，其建設對學院教學質量與教學改革具有重要作用。學校從政策、經費等各方面對各級“精品線下開放課程”建設給予大力支持，鼓勵參與教師與其他高等院校進行教學方法交流，邀請其他高校富有經驗的教授來做教學講座。為了與實踐教學相配合，學校還對精品線下開放課程實踐教學場地及相關設備加大投入。在教學改革方面，不斷推動教學內容、教學方法、網絡教學方法等方面的改革。在學校的政策指導下，針對課程開展中的問題，筆者在教學方面采取了以下幾點嘗試。
3.1課堂教學方式的改革
在教學中，自動控制原理作為一門理論和應用并重的課程，在學習過程中需要理解公式含義，了解公式推導過程，掌握實際工程應用。上述三種層次的學習深度決定了課堂教學的內容和范圍，弱化公式推導有利于學生在有限的時間內更好掌握公式的應用。學生課堂上所學的知識點需要自我消化，因此課堂討論非常有必要。在原有課時不變的情況下，可以將一堂課中2/3的課堂時間分配給教師進行理論和工程實踐的講授，另外1/3的時間分配給學生以討論的形式進行交互式學習[3]。教師講授完本節的重要知識點和相關應用實例后提出問題，讓學生通過小組討論、舉例的方式自主學習。學生對知識點進行討論，在討論中不斷提升對知識點進行理解。學生還可以自己列舉出遇到的應用實例，這樣不僅加深了對知識點的理解，還促使學生課后復習，鞏固已學知識點。通過討論，學生可以將已學習的知識點融會貫通，在討論過程中不斷與教師交流互動，更深刻地理解知識點，更主動地學習。同時討論還促使學生課前預習、查找應用實例。這種課堂討論相比在教學網站上發帖討論的效率更高、信息量更大。
3.2網絡教學手段
在學校建立的教學網站上，通過該網站提供給學生自動控制原理課程完整的教學資料，包括課程介紹、課程公告、教學大綱、課件、視頻、參考資料、討論、測試、作業等[4]。其中主要教學資料是相關知識點講解的視頻，這部分視頻充分利用國家級精品課程、省級精品課程資源。視頻資源不力求完整講述自動控制原理的教學內容，僅以知識點為主。避免了學生課下漫無目的花費大量時間去看視頻，而專注于重點、難點知識的學習。除了知識點視頻，還增加了應用實例視頻，使學生加深對知識點的理解，使課程的學習不再枯燥乏味。教師根據學生的課堂學習情況、課后答疑情況等挑選適當的測試和作業，適當增加知識點擴展資料，幫助學生進一步加深已學知識點的鞏固。
3.3加強課后自主學習能力的培養
授課時需要向學生強調課后及時復習的重要性，并且以課堂提問或作業的方式檢查學生的復習效果。增大對課后復習的考核比重，作為學生平時成績的重要部分。同樣，學習過程中預習也是非常有必要的，教師在網站上給出需要預習的內容要點，讓學生有的放矢地預習。通過對預習視頻播放量和預習資料查閱量的統計，教師可以清楚地了解學生的預習情況，督促未預習的學生認真預習。
3.4線上線下教學指導
除課堂教學與網絡平臺教學外，本課程開通了線上線下教學指導。其中線下教學指導主要安排在每周固定時間和地點，時長1～2個課時。對學生課后疑問，作業、測試中遇到的問題進行指導。但是這種指導并不是對所有學生問題都答疑，而是對學生的問題有條件地回答。條件是學生已經對疑問有所了解，在課本或其他參考資料中查詢過該問題。只有這樣才能提高學生自學能力，避免“學而不思則罔”的情況發生，使學生對知識點的認識更加深刻。線上答疑即依靠網絡平臺，學生將問題在網絡論壇中提出并討論。引發學生的相互討論，在討論中加深對問題的理解。線上論壇的優點在于學生可以有充裕的時間查找資料等，對問題的思考更加充分。教師也可以通過學生對問題的討論發現學生對知識點掌握情況的不足，發現教學中的薄弱環節，對教學內容和方式進行修改完善，從而更有效地教學，形成教學質量不斷改進的閉環系統。
3.5實踐能力的培養
實驗課程在自動控制原理教學中起著重要作用。計算機仿真技術——如MatLab/Simulink軟件的迅速發展，為實驗課程提供了良好的軟件平臺，已成為工程技術人員必須掌握的一門重要編程語言。MatLab/Simulink軟件具有強大的系統仿真能力，并作為輔助分析和研究，可用以解決各種控制工程中的實際問題。實驗課程主要為理論課程提供理論驗證、動手能力培養等。筆者安排的實驗課程主要有二階系統時域響應、根軌跡、線性系統頻域響應、串聯校正等。每個實驗中首先要求學生搭建實驗模型，在此基礎上通過修改參數、增加環節等方式得到不同的輸入輸出關系，加深學生對知識點的理解。例如，在二階系統時域響應實驗中，學生可以通過MatLab編程方式和Simulink交互界面仿真兩種方式構建一個二階系統。通過給定的階躍輸入得到階躍響應，學生可以直觀感受二階系統的工作特性。通過修改二階系統的參數，得到不同的階躍響應，學生可以學習到不同參數對系統輸出的影響這一知識點。除了要求完成的實驗外，學生還可以設計自己感興趣的實驗內容，從而提升學生面對工程應用和實踐的能力。
3.6思政教育
在課程思政方面，需要科學合理地增加思政教育點。自動控制原理是研究自動控制技術的基礎理論課，講述了控制的基本思想、系統分析等內容。而控制理論不僅在工程科學中廣泛使用，在人文科學領域也有著重要的應用?？刂评砟钸€蘊含著深刻的哲學思想。例如管理學科中提到的控制，則是一種更宏觀的控制概念。學生除了理解工程中的控制概念外，還可以將這一概念擴展，深入哲學思想、學習方法中去。例如在教授學生控制的反饋理論時，可以與平時的學習相聯系。又以我國控制學科的主要創始人、著名科學家錢學森先生為例，說明如何將控制理論運用到兩彈一星的偉大事業中[5]。學生通過課堂學習獲得知識點，經過課后復習、作業、測試來驗證所學的知識點的掌握情況，發現還未掌握的知識點，再補齊。通過不斷的學習、驗證、補充來完成各個知識點的學習。
4總結
自動控制原理課程涉及的知識面廣、理論性強、教學難度大。通過上述教學方法的改革，提高了學生知識能力素質，使學生能在一定程度上具有解決復雜問題的綜合能力和高級思維水平，具有重要意義。
參考文獻:
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[2]朱春麗,劉棟材,申遠.工程制圖課程的教學改革探索[J].合肥師范學院學報,2019,37(3):77-79.
[3]張學新.對分課堂:大學課堂教學改革的新探索[J].復旦教育論壇,2014,12(5):5-10.
[4]初紅霞,王希鳳,謝忠玉,等.混合式教學模式在自動控制原理教學中的實踐研究[J].中國現代教育裝備,2021(11):47-50.
[5]杜輝,王梅,緱亞楠.自動控制原理課程的思政設計與研究——以化工機械專業為例[J].廣東化工,2021,48(12):280-281,285.
作者:盧宇 申遠 朱春麗 單位:合肥師范學院電子信息與電氣工程學院