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对“自动控制原理”课程教学的几点思考

时间:2011-04-24  作者:秩名

论文导读:“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律。有关非线性系统的教学内容需要进一步加强。课堂教学结构是为了完成一定的教学目标。
关键词:自动控制,教学内容,教学结构,实践教学
 

“自动控制原理”是研究控制系统的一般规律,为进行控制系统的理论分析和综合运用,提供基本的理论依据和使用方法的一门专业基础课程。同时,自动化专业的很多后续课程,如:“现代控制理论”、“过程控制”、“计算机控制”、“控制系统仿真”等,在较多地方都用到了该课程的基本理论和基本方法。因此,教师教好和学生学好该课程,对于自动化专业的学生来讲,具有十分重要的意义。但由于该课程理论性强、涉及知识面广、分析方法多、对数学知识要求高,学生在学习过程中常感觉内容抽象、难于理解,进而不能很好地掌握。为有效解决这一问题,结合在教学工作中的经验和体会,认为应重点做好以下几个方面的工作。

1 加强对教材内容的理解和把握,重组教学内容

一是统观全局,分清层次,有详有略,着力使学生掌握基础知识,形成科学的知识结构。如:该课程的主要内容是经典控制,即重点在线性系统理论的学习,但由于在实际应用中,大多系统是非线性的,因此,有关非线性系统的教学内容需要进一步加强;计算机技术已在控制领域广泛应用,需要适当增加一些系统分析工具的介绍,如Matlab相关软件内容的学习;另外,根轨迹校正、等M圆、等N圆设计等内容在当前的工程设计中已很少使用,可只作简要介绍。

二是深入理解和把握教材内容间的横向和纵向联系,按由整体到部分、由一般到个别、由浅入深、由易到难、由已知到未知的顺序安排教学内容。该课程虽然内容多、涉及知识面广,但教学内容间有着非常紧密的联系。分析认为,在纵向上,应沿系统分析和系统设计两条线,逐步深入地安排教学内容;在横向上,应始终以“稳、快、准”的基本要求为核心,加强有关内容的相互渗透。

2 优化课堂教学结构,提高课堂教学效率

课堂教学结构是为了完成一定的教学目标,教师在时间和空间上,对各种教学因素的排列和组合,对课堂教学的整体安排。优化课堂教学结构就是使教师的教和学生的学的活动处于和谐、高效的最佳状态。免费论文网

一是精心设计引言。“良好的开端是成功的一半”,一个好的引言能唤起学生的学习动机,激发学习兴趣。通过灵活多变的方式设置问题是课堂导入的有效途径,如:借助于多媒体手段,在引言中,先演示实验现象,其后围绕实验现象讲解教学内容,以激发学生的求知欲望。

二是妥善处理教学重点、难点。教学的重点、难点是课堂教学的精髓,如果处理不当会使学生思维受阻,注意力分散,长此下去就会因疑问越来越多,造成学习障碍,从而对学习失去兴趣。因而一定要采用多种教学方法,妥善处理重、难点,以达到突出教学重点,突破教学难点的目的。对于抽象知识的重、难点应采用形象、直观的教学方法,如:对于非线性中的死区现象,以齿轮传动为例,通过演示其传动中的死区产生过程,使抽象内容变得直观、具体。学生对知识的获得,应是一个由浅入深,循序渐进的过程。在教学中,要注意从回忆旧知开始,再逐渐引入新知,以帮助学生全面把握相关知识点,建立起整体性、连贯的概念。对于学生从未接触过、难度较大、理解起来有一定困难的知识点,应分散难点,化复杂为简单,以让学生能够比较轻松的理解和掌握。对于内涵相近或相似、容易混淆的知识点,应多用类比的方法加深学生的理解和把握。

三是合理设计板书。板书是课堂教学的一个重要组成部分,好的板书能唤起学生的求知欲,吸引学生专心听课,方便学生记笔记并做好课后复习。每堂课的板书都应有一定的技巧性和实用性,要尽可能运用最简洁的文字或符号使教材内容形象化、复杂问题条理化,要使学生仅通过板书,就能领略到全课的要点和应掌握的内容。需要特别指出的是,尽管应用多媒体教学手段,使得教学更加形象、直观,但为了加强学生对课堂知识整体性和重点、难点的理解和把握,板书仍是不可替代的。

四是师生共同归纳小结。课后小结是一节课重点和难点的概括,此环节完成得好,可起到“画龙点睛”的作用,如果这一步只由教师来做,不利于学生的提高,为此,可采用教师提示、学生归纳的方法。通过让学生参与归纳一节课所学习的内容,可促使学生加深对课堂内容完整性的理解和认识,并可有效提高学生整体思维和口头表达能力,这也是加强教、学和谐性和素质教育的重要体现。

五是用规范、幽默的教学语言。课堂教学中的语言一定要规范。免费论文网。规范是技巧的前提。教师对原始概念的剖析,定理、原理的阐述等都必须用专业术语来准确表达,应坚决摒弃似是而非、模棱两可的语言;同时,课堂教学中的语言应有一定的幽默性。应善于在“标准化”的语言中适时地加入一些幽默的语言,以此作为课堂教学的“调味剂”,以不断提高学生的注意力,增强学习兴趣,缓解学习中的压力。

3加强实践教学,巩固理论教学效果

一是大力加强实验课教学。该课程理论性很强,实验课是其教学中的一个至关重要的实践环节。实验具有形象、生动的特点,实验中蕴含着诸多实际因素,会出现很多意想不到的问题,有利于加深学生对课程内容的理解和掌握,有利于激发学生解决问题的兴趣和热情,有利于加强学生的感性认识,有利于培养学生的创新意识和动手能力。

二是增设课程设计环节。教学中发现,由于该课程理论性强、比较抽象,学生常对课程知识缺乏系统性的概念,缺乏综合分析问题的能力,遇到实际问题时,常感觉无从下手。为此,增设了课程设计环节,如:给出一个随动系统及其要求的性能指标,由学生进行系统建模和系统性能分析,在此基础上,设计校正装置,使系统满足给定的要求。免费论文网。实践证明,通过课程设计环节,可进一步加强学生对理论知识的理解和应用能力,有效提高综合分析问题和解决问题的能力。

以上是对“自动控制原理”教学的几点建议和思考,并且在教学过程中进行了多次尝试,取得了较好的教学效果,受到了学生的好评。


参考文献
1 胡寿松. 自动控制原理. 北京:国防工业出版社. 1999
2 高国焱, 余文. 自动控制原理. 广州:华南理工大学出版社. 1999
3Richard C.Dorf, Robert H.Bishop. 现代控制理论. 北京:高等教育出版社. 2001
 

 

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