自动控制原理卓越课程的建设与实践

摘要： “自动控制原理”是自动化及相关专业的主干基础课和专业核心课，其特点是内容多、理论性强，学生普遍感到不好学。我校控制理论课题组在积累多年教改经验的基础上，借助于学校卓越课程的建设计划，创建了一套以学生为主体，集多元化教学方法、全方位教学平台为一体，重在启发创新思维的常态化动态教学体系，有效地提高了教学效果。

Abstract： Automatic Control Principle is an integral part of automation specialty. It has the characteristics of more content， strong theory， and students generally feel difficult to study. Combined with years of teaching reform， with the help of excellence course construction plan， we build a set of student-oriented normalized dynamic teaching system with diversified teaching and comprehensive teaching platform， focusing on inspiring the creative thinking. It effectively improves the teaching effect.

关键词： 自动控制原理；卓越课程；动态；教学改革

Key words： automatic control principle；excellence course；dynamic；teaching reform

中图分类号：TP13 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）29-0213-02

0 引言

为较好地发挥学生学习的主动性，激发其自觉学习、主动发现问题和积极探索问题的能动意识。江南大学借鉴苏格兰经验[1]，设计并启动了“卓越课程”的建设工程，《自动控制原理》作为专业核心课，被列入第一批卓越课程的建设项目。一年的实践证明，卓越课程深受学生欢迎，能够调动起所有学生的学习积极性，把输入型的学习转换为输出型的应用，把被动应付性学习转化为主动创造性学习，使学生真正成为学习和创造的主体。

1 目标要求

课程建设是教学改革的突破口，也是提高教育质量的关键环节。江南大学卓越课程的建设宗旨，就是支撑和实践国家人才培养的卓越计划和课程本身的价值标准，通过不同的教学方式充分发挥学生的潜力，提升其学习期望，帮助其储备基础知识和实践经验，使之成为能为社会做贡献，博学而有责任心的现代人才。《自动控制原理》卓越课程的建设目标就是，以启发性、主动性、趣味性、实践性为原则，结合本课程特色，追求高素质、创新型和工程型人才培养目标。通过本课程的全部教学过程，使学生能够掌握基础知识、追踪科技前沿，开发创新思维，学会把课本、课堂的知识用于实践和工程设计。以课内、外结合，师生换位互动和产生问题为驱动力，以理论基础、实例分析、实际应用为基本点，使教学过程能真正发挥引导和启发作用，把被动灌输性学习转化为主动探索性学习，以增强课程魅力，提高教学效果。

2 实施办法

《自动控制原理》卓越课程的实施过程，在遵循江南大学卓越课程建设要求的基础上，结合本课程特色设计实现方法。具体如下：

2.1 组织措施 成立卓越课程建设小组，由教学经验丰富的副教授及以上职称教师承担，采取30人左右的小班授课，每个班级又分成5～6个学习讨论小组。我校自动化专业的5个班级同时开设卓越课程，教学队伍由7位教师和5位研究生助教组成。7位教师中，5位分别为5个班的主讲教师，负责课程内容的组织、课堂教学和答疑，1位教师负责网络课程建设和网络答疑，1位教师负责实验和实践活动的内容组织和指导；要求5位助教参与讨论课的学习，同时负责批改学生课外作业，协助教师分别负责5个班学生实践活动的指辅导、检查和督促。每个班级的教学活动由主讲教师统一负责管理。

2.2 教学方法 为做到以学生为本，加强能力培养，提高学生自主学习能力和积极性，卓越课程的教学活动采用专题式和探究式教学相结合的教学方法[2]。专题式教学法是基于自动控制原理课程自身特点而设计的。其特点是将课程内容糅合编制成几个专题，由主讲教师精讲。每个专题包括：一个或几个核心内容（观点、难点）目前国内外发展及研究热点在实践中的应用提出需思考的问题和学习奋斗的目标。在教学时注重每个专题的完整性和各专题之间的紧密联系，使整个课程内容紧密衔接，增强了控制理论的系统性。探究式教学是基于反馈控制的基本思想设计的。其特点是师生双方共同参与的一种“双主式”教学，教学研究的重心从知识传授转向能力培养，从重视结果转向重视过程。方法是在教师的启发引导下，针对每个章节中的重点和难点问题及其在工程实际中的应用问题，以学生独立思考和合作讨论为主，在“发现提出问题—思考分析问题—初步解决问题—反馈解决情况—完整解决问题”的闭环探究过程中，通过师生之间的合作与互动，使学生能从不同的角度理解和掌握自动控制系统的共同规律，并学会用控制理论的思想方法解决工程实际问题；同时，能从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观念等方面培养与提高学生的科学兴趣和主动探究能力。

2.3 考核形式 卓越课程的考核注重过程，考核成绩由课堂互动、随堂作业和测试、期末考试等多元化形式组成，以全面评价学生对知识的掌握程度和运用能力。上课听讲和主动发言（10%）；随堂作业和测试（10%）；讨论探究（10%），以讨论小组为单位由学生自主打分，教师把关；自主学习（10%）：包括自主学习的笔记、答辩记录、心得报告或小论文等；实验与操作（10%），由实验指导教师打分；课外实训（10%）：包括参加实训的次数、仿真过程的积极主动性，对仿真软件使用的熟练程度、系统设计情况、系统仿真结果、仿真分析能力等，由负责课外辅导的助教打分；课后作业与答疑（10%）：包括完成课后作业的数量和质量，以及学生参与答疑的次数和所问问题情况；期末考试（30%）。

3 内容组织

卓越课程的教学要求精讲多练，增加课外学习训练任务，为学生提供更多自主思考和探索的空间。为此《自动控制原理》卓越课程的整个教学过程共由课堂学习、讨论探究、自主学习、课外实践、课外辅导、课后作业等6大模块组成，以营造开放、协作、自主的学习氛围和批判性的学习环境。按教学计划，本课程共72学时，其中理论教学64学时，实验8学时。另外，按照与课堂教学时数不低于1：1的比例安排课外辅导内容和实践训练活动。每部分的具体内容和所占时数由课程组共同设计，由主讲教师和辅导教师具体负责实施，详见表1所示[3]。

3.1 教师精讲模块 课程的重点和难点由主讲教师精讲，重在使学生掌握扎实的理论基础。目前，这部分内容占课程总学时的60%，将逐步过渡到30%。

3.2 讨论探究模块 以学生为主，实行分组讨论，学生自主讲解、自主提问，或者教师启发式提问，学生间互相讨论，老师参与，重在引导和解答，以提高学生自主学习、发现问题和解决问题的能力。这部分内容占总课时的30%，将逐步过渡到60%。

3.3 课外实践模块 这部分内容主要在开放的实验室完成，是指在教师或助教的指导下，学生利用所学知识完成一些课外科技活动，包括基本实验教学、项目教学、系统仿真和科技兴趣活动等。实验教学是以学生为主，通过各类实验电路板、试验箱，完成对所学理论的试验验证，以加强对课堂所学基础理论的理解；项目教学是学生参与教师的科研项目，或者教师指导学生完成大学生创新训练和创新基地项目，或者由教师指导学生参加各类创新设计大赛，以锻炼和提高学生科学研究的兴趣和动手操作的能力；系统仿真是在老师或助教的指导下，由学生自我完成自动控制系统的设计与模拟仿真，以提高使用控制系统应用软件分析问题、查找问题和解决问题的能力；科技兴趣活动是专门针对基础较弱、学习动力不足的同学而设计的。凡没有参加以上科技活动的同学自由分小组组成科技兴趣活动小组，对自己感兴趣的内容和课题，进行分析、研究和制作，激发学习兴趣。

3.4 课外辅导模块 由教师或助教对每一位学生进行有针对性、面对面的课外辅导，以帮助学生在提高学习能力的同时，扩充知识面。

4 结束语

自动控制原理卓越课程的建设与实施，是一种新的尝试和体验，大大激发和提高了学生自主学习的兴趣和能力，使学生不但深刻领会了本课程的理论知识和实践应用，而且充分认识了专业基础课的学习价值，掌握了专业课的学习方法，懂得了学习什么和为什么学习的问题，对后续课程的学习是一个极大的促进，因此，有着深远的意义。当然，它需要学校和教师花大力气做好充分的准备，包括各环节的内容设计和组织形式，以尽力展现课程的价值和魅力，为培养创新人才做出积极贡献。

参考文献：

[1]罗娜.苏格兰卓越课程改革研究[D].华东师范大学硕士学位论文，2011，5.

[2]徐颖秦，潘丰.自动控制原理立体化教学新体系的探索与实践[J].电力系统及其自动化学报，2012，24（2）：152-155.

[3]潘丰，徐颖秦.自动控制原理[M].2012，9.