第３４卷第４期 电气电子教学学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ０Ｆ ＥＥＥ Ｖｏ１．３４ Ｎｏ．４ Ａｕｇ．２０１２ ２０１２年８月 “自动控制原理＂课程教学改革 肖萍萍，李晓光 （长春大学光华学院信息工程学院，吉林长春１３０１１７） 摘要：本文从学生认知心理的特点和规律出发，围绕工程应用型创新人才的培养模式，对“自动控制原理”的课堂教学进行改革。我们利用形 象化教学手段，让学生运用注意、记忆和思维的策略，加深对教学内容的理解，并采用多种教学方法相结合的方式，指导学生建立良好的知识认 知结构，提高学生的学习能力，从而有效地提高教学效果。 关键词：自动控制原理；课程改革；教学手段；教学方法 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０６８６（２０１２）０４－００３４－０３ Ｃｏｕｒｓｅ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｒｅｆｏｒｍ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅｏｒｙ ＸＩＡＯ Ｐｉｎｇ－ｐｉｎｇ，ＬＩ Ｘｉａｏ－ｇｕａｎｇ （Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ Ｇｕａｎｇｈｕａ Ｃｏｌｅｌｇｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ １３０１１７，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｌａｗｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｐｓｙｃｈｏｌｏｇｙ，ｗｅ ｒｅｆｏｒｍ ｔｏ ｔｈｅ ｃｌａｓｓｒｏｏｍ ｔｅａｃｈ— ｉｎｇ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｈｅｏｒｙ ａｒｏｕｎｄ ｔｈｅ ｔａｌｅｎｔ ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｃｒｅａｔｉｖｅ ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ｕｓｉｎｇ ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｅ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｕｓｅ ｔｈｅ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ，ｍｅｍｏｒｙ，ｔｈｉｎｋｉｎｇ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｔｏ ｄｅｅｐｅｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｃｏｎｔｅｎｔ．Ａｎｄ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ，ｗｅ ｇｕｉｄｅ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａ ｗｅｌｌ ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ ｏｆ ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｓｔｕｄｅｎｔｓ，ａｎｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅｏｒｙ；ｃｏｕｒｓｅ ｒｅｆｏｒｍ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅａｎｓ；ｔｅａｃｈｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ “自动控制原理”课程主要研究自动控制系统 的系统建模、系统分析及系统设计的基础理论和方 法，对培养学生学习后续课程及从事工程实际工作 有着重要的影响。该课程具有理论性强，概念抽象 经过几年的探索，我们从学生认知心理的特点 和规律出发，建立一套以互动一实践一创新为主线 的教学模式，在完成课堂教学的同时，提高学生自主 学习能力、实践创新能力和团队协作能力，以适应社 会对工程应用型本科创新人才培养的需求。 等特点，如何激发学生的学习兴趣，将学生的数学基 础、专业理论及工程实践有机地结合起来，提高教学 质量是进行课程改革的目的。 认知心理学是以信息加工为核心的心理学，它 吸收了信息论、控制论、系统论和计算机科学等当代 １形象化教学手段 １．１ 动态教学能激发学生兴趣 在本课程的绪论部分，重点介绍自动控制在空 间技术、科技、工业、交通和环境等领域的应用。由 于学生对系统的概念没有感性认识，更没有机会在 最新理论和科技成果的精华，用实验方法和信息加 工观点研究心理过程 。 修稿日期：２０１１－１２－０４；修回日期：２０１２－０１－１３ 基金项目：吉林省教育科学规划课题（ＺＣ１１１６８，ＧＨ１１４２９），长春大学光华学院校级教育教学研究重点课题（ＧＨＪＹ２０１１ＡＫ００２） 第一作者：肖萍萍（１９７４・），女，博士，副教授，主要从事控制理论与控制工程方面的研究，Ｅ・ｍａｉｌ：ｘｐｐ１６３＠１６３．ｃｏｌｎ 第４期 熊俊俏，戴丽萍，秦红波：０ＴＬ功率放大器 塞堕 壅 叠过大，一方面导致输出信号幅度下降，另一方面导 归为前一级驱动电路的动态范围偏小引起的。从表 ２的电压利用系数来看，的确存在提高动态范围的 空间。如增大输入信号幅度，推挽电路的输出信号 幅度进一步增大，可提高输出功率。实际上，图１电 致供电电流急剧增大，这两者均会使效率下降。 ３）计算方法的影响 对于驱动级电路的功耗，通常较小而没有考虑。 但在该电路中因输出功率和电源供电功率等均较 小，驱动电路的功耗影响就不能忽略了。 路已经决定了其驱动级电路的动态范围不可能使推 挽级电路的电源利用系数达到理想值。 如表１中的状态１所示，当空载时，集电极（图 １中Ｂ点）静态电压为２．３０４Ｖ，此时最大输出信号 的有效值为１．３Ｖ，峰值为１．８４Ｖ，已经达到驱动电 路的输出极限。 当加载时，从表２中状态４变到状态６。由于 ４ 结语 ＯＴＬ功率放大器电路的效率低下是由多种因素 决定的，包括器件、电路、测量方法和计算方法等。 面对其理论与实验结果的不一致问题，应采用认真 的分析来解决问题。在实际工作中，互补对称性和 动态范围的影响是少数情况，大部分是由于测量和 计算方法的问题导致的功率下降。因此，如何引导 学生通过实验来提高分析问题和解决问题的能力， 是电子技术实验的重要环节。 参考文献： ［１］葛有根．ＯＴＬ功放实验效率低下的原因及解决方案［Ｊ］．天津： 实验室科学，２０１０，１３（３）：６３—６５ 负载电阻较小，输出信号幅度下降，导致自举电路的 作用越来越小，集电极（图１中Ｂ点）静态电压也下 降到１．７０５Ｖ，对应的最大输出信号的有效值为１Ｖ， 峰值为１．４１Ｖ。 显然，输出级的负载导致驱动级电路的集电极 （图１中Ｂ点）静态电压下降，从而降低了驱动级电 路的动态范围。 可见提高驱动级电路的动态范围，可以采用增 加隔离电路，减小推挽电路对前一级电路的影响。 ３．４测量方法与计算方法的改进 １）电源电压的影响 ［２］李春树，潘海军．ＯＴＬ功率放大电路中供电电流的测量［Ｊ］．永 州：零陵学院学报，２００３，２４（５）：３２—３３ ［３］ 陈庭勋．功率放大实验电路分析［Ｊ］．舟山：浙江海洋学院学报 （自然科学版），２００３，２２（２）：１９２—１９６． 实验平台加上负载以及串接电流表均会引起实 际供电电压下降，最大下降可达到０．１Ｖ。而计算仍 采用５Ｖ而不是实际测量值，自然会使效率降低。 ２）ＲＷ２补偿过度 ＲＷ２是用于消除交越失真的电位器。由于是 ［４］康华光．电子技术基础．模拟部分（第五版）［Ｍ］．北京：高等教 育出版社，２００６．１ ［５］Ｐａｕｌ Ｒ．Ｇｒａｙ，Ｐａｕｌ Ｊ．Ｈｕｒｓｔ，ｅｔｃ．Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｎａｌｏｇ ｉｎ— ｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ［Ｍ］．ＢｅｉＪｉｎｇ：Ｈｉｇｈｅｒ ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓ，２００５．１２ 否存在交越失真多为主观观察，若把握不准，使其重 （上接第３５页肖萍萍等文） ３ 结语 为了适应素质教育对工程应用型创新人才培养 模式的需求，获得良好的教学效果，我们结合学生认 知心理的特点和规律，对“自动控制原理”课程的教 中国教育学刊，１９９７，第０２期 ［２］刘大年，史旺旺，孙贵根，吴桂峰，“数字信号处理”课程的形象 化教学方法探索［Ｊ］．南京：电气电子教学学报，２００６，２８（４）， １０４．１１１ ［３］ 岳舟，罗良才，曹锋等，“自动控制原理”教学改革的研究与探 索［Ｊ］．合肥：电脑知识与技术，２０１０，Ｖｏｌ：６（２０），５５３７－５５３８ ［４］张学敏，“数字信号处理”课程教学改革实践［Ｊ］．ｊＥ京：中国电 力教育，２００９（２），１４０－１４１ 学方法和教学环节等方面做了一些改革的尝试。我 们将教学内容以图形和声音等现代教育技术手段表 现出来，有机地将本课程连接成一个整体，可以充分 发挥学生的主观能动性，提高教学质量。 参考文献： ［１］ 王志坚，认知心理学的学习理论对课堂教学的启示［Ｊ］．北京 ［５］金鑫，谢昭莉，盛朝强等，“自动控制原理”实验教学改革创新 与实践［Ｊ］．南京：电气电子教学学报．２００９．３１
