【教改创新】 《自动控制理论》课程的教学改革探讨 魏秀琨 （轨道交通控制与安全国家重点实验室北京交通大学，北京１０００４４） 摘要：本文讨论了《自动控制原理》教学改革中的几点意见。提出了在教学内容改革中要丢弃那些过时的或者与实际应 用联系不太紧密的内容，加强学生对所学内容工程意义和物理意义的理解。在教学方法方面，要注意让学生主动学习，努力 该进课堂的气氛，提高学生的学习兴趣。要注意学生课前预习，认真答疑和应用Ｍａｔｌａｂ等辅助教学软件来改进课堂教学和 实验。 ’ 关键词：教学内容；教学方法；素质教育；Ｍａｔｌａｂ 中图分类号：Ｇ６４２．０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—９３２４（２０１３）０２—００５５—０３ 《自动控制原理》是高校自动化类、电子类、机械类及 经验，对课程教学做了若干思考，认为应该在教学内容、教 相关本科专业的一门重要的专业基础课程，是很多后续课 学方法、素质和能力培养以及课前预习、课后练习以及综 程，如《现代控制理论》、《过程控制》、《计算机控制》、《控制 合实验多个环节同时进行改革，方能达到该门课程素质教 系统仿真》等，在较多地方都用到了该课程的基本理论和 育的目的。 方法。同时，该课程还是很多门研究生课程的基础，也有一 一、教学内容的改革 些专业为研究生开设的一门课程。通过学习这门课程，应 《自动控制原理》课程从大的方面来区分，主要包括系 使学生掌握有关自动控制方面的基础知识、基本理论和相 统的建模、系统分析和系统的综合三个方面。建立系统的 关的分析方法，具有对系统进行定性分析、定量估算和动 模型是分析和综合的基础，这一部分不可或缺。随着对控 态仿真的能力，并为以后专业课程的学习、毕业设计以及 制系统分析和综合研究的深入，新的系统分析和综合方法 毕业后参加工程实践打下良好的基础。因此，如何在有限 的不断出现，有些方法已经不在实际设计中采用，成为历 的课时之内，有效地教好该门课程，具有十分重要的意义。 史的东西，这些内容完全可以在教学内容中去除或者淡 本门课程理论性和工程实践性均较强，涉及知识面广，抽 化，而有些非常有用的新的方法和工具，一定要在教学中 象概念多，分析方法多，课本上的知识同实际应用有一定 加强这方面的内容。例如，系统稳定性分析方面采用的劳 的差距，对数学知识要求高，学生在学习过程中常感觉内 斯判据（此处不明白），在实际系统设计和研究中几乎不再 容抽象，难于理解，进而不能很好的掌握。造成的结果是很 采用，而在系统的开环和闭环的稳定性判别，完全可以借 多学生认为这是一门应用数学课程；很多同学学习完之后 助Ｍａｔｌａｂ求解系统的特征根来判别系统稳定性；对于复杂 只记住一些规则，例如：劳斯判据，如何画根轨迹，如何 系统的方框图简化，在以往的教学中，学生花费大量的时 Ｂｏｄｅ图，如何进行方块图简化等。 间去做各种联系，而在实际过程中这个应用很少，完全可 但如果问它们的物理意义，很多同学回答不上来。甚 以借助Ｍａｔｌａｂ来处理这些化简问题；根轨迹分析和校正， 至考试成绩很高的学生同学甚至搞不清什么是闭环什么 在实际中应用较少，但在目前的很多教科书中仍然是主要 是开环，区分不开控制误差和控制量。因此，有必要对此课 内容，学生依据根轨迹绘制的十多个规则，花费了大量的 程的教学做跟进一步的改革。根据本人多年的教学和实践 时间做这方面的练习，浪费了很多时间；而对于等Ｍ圆、 － －＋－＋一＋一＋一＋－—－ ＊＋一＋一＋・ 路由器在默认情况下ＤＨＣＰ服务器的功能处于启用状态， 《网络管理与安全》等实践课程，考证类培训，实习和毕设 在校园网的一个网段中可能存在着多个ＤＨＣＰ服务器的 等丰富的实践环节提升学生的实践能力，学生的考证（工 现象。如果在用户所处的网段中有用户未知的家用路由 信部的网络工程师认证、Ｃｉｓｃｏ的ＣＣＮＰ认证、Ｒｅｄｈａｔ的 器，用户被分配的网络信息不一定是校园网ＤＨＣＰ分配 ＲＨＣＥ认证等）一次通过率逐年提升，从事计算机网络相 的，将导致用户不能上网，这时候也需要手工配置网络信 关工作的毕业生逐年增加，达到了理论教学和实践能力同 息。这种结合生活实际案例的讲解使得学生真切地感受到 步提高的最终目的。 学习网络知识的价值。 参考文献： 中国传媒大学南广学院传媒技术学院《计算机网络》 …谢希仁计算机网络（第５版）【Ｍ】，北京：电子工业出版社，２００８． 课程教学改革的主要特点有：（１）明确了理论对实践的指 『２１尹方，刘想德．应用技术型本科课程体系改革刍议——计算机 导意义，树立了理论课程的核心地位；（２）设计了新的教学 科学与技术／计算机网络应用专业【『１．重庆邮电学院学报社会科 组织过程，以紧密围绕理论教学的实践课程取代了传统的 学版，２００６，（５）：７９３． 实验课；（３）紧密围绕计算机网络的基本知识、基本理论、 基本技能和基本方法来设计教学内容；（４）运用多种教学 作者简介：汤铭（１９７３一），男，高级工程师，研究生，研 方法，精心设计教学案例，加强理论学习的直观性，提高理 究方向为计算机网络与信息安全、计算机软件，江苏省南 论学习的兴趣，降低理论学习的难度。树立《计算机网络》 京市弘景大道３６６６号中国传媒大学南广学院传媒技术学 理论课程在网络课程组中的核心地位并非意味着忽视计 院；段洪秀（１９８０一），女，讲师，研究生，研究方向为计算机 算机网络的实践性，强调理论指导下的实践在于提高实践 软件、计算机网络；周晓梅（１９８０一），女，讲师，研究生，研究 的目的性和有效性。通过随后的“Ｓｏｃｋｅｔ编程”课程设计， 方向为数据库、计算机网络；李永明（１９８５一），男，助教，研 ｛ｃｉｓｃｏ网络管理》、｛Ｌｉｎｕｘ网络管理》、｛Ｉｎｔｅｍｅｔ网络编程》、 究生，研究方向为计算机网络。 一 一 【教改创新】 等Ｎ圆设计等内容，在当前的工程设计中已很少使用，可 只作简要介绍或者完全取消该部分内容。与这些该淘汰的 分析和综合方法比较，有些内容就应该进行更加深入细致 课内容，逐页讲授教学大纲中规定的内容，整个过于注重 知识的传授。长期以来，老师习惯于带着Ｐ 在讲台上讲， 下面学生的状态则是五花Ａｆ－］，真能跟得上老师节奏的学 生，随着课程的深入，越来越少。而老师在课堂上也只能和 几个学习比较认真的学生进行互动，对于很多学生抱怨 “听不懂”、“跟不上”，老师有时也无可奈何。我们已经习惯 于老师讲、学生听的教学模式，使学生长期处于被动的学 习状态，其发散性思维、创造性思维并没有被充分调动起 的讲解。例如，而对目前仍普遍在使用的控制方案ＰＩＤ以 及先进的辅助分析工具ＭＡＴＬＡＢ在课程中的应用等内容 予以加强。在生产过程自动控制的历史发展中，ＰＩＤ控制 是历史最久、生命力最强的基本控制方法，由于ＰＩＤ控制 具有原理简单、使用方便、适应性强等特点，在工业控制系 统中得到了广泛的应用。不仅讲授Ｐ、Ｉ、Ｄ各参数的作用和 ＰＩＤ参数自整定的方法，还要讲实用的ＰＩＤ控制（例如：实 际微分ＰＩＤ控制、防积分饱和ＰＩＤ控制、ＰＩＤ控制的离散 形式、各主要控制公司采用的ＰＩＤ控制方法）的设计和针 来。课堂自然形成了教师讲授多，知识传授多，而学生参与 少，能力培养少的现状。这种方式会很快使学生失去学习 的兴趣，制约了学生自主学习能力和解决实际问题能力的 培养。 对不同的控制硬件配置的实现方案等。（１）淡化数学内容， 加强物理意义的解释。数学基础的扎实与否是制约本课程 学习的又一重要因素。由于涉及大量的数学知识（微分方 程，拉普拉斯变换，复数的幅值和幅角，ｚ变换）、数学推导 及作图，使得学生在学习本课程时存在较大难度。对一些 数学基础知识比较差的学生，这些数学知识令学生感到这 门课程很难学习，搞清楚这些数学公式和其物理意义是他 们必须克服的第一个难关。数学基础不好的学生一开始就 顾虑重重，学习一开始就被失败的阴影笼罩着，在学习过 程中充满了挫败感，有的学生中途会放弃学习。有的学生 搞不清到底是在学控制理论还是在学数学，甚至错误地认 为控制理论就是数学，所以在教学过程中，教师要适当地 弱化数学在控制理论课程中的地位，应当根据课程的进 度，有计划地安排好相关数学知识的复习。对于特别重要 的部分，要以应用为原则，在课堂上反复解释这些抽象的 １．让学生有端正的学习目的和正确的学习态度。大多 数学生认为自动控制原理课程是纯理论课程，应用型不 强，没有多大的实用价值。对于将来的就业联系不大，所以 学不学关系不大，错误的想法导致了学生学习的积极性不 高。这种认识是完全错误的。教师应该在每一堂课都举一 些自动控制有关的例子。这样的例子处处都是，可以随手 找到。从天上飞的“神舟六号”、“飞机”、“卫星”、“导弹”，地 上跑的“汽车”、“火车”，水里游的“轮船”、“潜艇”、“航母”、 “军舰”；从冶金工业中的“轧钢系统”，化工系统中的“精馏 塔”，到轻工业中的“造纸”、“酿酒”等系统，自动控制技术 应用广泛，无处不在。因此在教学过程中，可以更多地将课 程结合工程实际，让学生充分认识到《自动控制原理》的重 要性。关键是要学生在认识到学习这门课程重要性之后， 投入更多的时间学习。 ２．变学生被动学习为积极主动学习。没有学生的主动 数学公式所对应的实际物理意义，使得学生不要因为数学 而放弃了主要内容的学习。（２）加强计算机辅助分析工具 Ｍａｔｌａｂ相关内容的教学。Ｍａｔｌａｂ控制系统工具箱，它具有 学习，在短短的上课时间内，让学生完全学懂和接受这门 课程的所有内容，是完全不可能的。要有效地学习这门课 高效的数值计算及符号计算功能，能使用户从繁杂的数学 运算分析中解脱出来；具有完备的图形处理功能，实现计 算结果和编程的可视化；友好的用户界面及接近数学表达 式的自然化语言，使学者易于学习和掌握；ＭＡＴＬＡＢ包含 了进行控制系统分析与设计所必须的工具箱函数，可以分 析连续系统，也可以分析离散系统，并可以进行极点配置 控制器设计和高级控制算法（例如鲁棒控制、模型预测控 制等）系统设计等多项操作。（３）增强学生的感性认识，帮 助学生准确理解控制系统的数学模型、时域响应、稳定性、 程，学生必须在课前认真预习。教师在每节课之前，告知学 生下一节课要讲的内容，将ＰＰＴ发到学生手中。最好是介 绍一下重点和难点地方是什么。学生在上课之前就对比较 简单的内容有了比较好的掌握，对于难点，则可以在课堂 上和老师一块儿攻克。这样，学习的效率会大大提高。对于 些遗留问题，教师要极力督促学生在课后向老师或者同 学及时请教，尽快消灭问题。 一根轨迹、频率特性、系统的能控能观性，系统的控制器设计 等内容，培养学生主动获取知识和解决问题的能力， 提高学习效率和教学质量。目前，在国外高等院校， ＭＡＩＬＡＢ已成为本科生、研究生必须掌握的基础软件，国 内许多理工院校也已经或正把ＭＡＴＬＡＢ作为学生必须掌 握的一种软件。ＭＡＴＬＡＢ工具可以很方便绘制控制系统的 根轨迹，函数命令ｒｌｏｃｕｓ（ｇ）。在频域分析方面，可以很容易 利用Ｂｏｄｅ等命令绘制系统的幅频特性曲线。另外，在控制 系统的设计和综合方面，Ｍａｔｌａｂ也提供了很多丰富的命 令。作者认为，加强Ｍａｔｌａｂ教学内容，对于《自动控制原理》 的学习是具有重大的意义的。 ３．提高学生的学习兴趣。（１）调节课堂气氛。学生的听 课情绪直接影响到教学效果，特别是连续上课的时候，一 定要留意学生的情绪变化。如果学生流露出疲倦、迷惑、厌 烦等情绪，必须适当调节课堂气氛，用与专业息息相关、学 生又感兴趣的信息或方式来调节课堂气氛。如果发现学生 对某个问题不太理解，就要及时地询问，对该问题做反复 解释，让学生可以跟上上课的节奏。（２）抽象的问题要联系 工程实际。在以往教学中，过于强调数学描述与推导，使 学生对原理的掌握仅仅处在一种“数学层面”上的理解。 很多学生在学习完之后，只是记住了数学公式和一些规 则，而对其物理和工程意义不胜了解。有一种只会做题， 高分低能的感觉。为此，对于每一个抽象出来的数学描述 的问题，先讲清楚工程的背景与需求；对于数学推导不必 追求全面，注重推导的思路，注意培养学生的工程思维习 惯。（３）抽象问题的可视化。运用ＭＡＴＬＡＢ仿真等技术进 二、教学方法的改革 尽管《自动控制理论》课的教学改革进行了很多年，但 由于传统教学模式的根深蒂固，本课程的教学过程仍然沿 袭着以往“满堂灌”的教学模式，上课时老师以ＰＰＴ为讲 一行教学演示，通过使用形象直观的仿真图像及其变化，有 助于把学生的注意力集中到对概念和物理意义的认识和 理解上，提高了课堂教学效果。 ５６— 【教法研究】 基于后现代思想的中国文学教学革新刍议 习习巾 翁韦梅 （广西师范学院师园学院，广西南宁５３００００） 摘要：中国文学教学面临着学生学习的兴趣减弱、课时压缩及理论教学资源多样化的现状，所以教学方式与内容应当 改革才能够适应时代的变迁。笔者根据自己的教学经验，从后现代思想的角度谈谈中国文学教学的改革，探讨它对中国文 学教学内容、教学方法、教学观念和教学模式改革的启示。 关键词：后现代；文学教学；教学革新 中图分类号：Ｉ２０７ 一文献标志码：Ａ 文章编号：１６７４—９３２４（２０１３）０２—００５７—０２ 、前言 性，不强求所有的受教育者都能全面发展，而是依据学生 不同的特点追求个性发展，所以教学不能将学习者看做单 纯的接受知识者，而更应视为是知识的发现者和探索者， 提倡阐释的教学方式，充分地发挥学生的主体性作用，激 发学生学习的积极性和主动性，启迪学生开展意义创生和 建构。作为一个全新的教育理念，后现代教育思想对中国 文学教学的改革无疑有着很大的启迪意义［１Ｊ。 二、中国文学教学革新 ．后现代思想同２０世纪中开始时兴的后现代哲学主义 思潮密切相关，异军突起的它，为教育事业的发展提供了 新的思路，因而受到了人们广泛的关注。其基本的内涵思 想主要表现在重视个人参与和选择，崇尚多元性、差异性 和创造性等。具体来说，就是突出“去中心化”，破除教学里 课本和教师的权威地位，破除中心科学主义，从而构建平 等、互动的师生关系，激发学生的学习主动性。提倡“对话” 教学的方式，根据罗蒂美国的后现代教育学者提出的“对 话理论”，也就是需要对话者开放、平等、具有创造性以及 多元价值观，鼓励老师尊重学生个性差异，倡导因材施教， 使师生间建立起一种学生和教师之间平等而不是以前的 传授式及逻辑衍生的控制式教学关系。尊重学生的差异 ４．加强对学生的素质教育。《自动控制原理》课程培养 学生掌握系统的建模、系统的时域响应分析、能控能观分 析、系统的稳定性分析、系统的频域分析以及系统的综合 问题。通过这些课程的学习，为后续课程如《电机调速》、 《过程控制》、《计算机控制》及其他高级控制课程打下一个 基础。因此，培养学生综合应用各种手段分析控制系统和 系统综合的能力，应该是本科程的目标。目前，我们的学校 教育大多是典型的应试教育，很多学生只是为了通过考 试。对于以提高学生能力为目的的素质教育，我们在本课 程的教育方面还差很多。主要的问题有：重视知识的传授 和解题能力的教育、忽略了能力的培养；重视了基本数学 问题难点的突破，忽略了理论联系实际；过于重视考试题 目的联系，轻视了学生能力的培养。考试本来是促进学生 社会化过程的手段，学生的发展倒成了争取考试合格的手 段，考试过程中所有自然形成的关系却变成了分数关系。 考试成为学生学习的一种强制力量，学生失去了自身学习 的动力。 三、课后答疑和实验 课外答疑也是教学过程中的一个重要环节，对任课教 （一）研究与创设氛围相结合的教学策略 所谓氛围创设就是综合地分析某一类文学作品，不是 篇或一部文学作品，而是综合性地分析研究某一类文学 现象的出现以及它的发展，在授课的过程里形成一种氛 一围。所谓的研究是指单独地探讨、评价、分析某种文学 提高解决实际问题的能力。 在以往的教学中，在课程设计的过程中，可以让学生 独自选择课程设计的对象，根据系统的结构建立数学模 型，对系统原固有的部分进行近似和简化，用频率分析的 方法，分析系统性能，根据具体的要求确定系统得稳态和 动态指标，将系统固有部分的频率特性和预期频率特性进 行比较．确定校正装置结构与参数。基于ＭＡＴＬＡＢ仿真的 自动控制原理实验在实践中的应用，可以大大提高了教学 的灵活性，开设更多综合性的实验教学项目；同时也顺应 了自动控制领域的发展潮流。这将极大地提高自动控制理 论课程的教学效果。 《自动控制原理》一直是比较抽象、理论性强、容易让 学生望而生畏的一门课程。根据本人多年的教学和实践经 验，本人认为该门课程的教改，应该在教学内容、教学方法 和实验等几个方面同时进行改革。在教学内容上，要删除 那些过时的或者与实际应用联系不紧密的内容。在教学方 法上，要调动学生学习的积极性，注意控制课堂气氛，提高 学生学习的兴趣，培养学生的素质；同时，要采用Ｍａｒｌａｂ作 为教学和实验的辅助手段。当然，如何有效地对课程教学 进行改革，老师的态度也很重要。并且，针对不同学校不同 班级的特殊背景和实际情况，课程的改革需要具体情况具 体分析。 参考文献： 师也是一个信息反馈的过程。通过答疑，可以了解学生对 讲授内容的理解和掌握程度，对于学生则是一个自我检查 和个别辅导的机会。课外答疑不同于课堂教学，不拘泥于 课堂时间、教学规定等，因此是一种比较灵活的教学 方式。教师在上课时感觉到学生学起来有困难的地方，一 定要主动请学生到答疑室，主动为他们解惑。尽早消化问 题，不要把问题带到下一节课堂，否则，问题越积越多，最 后导致跟不上老师的节奏，失去学习的兴趣。《自动控制原 理》是一门与实际应用紧密相关的课程，实验课程有助于 学生对所学课程知识的掌握，综合应用所学的理论知识， 一…龚锦红．ＭＡＴＬＡＢ在《自动控制原理》教学与实验中的应用［Ｉ１ ｌ华东交通大学学报，２００６，２３（１２）：１３７—１３９． 【２】胡寿松．自动控制原理简明教程ＩＭ】．北京：科学出版社，２００３． 【３】潘东波，刘枫，张渝，周雪莲．对《自动控制原理》课程教学方式 的探究【Ｉ】．西南师范大学学报（自然科学版），２００８，３３（４）： ５７—
