工程认证背景下自动控制原理教学改革与探究.docx

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工程认证背景下“自动控制原理”教学改革与探究

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邢广成师卫国董燕飞

摘要工程教育专业认证要求培养的人才具有更高的适应经济社会发展的能力，毕业生能够满足企业的基本需求，因此要求培养的学生具有较高的工程实践能力和创新能力。结合工程认证要求，针对“自动控制原理”课程现状，在课程内容体系、实验及实践教学、创新实践教育、教学方式等多个方面进行改革和探究，取得了较好的效果，为工程认证的后续开展打下坚实的基础。

关键词工程认证自动控制原理课程内容体系实践教学创新实践

：G642.0：A

高校按照现在的教学体系培养学生，培养过程偏重理论知识，工程实践能力不足。工业4.0和“中国制造2025”国家战略规划发布以后，中国制造业领域面临巨大的发展机遇，因此工程人才数量供不应求。现如今普通工科培养的学生工程技术方面质量不高，动手实践能力差，缺乏行业背景和职业精神，工科学生毕业后不愿意去中小型企业工作，而企业也不太欢迎通才模式培养出来的工科学生。因此，国家提出“引导一批普通本科院校向技术型院校转型，向职业教育类转型”意见，是为了适应工程教育需要而做出的教育体系调整。加强工程教育，加强实践教学，加强职业教育，适应社会对工程技术人才的需求。河南城建学院电气与控制工程学院目前正在开展电气工程及其自动专业的专业认证工作，“自动控制原理”作为该专业一门重要基础课程，对其课程的教学改革也势在必行。

1工程教育专业认证现状

2013年6月，国际工程联盟大会正式接纳我国加入《华盛顿协议》，成为该协议的预备会员，2016年6月，我国成为正式会员。根据中国工程教育认证协会公布结论，2014年有137个专业通过认证，2013年有95个专业通过认证，涉及高校100多所，近两年申请认证的专业数量大幅增加，证明工程教育认证被越来越多的高校认可，并且积极参与进来。通过工程教育认证，可以完善工程人才培养体系，提高工程教育质量；强化工业界参与工程教育，增强毕业生对企业的适应能力；促进工程教育的国际化，提高人才培养质量的国际认可度。工程教育认证是工程界和教育界共同实施对工程专业培养人才质量的外部评价，从学生的培养目标、毕业要求、持续改进、课程体系、师资队伍、支持条件等多个方面通用标准和专业特殊要求进行考核评价。

2“自动控制原理”课程教学存在问题

2.1课程知识内容陈旧

目前本科高校“自动控制原理”比较通用的几个版本课程内容体系基本一致，内容相对陈旧，有的版本几乎几十年没有变化。课程结构未变，内容不变，学时减少，又要增加一些新的课程，课程知识内容必须面临更新和变革。

2.2实验课程的现状

自动控制原理实验目前主要采用模拟实验箱模和Matlab仿真两种方式，都是基于系统传递函数形式的数学模型，部分同学对传递函数的概念理解不深，实验以验证性实验为主，主要目的是为了验证理论结果，缺少实践性和创造性。学生做完实验并不能将实验结论和工程实践联系起来，不能满足工程教育认证的培养目标和要求。因此需要对实验内容及实验方式进行改革。

2.3教学方式陈旧

目前理论教学采用多媒体方式，老师讲的内容较多，而学生参与较少，不能引起学生学习兴趣，因此学生对知识的理解不够，很难将抽象的传递函数与具体的系统联系起来，授课效果不好。需求一种新的教学方式，让学生参与到课堂中去，调动学生的积极性。

3课程教学改革几点探究

3.1“自动控制原理”课程知识重组设计

课程主要内容三大分析和设计方法：时域分析法、根轨迹法、频率特性法。在工程设计应用当中，时域分析和频率特性分析用的比较多，根轨迹分析基本不用。以前课程学时总数60左右，其中根轨迹安排8学时，随着课程体系改革，增加实践环节学时，缩减理论环节学时，现在总学时数一般为48，实验学时增加到16个学时单独开设，根轨迹安排2个学时简单介绍；采样控制系统在计算机控制系统课程里面有内容重复，也不再做重复教学安排；“信号与系统”课程里面部分内容与“自动控制原理”部分也有重复，可以将二者进行优化，统筹安排；重点突出实际系统的建模与应用，对教学内容重新设计，重点突出学生的创造能力和实践能力，如：在讲授控制系统分析的三个性能：稳定性、快速性和准确性，结合直流电机伺服调节系统来进行说明，可以引导学生如何从改进三个方面性能来进行思考。

3.2课程实验设计

为了凸显实验重要性，提高学生的重视程度，将实验学时增加到16学时，单独进行考核。传统的实验以模拟实验箱为基础，实验设置比较简单，主要是验证性实验，分析和设计部分不足，在此基础上增加设计性实验串联环节校正。同时结合Matlab软件进行控制系统数字仿真分析，频率特性分析、串联校正设计环节除了模拟电路系统实验以外，采用Matlab进行仿真分析，将实物系统和数字仿真结合起来，加深对实验过程的认识和理解。引导学生