自动控制原理课程建设总结报告-数字大学城

《自动控制原理》精品课程建设总结报告“自动控制原理”课程组一、项目立项背景《自动控制原理》是自动化专业及相关的电类专业的主干专业基础课程。

该课程是后续专业课程的龙头，也是自动化专业研究生必考课程之一。

《自动控制原理》在本专业自1979 年开课以来，经历了30多年的磨练，该课程的教学组先后为自动化及相关专业本科、专科、研究生、夜大、函授开设该门课程。

自动控制理论课程是具有一般方法论特点的技术基础课，主要讲授单输入输出定常反馈控制系统、离散系统以及非线性系统理论和分析方法。

由于是专业基础课程，教学内容相对稳定。

近几年来，本课程开始使用现代化教育手段，普遍采用多媒体教学，同时对实验手段进行了改革，在使用传统的模拟实验装置的同时，结合现代计算机仿真软件MATLAB，利用计算机实现对控制系统的设计和分析，帮助学生理解自动控制理论。

二、建设思路及总体目标在总结课题组已取得的教学成果的基础上，进一步在教育思想、教学内容、教学方法、教学手段、教材、实验和课程设计以及教师队伍建设等方面进行建设，重点是要开展教学内容、教学方法、教学手段、实验和课程设计的改革。

通过精品课程建设，不断整合、优化教学内容，进一步理顺本课程和相关课程的知识联系，同时教学内容要兼顾我校的行业特色，充分考虑船舶行业对自动控制原理的要求；坚持使用现代教学手段，包括多媒体教学、视频教学和基于网络平台的教学，将所有的教学资源放置在网络平台上，真正实现交互式双向教学；继续探索实施“双语”教学的方法；继续革新实验教学和课程设计内容，不断提高学生理论联系实际的能力，以及创新能力。

总之，通过精品课程建设，要达到提高教学质量，培养合格的专业人才的目标。

本课程所面向的主要专业－－自动化专业为省级特色专业、国家特色专业在建项目。

课题组决心以这次精品课程建设为契机，充分调动教师的积极性，使本课程在原有基础上不断创新和提高，力争使教师队伍、教材、教学方法和网络教学的建设达到省内领先水平。

三、方案制定及实施情况课程建设实施过程：自2008 年精品课程立项以来，在学校、学院各级领导、专家的关心和支持下，经过项目组成员二年时间的不断努力，精品课程的建设工作在教学团队建设、教材建设、课程内容设计与组织、教学方法和教学手段、网络教学、实践教学改革与创新能力培养等方面取得了较好的阶段性成果。

在整个建设过程中，根据年度分解目标，积极组织实施，将各项任务落实到项目组成员，并及时进行阶段性小结，不断修改和完善建设材料，最后进行归类、整理与总结。

解决的关键问题：1. 教学采用我校主编出版的统一教材，并编写了具有特色的教学辅助教材本课程是一门专业基础课，理论性强，学生学习的难度较大，教学过程易枯燥。

改革目前的教学内容，以突出控制理论的物理概念及工程背景，淡化数学证明为原则。

在学校各校区教学中统一采用我校李道根老师主编的《自动控制原理》（中英文对照），该教材已由哈尔滨工业大学出版社作为高等学校“十一五”规划教材正式出版。

编写了《自动控制理论学习指导》新辅助教材，突出工程应用与船舶行业特色，体现控制理论在实际工程和船舶自动化中的应用。

2．课堂教学采用先进的教学方法与现代化的教学手段利用MATLAB 软件辅助课堂教学，帮助学生理解抽象的控制理论；利用典型示例和启发式的课堂教学,培养学生的学习兴趣；结合科研实践和专业发展讲授课本内容；结合双语教材，继续开展“双语”教学实践活动。

坚持使用现代化的教学手段，提高教学效果，包括采用统一的自行研制的多媒体教学课件和基于网络平台的教学，将所有的教学资源放置在网络平台上，真正实现交互式双向教学。

此外，完善了自行研制的试题库，实现了教考分离。

3．实践教学改革与创新能力培养修订实验教学和课程设计大纲，将模拟实验与数字仿真实验有机地结合起来，采用MATLAB 语言作为控制系统的仿真平台，扩大实验内容，增加具有设计性、综合性以及创新性的项目，提高实验的质量，提高学生的综合设计能力，培养学生的创新思维。

学院筹建了的“现代综合测控系统实验室”和“船舶综合电力系统实验室”（船电自动化特色）和创新实验基地，为学生学习船舶自动化装置的设计、分析，提供必要的实验条件，这对于突出专业教学的船舶行业特色，提高学生创新能力，将起到很大的作用。

四、主要建设成果1．形成了一支结构层次合理、具有较高学术水平和教学水平的师资队伍，青年教师的培养取得了一定的成效。

其中教授3 名，博士后3 名，博士4 名。

2．教材建设取得了一定成果。

正式出版高等学校“十一五”规划教材1 部，校内出版自编教材2 部。

3．教学改革与教学研究取得了一定成果。

正式发表与课程相关的教研论文7 篇；承担与课程相关的高教研究项目10 项。

4．教学方法和教学手段改革取得良好成绩，获全国多媒体课件大赛优秀奖。

5. 利用学校提供的网络平台，建立了较完善的课程网站。

6．大学生创新能力培养取得了一定成果，获全国大学生“挑战杯”课外科技作品三等奖1项。

大赛全国三等奖1项，江苏省第三届大学生机器人大赛五、教学改革创新与实践1、选用或编写合适的教材按照内容的编排程序，教材可分为教本教材和学本教材两类。

教本教材强调教材内容的系统性和内在逻辑性，适合于教师教；学本教材是按照学生的学习心理、认知规律编排教材内容，以“学”为本。

显然，与教本教材相比，学本教材在内容的组织上由浅入深、由易到难，更利于学生的自主学习。

目前，国内外有关课“自动控制原理”程的教材很多。

这些教材有的以介绍控制理论为主甚至纯粹介绍理论，有的则把控制理论与实际生产过程中常用的、典型的自控系统相结合进行编写。

而船舶电气类专业学习课“自动控制原理”程重在应用,因此应选择结合控制理论与实际系统的学本教材。

目前这样的教材还不多,因此，结合本校船舶电气类学生的实际，教本教材选用了本校教师编写的哈尔滨工程大学出版社出版的《自动控制原理》(李道根主编)；而学本教材选用的是国防出版社出版的《自动控制原理》(胡寿松主编)。

此外，编写了《自动控制理论学习指导》辅助教材，突出学习指导、习题讲解和在工程与船舶自动化中的应用。

2 、教学内容改革《自动控制原理》课是自动化专业、电气工程及其自动化、测控技术等专业的学科基础课程。

《自动控制原理》课程是一门理论与实践并重，工程性、综合性、方法性、实践性很强的课程。

从优化课程设置总体的角度出发，为了恰当地解决好“基础与应用”、“理论与实践”、“重点内容与知识面”等矛盾，使自动控制原理基础系列课程内容体系具有系统性、科学性、先进性、实用性，我们对课程体系进行了改革，确立了以系统分析、系统建模、系统综合为自动控制原理课程的主线，构建了由时域分析、复域分析、频域分析、系统校正4 个模块构成的知识体系。

对教学内容改革，以突出控制理论的物理概念及工程背景，淡化数学证明为原则，在现有的基础上，继续整合、优化课程内容，进一步明确课程体系结构、组织方式，理顺本课程和相关课程的知识联系；进一步完善课程教学大纲和实验大纲，使教学内容能够为培养学生的创新能力服务。

在教学内容上，将注意突出船舶行业特色，体现控制理论在船舶行业中的应用。

通过讲座的形式向学生介绍自动控制发展的最新动向、最新技术，弥补课堂教学时数的限制与教材的滞后。

2.1 以系统建模、系统分析和综合设计为课程主线强调工程背景自动控制原理是一门理论性、实践性和综合性强的课程，内容多，概念抽象，涉及面广,学生普遍感到有一定的难度。

如何在有限的课时内让学生熟练掌握控制理论的基础原理，加强能力的培养，成为本课程改革的关键。

笔者的教学思路是:从课程的体系出发，以系统建模→系统分析→综合设计作为课程主线，强调船舶工程背景，突出能力的培养。

数学模型是描述系统内部各物理量(或变量) 之间关系的数学表达式，建立一个合理的模型是系统分析和设计的前提。

在讲述这部分的内容时，注意选取有一定工程背景的系统，讲清楚模型参数的物理意义，使得学生正确理解实际模型与抽象数学模型的区别和联系。

从不同的角度对系统进行建模，有助于学生加深对这方面内容的理解。

例如对于船舶电气类专业的学生可用船舶上的电机调速系统为例，通过建立它的微分方程、传递函数、结构图、信号流图这些不同的数学模型，来建立各模型的联系。

系统分析方法是控制系统综合设计的基础，这部分的内容主要包括时域分析法、根轨迹法、频域响应法，是控制理论教学的重点。

在控制系统中，稳定性、快速性和准确性是对控制系统的基本要求，也是衡量系统性能的重要指标，控制系统不同的分析问题方法都是紧紧围绕这三个方面展开的。

只要抓住这个特点，就抓住了系统分析的关键，有助于学生加深对不同方法的理解。

系统设计是综合利用理论知识使系统的性能指标全面满足要求的过程，对培养学生的分析、综合能力及创新能力十分重要，也是教学的难点。

我们的做法是：选取控制工程中的典型范例，突出工程背景，从实际控制系统中去了解系统的结构特征、工作原理和设计要求，拓宽学生的视野，激发他们的创新欲望。

例如以我军某军舰上的雷达定位系统为例，假设给定目标信号，要求学生设计控制器使系统在给定输入下跟踪指定目标最小且抗干扰性最好。

这些生动的工程实例大大激发了学生的兴趣，使学生感受到了控制理论的魅力，深刻理解了“学以致用”意义，在分析问题、解决问题的过程中,使课程的学习达到知识和能力两方面的目标。

2.2 结合控制理论的发展更新教学内容近年来，控制理论得到了蓬勃发展，特别在非线性控制、分布参数控制、鲁棒控制、自适应控制、智能控制等方向上取得了重要进展。

这就要求教师对本学科发展有一个较好的把握,注意处理好经典的基本理论和新技术的关系，从中选取一些比较符合课程要求的理论知识，在讲课过程中及时介绍给学生，以保持课程内容的先进性。

例如每章结束后都开设一个专题，介绍本学科的发展动态，这种方法扩大了学生的知识面，培养了他们探索科学技术的兴趣，深受同学们的欢迎。

结合船舶电气的发展而言，近几年来，随着电力、电子、控制技术、通讯及信息技术等的不断发展及其在船舶上的广泛应用，船舶电气自动化程度大大地提高。

新一代大功率半导体电力电子器件，在材料、理论、机理、制造工艺和应用技术等方面的研究开发，取得了突破性的进展，船舶设备进一步向高可靠、节能型方向发展，对船舶电力推进和辅机电力拖动技术带来重大变革；可编程序控制器和单片机已逐渐发展成为船舶控制中的一种普遍控制方式。

自动控制原理课程虽然是电专业的基础专业课程，但是一般学时安排也不十分充裕。

要想在有限的时间内把这门理论性和工程应用性都很强的课程教好，必须针对不同专业合理组织教学内容。

必须以课程教学大纲为依托，根据专业的特点和实际需要，重点讲授基本概念、基本原理和基本方法。

另外，可通过讲座的形式向学生介绍自动控制发展的最新动向、最新技术，弥补课堂教学时数的限制和教材的滞后，每届学生安排2－3 次主题为“先进控制理论与应用”的讲座。