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一、打好數學建模基礎，突破課程第一難關

系統數學模型的建立是本課程的難點，由于涉及的知識面非常廣，如電學系統、力學系統、液壓系統，甚至混合構成的系統，此時要及時給學生補充相關內容知識，如“牛頓三大定律”、“Kirchhoff定律”、“運算放大器原理”、“液壓原理”等等。這樣學生就會了解這些數學模型是建立在哪些理論基礎上，并且知道如何應用原來學過的定律或理論解決問題，形成一個完備的知識框架，也能夠從中體會到原來各門學科之間的相通性。除此之外，傳遞函數是學好這門課程的基礎，而傳遞函數的定義是以Laplace變換為基礎的，所以在講解傳遞函數這一章節的時候，一定要給學生補充有關Laplace變換的相關知識，使他們對Laplace變換有一個比較清晰的理解，當然講解時要點到為止，不必有過多的贅述。

二、化繁為簡，注重概念和分析方法的傳授

由于本課程要求學生從系統的角度分析問題，而系統“可大可小，可繁可簡，甚至可實可虛”，這就導致該課程非常抽象、不好理解，因此在授課過程中要注意化繁為簡，注意概念的講解和分析方法的傳授。首先，將復雜的原理簡單化，并讓學生明白如何使用這個原理，然后再對理論進行推導和證明，讓學生明白其合理性。例如在講解Nyquist穩定判據的時候，讓學生明白“奈奎斯特穩定判據實際上是幾何判據，它的基本原理是畫出開環函數的奈奎斯特圖，然后根據該軌跡繞復平面特定點的圈數來判別對應閉環系統的穩定性”。再者，在使用這個原理進行判斷時，實際上只需要三個步驟：求出開環傳遞函數在右半平面的極點數目P；畫出該傳遞函數的Nyquist圖；數該軌跡包含（-1，j0）點的圈數P1，如果P與P1相等則閉環穩定，反之不穩定。最后，通過舉例子練習，在學生較熟練掌握該判據的應用的時候向學生進一步證明Nyquist穩定判據，加深對該判據的理解。再例如，在講解時域分析的時候首先要向同學交代清楚一些基本問題，如什么是時域分析、為什么要進行時域分析等；在講解清楚這些問題后，告訴學生們為什么要設定典型信號作為分析系統性能的輸入信號以及這些典型信號之間有什么關系；然后再向學生講明白對于一階系統和二階系統甚至高階系統來說，其分析方法是一樣的，先理解簡單的一階系統，再去理解二階甚至高階系統的時間響應分析。有了這樣的一個講解思路，可以讓學生形成較系統的知識框架，然后產生一個清晰的學習過程。通過化繁為簡、化難為易的過程可以使得知識點之間的聯系性和邏輯性更加清晰，非常有利于學生的理解和接受。

三、理論聯系實際，提高教學的可觀摩性

實踐是理論的基礎，實踐對理論起決定作用，理論必須與實踐緊密結合。“機械工程控制基礎”課程本身實踐性較強，離開實踐就如同空中樓閣，就會喪失生命力和可信度。為提高教學效果和質量，增強學生的學習興趣，合理確定實踐教學的內容與形式，主要采用計算機模擬軟件Matlab進行實驗。該軟件是Mathworks公司推出的集科學計算、數據可視化、圖像處理和工程設計于一體的工程應用軟件。

將Matlab軟件引入“機械工程控制基礎”教學中，不僅能克服傳統教學中講解內容抽象的問題，也可以通過學生的上機練習對所學知識加深理解，同時學生從中學到的不僅僅是應用Matlab軟件畫圖、數值計算和系統的動態仿真，更重要的是學會如何運用計算機技術去學習知識和解決實際問題，可以大大提高教學質量和學生的綜合素質。比如，通過MATLAB軟件對系統（一階、二階、高階）的時域響應曲線和頻率特性的Nyquist圖、Bode圖進行繪制和分析，判斷系統的穩定性，求得系統的性能指標等。這些模擬仿真實驗給學生以真實、具體的感性認識，然后引導學生對控制系統進行評析。在這種模擬的情況下，學生就必須積極思考，充分利用掌握的知識處理計算機模擬的實際問題，這樣就把抽象的討論變成了具體的分析。這種方法使學生的角色發生了轉變，增強了學生理解、掌握理論并加以運用的動力和積極性，有助于改進他們消極被動接受知識的不良習慣，提高教學效率。除此之外，為了鍛煉學生的綜合能力，真正地理解和掌握這門課程，可以以小組為單位，給他們布置一個可以自制的自動控制綜合實驗。但是這需要一定資金的支持，因此任課教師可以結合自己的研究課題，讓學生們開動腦筋先論證方案，然后開展討論，確定其中最可行的方案，然后進行實物制作。雖然資金可能不能滿足所有小組都進行實物制作，但是這種方式可以大大加深學生對自動控制的理解，同時一方面培養了學生的科研能力，而另一方面教師也將科研和教學緊密地結合起來了。

四、活用控制的核心概念，提高教學質量

“反饋”是控制理論的主要概念，其核心思想就是“檢測偏差，并消除偏差的過程”。而反饋在生活中時刻都存在著，教學過程也是一樣。教師在教學過程中有針對性地了解學生對自己教學情況的看法和意見，及時和他們保持交流溝通，獲取反饋信息，然后利用這些反饋信息進行教學方法地調節，以期達到較好的教學效果。這樣既調動了學生對課程的學習興趣，又不會使教與學這兩個環節嚴重脫節，增強了師生互動，從而達到預期的教學目標。

五、采用綜合考核制度，加強學生綜合能力的培養

考核是考察一門課程講授效果的一種方式，由于該課程是一門重要的專業基礎課，因此考核的主要方式是閉卷方式，由校教務處統一組織考試。如果僅僅通過一次考試就判定學生的掌握情況，實際上不能反映學生的綜合素質和能力，因為有很多同學在考前通過熬夜突擊也可以取得相對不錯的成績。因此在教學中采用綜合考核制度，其中考試成績占70%，實驗占10%，作業占5%，而平時出勤考核占5%。對“機械工程控制基礎”這門課程進行考試是必須的，由于一些基本概念與理論要求學生必須牢記。而作業是鞏固教學效果最好的手段。除此之外，學生平時的出勤情況也要包括在考核內容中，這是因為該課程主要為學生講解經典控制理論，從第一章到第六章是一個系統，章節之間的聯系很緊密。如果有一次不來聽課，很可能導致后面的內容聽不懂，所以在設計的綜合考核內容中，平時出勤考核占了5%的比例。采用考試、實驗、作業和考勤并重的考核方式，教師的任務將加重，對任課教師的要求也更高。因此要求教師一定要加強自身的學習，積極參與科研，努力掌握自動控制方面新的知識，以期使自己的教學在培養本科大學生的基本素質和能力上發揮更大的能量。

六、結束語

通過近幾年“機械工程控制基礎”課程的教學實踐，深切體會到參與式教學方法的重要性以及講解由簡入繁、化繁為簡、知行合一和反饋改進等手段的重要性和有效性。在今后的教學中也將繼續完善自己的教學方法，不斷創新、不斷實踐、不斷改進，以期獲得一條適合本科教學的成功之路。

作者：張燕單位：河南理工大學機械與動力工程學院