自动控制原理在学习生活中的运用

张星红 王汝锋 赵志国

摘  要：自动控制原理是一门以“抽象化、强理论”而著称的课程，如何提高教师教学质量，提高学生学习兴趣，成了亟待思考的教学改革问题。“知行合一”的理论教学模式是一种良好的改革方式。致力于课本上学的理论知识应用于学生学习和生活，提倡“在生活中学习，学习是为了生活”的理念。将常遇到现象的例子引入课堂，旨在轻松中掌握理论知识，并学以致用。

关键词：自动控制原理  教学改革  控制系统

中图分类号：G642.0   文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）06（b）-0163-02

Abstract： Automatic control theory is an intercross subject of ‘abstraction and theoretical basis. This problem that how to improve teaching quality and studentsinterest in learning this course is to be considered in teaching reform. The theory teaching mode of ‘the unity of knowing and doingis a fine reform means. It is engaged in applying theoretical knowledge to students' study and life and advocating the idea of ‘learning from life， learning for life. Introducing examples of common phenomena into the classroom are to understand， grasp and apply theoretical concepts in their day-to-day lives with much ease.

Key Words： Automatic control theory; Teaching reform; Control systemv

学习和生活的关系很微妙，在生活中学习，学习是为了生活。自动控制原理也不例外，也是为了能在实际生活中应用，让人们过上美好的生活。“自动控制原理”这门课程的特点是偏理论、抽象化，導致学生听课会感到枯燥，如何提高课堂上的听课效率，在不枯燥的环境中让学生掌握知识点，成了教师亟待思考问题。基于“理论来源于生活，责任重于泰山”的教书理念，该文将学习生活中的例子引入自动控制原理课堂。在教学过程中中，将学生学习生活中遇到的例子和自控原理知识有机结合，学生将会感到自动控制原理的理论与生活紧密相连。用自动控制原理的知识诠释生活中遇到的问题，有利于提高学生学习理论的兴趣，更有利于学生日后思考。

1  运用所学自动控制原理知识解释学习中遇到的问题，提高学生对理论知识的理解能力

在自动控制原理中有两个重要的概念：开环控制系统和闭环控制系统。借助于给学从图1中可以形象地看出，平时学习中常见的语言将对应着控制系统中每个部分的概念，可以直观地让学生理解闭环控制系统，比如：老师的讲解视为给定输入，学生接受情况视为输出，上课时学生玩手机视为干扰输入，作业情况和上课回答问题视为检测装置，等等。同时，借机要给学生强调，交作业要实事求是，切忌抄袭。原因是将会影响这门课整个教学系统，若作业不是反映学生们真实的水平，这就是检测装置不好，反馈信号就不能反映真实的情况，这直接影响偏差信号不准确。比如，同学们将不理解的题目，从网络或其他来源将其答案拷贝过来，老师误以为学生已理解，对这块知识点将不再加强或者更甚者，将会加大难度进行讲解，就导致了学生对于输出的知识储备良莠不齐。话锋一转，若课后习题在某种程度上形同虚设，老师不批改，没接收反馈信号，如同控制系统中开环控制一样（见图2）。

将学生学习中遇到的问题与自动控制原理的知识有意识地联结在一起，不但可以帮助学生理解课本知识，而且无意中也增加了学生学习“理论强”和“抽象化”的自动控制原理的兴趣。

2  运用所学自动控制原理知识解释生活中的一些现象，扩展知识面，激发学生学习兴趣

依据输出量变化的规律，将系统可划分为恒值系统（恒值调节系统）、随动系统和程序控制系统。根据生活中遇到的现象解释3种系统概念。

（1）恒值调节系统。某种控制系统在输入量为恒值时，能克服扰动量对系统的影响，从而维持输出量相对于输入量的恒定关系，如人体本身就是一系统，若以体温作为输出，人就是一个自动调节系统，进一步地说，这个调节系统是自适应控制系统。借这个例子，进一步扩展知识面，让学生了解什么是自适应控制。

（2）随动系统。系统给定值按照事先不知道的时间函数变化，并要求被控量跟随给定值变化。以警察追捕小偷为例，在追捕的过程中，警察的行动作为输出，小偷的行动作为给定输入，警察的行动随小偷行动变化而变化，这样组成的系统就是一个随动系统。

（3）程序控制系统。系统按照一定的时间函数变化，并要求被控制量随之变化。以学生制定计划的完成情况为例，若将按照计划做事的行动作为输出，这时，系统就是一个程序控制系统。

将学生学习生活中的例子引用于自控原理课程教学改革中，使得难以理解的理论知识活灵活现地跳跃在生活中，有效地将理论和生活结合在一起。既能降减弱自动控制原理的抽象性，又可以增强理论的直观性，让学生在有限的课堂时间中不再枯燥地学自动控制原理的理论知识。从而帮助学生提高对知识的理解能力，激发学生学习“抽象化和强理论”课程的兴趣。

将学习生活中的例子引入课堂，在讲解过程中理论的直观性增强了，这样会使得枯燥无味的理论知识易于理解，课堂上的教学质量将会明显提高。歌德曾说，理论是灰色的，生活之树常青。将生活学习中的例子引用到课堂中去，理论将会变成了靓丽的碧绿色。

参考文献

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