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控制系列专业实验课程教学改革探索 　　摘要：控制系列专业实验课程主要包括控制理论实验、自动化专业基础实验、过程控制专业实验。针对教学中存在的问题，分别从教学模式、课程内容、开放性教学、实验指导书等方面介绍了该实验课程群教学改革的具体措施。 　　关键词：控制系列专业实验；教学改革；综合性设计性实验；开放性教学 　　作者简介：黄艳岩（1979-），女，江苏涟水人，中国计量学院机电工程学院，讲师；富雅琼（1983-），男，河北张家口人，中国计量学院机电工程学院，实验师。（浙江#8194;杭州#8194;310018） 　　基金项目：本文系中国计量学院2010年高教年度研究课题（课题编号：HEX201005）的研究成果。 　　中图分类号：G642.0#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文献标识码：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章编号：1007-0079（2012）05-0076-02 　　 　　??国计量学院（以下简称“我校”）控制系列专业实验课程主要包括控制理论实验、自动化专业基础实验、过程控制专业实验，分别在第五、六、七学期开设。以上实验课程主要依托于控制理论实验室、温度检测实验室、自动化仪表与装置实验室、过程控制实验室。课程涉及控制理论及控制工程的学科领域有：自动控制理论、过程控制、过程基础、检测技术、自动化仪表与装置等，覆盖面比较广，实验涉及该学科领域的许多先进技术。 　　一、控制系列专业实验教学存在的问题 　　控制系列专业实验是教学中的实践环节，是对相关控制专业课堂教学的补充和延续。学生通过实验可以加深对相关理论知识的理解，提高动手能力，培养创新能力和创新精神。目前，控制系列专业实验课程教学主要存在以下问题： 　　（1）教学理念相对陈旧，未能改变依附于理论教学的从属地位，实验的模式比较单一，多采用传统的验证性实验，缺乏综合性和设计性实验内容。 　　（2）各门课程实验装置及内容相对独立，交叉关联少，缺少相关课程和相近学科知识之间的联系与映证，学生学到的知识不够连贯，缺乏系统的概念。 　　（3）实验指导书过于详细，学生过分依赖教师，缺乏独立分析问题、解决问题能力的培养。为此，有必要对控制系列专业实验课进行教学改革，不断更新教学内容，强化实践教学，在方法上有新的拓展。本文主要对控制系列专业实验课程教学模式进行改革，在此基础上调整相关实验内容，改编实验指导书。 　　二、教学改革内容 　　1.改革实验教学模式 　　将实验项目分为必做实验和选做实验。必做实验帮助学生掌握基本的理论知识，训练基本的实践能力。选做实验则可充分发挥学生自主性和创造性。根据实验的难度和对学生的要求，将实验项目分为三个层次。[1] 　　（1）验证性实验项目：为必做实验，固定时间、固定班级。这些实验往往只涉及一门课程的一个章节或一个知识点的内容，学生通过验证性实验可以使所学理论知识具体化和形象化，加深对所学知识的理解与掌握，同时也培养学生的基本动手能力。 　　（2）综合性实验项目：是指在学生具有一定基础知识和基本操作技能的基础上运用某一课程或多门课程的综合知识，对学生实验技能和实验方法进行综合训练的一种复合性实验。[2]其目的在于锻炼学生对知识综合应用的能力，培养学生分析和解决复杂问题的能力，培养学生数据处理以及查阅中外文资料的能力。 　　（3）设计性实验项目：教师给定实验目的、要求和实验条件，由学生自行设计实验方案，并加以实现。[3]此项目可设置成开放式教学模式，通过改变实验任务指标，对实验的实现方法提出不同的要求，让具有自主创造性的学生有充分发挥的时间和空间。 　　2.调整课程内容 　　控制理论实验、自动化专业基础实验和过程控制专业实验3门实验构成了我校控制系列专业实验课程群。按照对实验教学模式的改革，实验从原有的验证性实验过渡到以设计性综合性实验为主，极大地调动了学生的主观能动性。以下是对三门实验课程内容的调整： 　　（1）控制理论实验。控制理论实验开设的目的是使学生加深理解自动控制理论课程的基本知识，给学生正确的感性认识，使学生用直观、简便的方式来验证所学的控制理论，培养动手能力和工程实践素质，并达到能自主开发、实际应用的目的。[4]其依托的控制理论实验室主要利用自控原理实验箱，对控制理论中的一些基本理论进行仿真研究，如典型环节的模拟研究、系统的瞬态响应及其稳定性研究、PID校正、非线性系统性能分析等。另外还配有倒立摆控制系统实验装置，利用该设备使现代控制理论中的若干理论得到验证。如：利用状态空间方法对系统建模，进行系统可控性、可观性及稳定性研究；利用观测器对未知状态进行观测，利用状态反馈理论进行极点配置，并设计控制器等。 　　该实验课时8个学时，隶属于自