楊艷麗 郭一鋒 張國良 王蜂

摘要：自動控制原理課程是第二炮兵工程大學測控工程等專業(yè)一門非常重要的工程技術(shù)基礎(chǔ)必修課，肩負著為后續(xù)武器系統(tǒng)相關(guān)課程打下堅實理論基礎(chǔ)的任務(wù)。為了改變傳統(tǒng)填鴨式的教學模式，在教學過程中采用問題驅(qū)動教學法。實踐結(jié)果表明：該方法充分調(diào)動了學生的積極性和主動性，激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的合作精神，開拓了學生的創(chuàng)新能力，推動了教學改革，提高了課堂教學的質(zhì)量和效果。

關(guān)鍵詞：自動控制原理；問題驅(qū)動教學法；過程設(shè)計

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）17-0184-02

“自動控制原理”是第二炮兵工程大學生長干部學歷教育“測控工程”等專業(yè)的一門必修工程技術(shù)基礎(chǔ)課程，肩負著為后續(xù)武器系統(tǒng)相關(guān)課程打下堅實理論基礎(chǔ)的任務(wù)。該課程來源于控制工程的社會實踐，又回到工程實際中去指導系統(tǒng)的分析和設(shè)計，具有濃厚的工程背景，理論性較強，公式較多，計算繁瑣。如果按照傳統(tǒng)的“填鴨式”方法組織教學，學生會覺得枯燥乏味，產(chǎn)生厭學情緒，教學效果大打折扣。因此在本課程的教學中貫穿問題驅(qū)動教學法，以“問題驅(qū)動”調(diào)動學生自主學習的積極性，培養(yǎng)學生的合作精神，開拓學生的創(chuàng)新能力。

一、何謂問題驅(qū)動教學法

著名科學方法論學者源普爾（K.R.Popper）認為：“正是問題激發(fā)我們?nèi)W習，去發(fā)展知識，去實踐，去觀察”。問題驅(qū)動教學法即基于問題的教學方法是一種以學生為主體、以專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的各種問題為學習起點，以問題為核心規(guī)劃學習內(nèi)容，以探索問題來引導和維持學習者的學習興趣和動機，讓學生圍繞問題尋求解決方案的一種學習方法。教師在此過程中的角色是問題的提出者、課程的設(shè)計者以及結(jié)果的評估者，學生必須擁有學習的主動權(quán)，教師不斷地引導和激勵學生前進。

二、問題驅(qū)動教學法過程設(shè)計

1.教師提出問題。教師要在課前準備好問題。從現(xiàn)代教學論點看，教學過程既是學生的認識過程，又是學生思維發(fā)展的過程，而思維的動力又是由疑問引起的，學生心中有了疑問，才會促使他們主動探究，合作交流，向老師質(zhì)疑，以解心中的疑團，從而獲取新知識。因此，在學生學習知識過程中，運用問題驅(qū)動教學的第一步是提出問題[1]。

2.分析問題。這一階段以學生的活動為主，常常讓全班同學相互間進行討論和交流，也可以全體同學分組討論，爭取讓每個學生都提出自己的觀點和看法。教師在此階段主要是發(fā)揮引導作用，當討論發(fā)生跑題或者學生們誤解問題的本意時，給予及時的提醒和引導。

3.解決問題。即在教師的引導下，讓學生們通過自主探索、小組合作交流等一些手段和方法進行相關(guān)知識的學習，提出解決問題的方法，這時可以讓學生用報告的方式與全班進行交流。學生會從中獲得成功的愉悅、自信的情感，逐步形成主動探索知識的能力

4.結(jié)果評價。包括自我評估、小組互評及教師評價等，評價內(nèi)容為小組整體表現(xiàn)、問題解決方法的合理性、個人貢獻等。

三、問題驅(qū)動教學法的實施

在多年的教學實踐中，筆者運用問題驅(qū)動教學法講授《自動控制原理》“線性系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差計算”課程，取得了較好的效果，下面加以說明。

1.提出問題。控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，是系統(tǒng)控制準確度的一種度量，是一項重要的技術(shù)指標。穩(wěn)態(tài)誤差和哪些因素有關(guān)，如何計算穩(wěn)態(tài)誤差呢？

2.分析問題接下來讓學生自由討論。從穩(wěn)態(tài)誤差的定義入手，e（∞）=lime（t），顯然，計算穩(wěn)態(tài)誤差最直接的方法是定義法，對于如下所示的典型線性系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖：

3.解決問題。對表格進行分析可以發(fā)現(xiàn)：對于靜態(tài)誤差系數(shù)而言，對角線上是開環(huán)增益，對角線以上是0，對角線以下是無窮大；對穩(wěn)態(tài)誤差而言，對角線上是常數(shù)，對角線以上是無窮大，對角線以下是0，表格可以向右向下無限擴展。對一個特定形式的輸入來說，積分環(huán)節(jié)的個數(shù)ν越多，穩(wěn)態(tài)誤差越小；開環(huán)增益越大，穩(wěn)態(tài)誤差越?。坏莾烧叩挠绊懯怯袇^(qū)別的，ν的影響是質(zhì)的變化，它可以使穩(wěn)態(tài)誤差由無窮大變?yōu)橐粋€常數(shù)，由一個常數(shù)變?yōu)?，開環(huán)傳遞函數(shù)中ν越多，系統(tǒng)跟蹤變化輸入信號的能力越強；開環(huán)增益的影響是量的變化，它只能影響一個特定輸入和一個對應(yīng)ν下穩(wěn)態(tài)誤差的大小；這樣一種求解穩(wěn)態(tài)誤差的方法雖然是從終值定理中來，但是對于具有t形式的輸入來說，它完全可以脫離終值定理而獨立存在，我們甚至不必求出誤差信號的復數(shù)域表達式E（s），只需開環(huán)傳遞函數(shù)即可，相比終值定理，計算的復雜性進一步降低了。

4.結(jié)果評價。小組將各成員的最終成果匯總整合，形成統(tǒng)一的PPT匯報文檔，由各小組做報告，然后其他組自由質(zhì)詢，最后全班針對問題進行討論，同時個人提交書面課程總結(jié)。課程學習的最終成績由課程學習質(zhì)量和課程總結(jié)質(zhì)量綜合評分，前者以小組評分為主，主要指標包括學習過程的表現(xiàn)、學習成果的組織、匯報時的語言表述、匯報時與聽眾的交流技巧；后者以個人評分為主，主要指標包括總結(jié)內(nèi)容的正確性、深度和規(guī)范性。

四、結(jié)論

通過實踐發(fā)現(xiàn)問題驅(qū)動教學法有利于激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，提高學生自主學習及與他人協(xié)作的能力，推動了《自動控制原理》的教學改革，提高了課堂教學的質(zhì)量和效果，提升了人才的培養(yǎng)質(zhì)量，更好地適應(yīng)部隊任職對人才的需要。