154759 学科教育论文
建构主义在自动控制理论教学中的应用
中图分类号： TP13-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（20xx年代推出的高性能数值运算软件，是一种用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言[5-6]。
本文依据建构主义学习的思想，针对自动控制理论中存在大量抽象概念，且理论性强，学生易产生厌学情绪的情况[7]，引入Matlab软件进行辅助教学，拓展课堂的信息量，以更加生动的方式向学生展示相关原理和知识，以激发学生的学习兴趣，引导其在教学过程中主动建构自动控制理论的相关知识；并在知识的建构的过程中，培养学生分析问题、解决问题和创造性的思维能力。 1 自动控制理论教学中的问题及分析
由于自动控制理论是一门理论性较强的学科[8-9]，要求学生具有高等数学、线性代数、信号分析等数学和专业基础知识，并包含了电路分析、模拟电路、大学物理、电机与拖动等专业课程知识。加之本课程一般在大学三年级
才开设，许多学生对大一所学的高等数学、线性代数以及大学物理等知识已有所遗忘，更加深了本门课程的学习难度，难以激发学生的学习兴趣。由此可见，若单纯采用传统的课堂讲授的教学形式，势必会影响课程的教学质量。 自动控制理论的课后习题以及考题大多以计算题的形式出现，学生在学习过程中，往往会陷入通过数学公式、解题步骤完成作业和考题的误区。这导致学生仅关注具体的解题步骤，而未从大局和实际控制问题出发进行思考。这些问题导致学生难以融入到教学中，违背了建构主义中学生是教学主题的思想。同时教师在自动控制理论的教学中，需要在黑板上绘制大量诸如系统响应、根轨迹、伯德图等曲线。而绘制这些曲线会大大增加教师的工作量，且手绘曲线难以确保其准确性，从而影响教学的效果。 2 基于建构主义的自动控制理论教学
建构主义学习理论认为：知识是一个主动“形成”的过程，学生是知识的主动建构者。学生并不是把知识从外界搬到记忆中，而是以原有的经验为基础，通过与外界的相互作用来建构新的理解[10]。同时现代的教育方式倡导多元化的学习体验，对学生进行多元化、立体式的教学，让学生不仅仅只从教师的课堂讲授以及板书中获得知识，还需要从其它的，例如仿真软件、课程实验、实践环节以
及课程网站对知识进行加强和巩固。因此学生需要真正积极主动地参与到整个知识的建构过程中去，才能学好自动控制理论这种理论性较强的课程，并将抽象的概念和方法与实际相结合，以指导实践过程、解决实践中所遇到的问题。
对于自动控制理论中大量复杂繁琐的数学公式推导和曲线的绘制，传统的教学方式，教师写板书，学生记笔记都很费时，授课信息量不大，学生听课枯燥无味，课堂效率不高。对于课程中存在的重点和难点问题，可在Matlab上进行建模、仿真，分析系统的性能，既减少了教师的工作量，又将教学中存在的大量数?W运算简化，突出了教学中的重点。 将Matlab引入到教学中，使得学生在接受教师讲授以及板书知识的同时，还能通过编写Matlab语言、软件仿真，曲线图绘制等方式对所学知识进行进一步的加深、加固，对学生进行多元化、立体式的教学。通过使用Matlab软件，学生能够积极地参与到整个教学活动中去，符合知识建构主义的理论。
针对以上提出的问题和方法，我们将从作业形式、知识相关性和自主学习能力这三个方面，分析自动控制理论传统教学中所遇到的问题，以及如何基于建构主义学习理论，结合Matlab软件来解决相关问题。
课题研究论文：建构主义在自动控制理论教学中的应用
