北航自动化 课程设计

北航自动化课程设计一、课程目标

知识目标：

1.掌握自动化基础理论，理解自动控制系统的基本构成和原理；

2.学习并掌握自动控制系统的数学模型及其特性；

3.了解自动化技术在航空航天领域的应用及发展趋势。

技能目标：

1.能够运用所学知识对简单的自动控制系统进行设计与分析；

2.能够运用数学模型对自动控制系统进行描述，并进行稳定性分析；

3.能够运用自动化软件对实际自动控制问题进行模拟和优化。

情感态度价值观目标：

1.培养学生对自动化技术的兴趣，激发他们探索未知、创新实践的热情；

2.增强学生的团队协作意识，培养他们在团队中沟通、协作解决问题的能力；

3.培养学生的科学精神，使他们能够严谨、客观地对待学术问题，形成正确的价值观。

本课程针对北航自动化专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，明确以上课程目标。通过本课程的学习，期望学生能够达到以上所述知识、技能和情感态度价值观的具体学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。

二、教学内容

1.自动控制原理：包括自动控制系统的基本概念、分类及性能指标；自动控制系统的数学模型，如微分方程、传递函数等。

教材章节：第一章自动控制原理

2.自动控制系统的设计与分析：介绍控制系统的稳定性、快速性、准确性等性能要求；分析常见控制系统的动态特性及改善措施。

教材章节：第二章控制系统动态特性分析

3.自动控制技术在航空航天领域的应用：以典型航空航天控制系统为例，分析其工作原理及设计方法。

教材章节：第三章自动控制技术在航空航天领域的应用

4.自动化软件应用：介绍自动化软件（如MATLAB/Simulink）在自动控制系统设计与分析中的应用，进行实例演示和操作指导。

教材章节：第四章自动化软件及其应用

本章节教学内容依据课程目标，结合教材内容进行科学、系统地组织和安排。教学大纲明确了教学内容的进度和具体要求，旨在帮助学生掌握自动控制基本原理，提高实际应用能力，为后续课程学习和实践打下坚实基础。

三、教学方法

本章节将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性，提高教学效果：

1.讲授法：通过系统讲解自动控制原理、数学模型等基础理论知识，使学生掌握课程核心概念和基本方法。结合多媒体教学手段，以生动形象的方式展示抽象的理论知识。

相关教学内容：自动控制原理、自动控制系统的数学模型

2.讨论法：针对自动控制系统的设计与分析、应用案例等主题，组织学生进行小组讨论，培养学生的团队协作和沟通能力，提高他们分析和解决问题的能力。

相关教学内容：自动控制系统的设计与分析、自动控制技术在航空航天领域的应用

3.案例分析法：挑选典型的自动控制系统案例进行分析，使学生更好地理解理论知识在实际工程中的应用，提高学生的应用能力。

相关教学内容：自动控制技术在航空航天领域的应用

4.实验法：结合自动化软件（如MATLAB/Simulink）进行实验教学，让学生通过实际操作，加深对自动控制原理和设计方法的理解，培养实践能力。

相关教学内容：自动化软件应用

5.课堂互动：在教学过程中，教师提出问题，引导学生积极思考，鼓励学生提问，形成良好的课堂氛围，提高学生的参与度和兴趣。

6.小组合作：课程项目或课后作业采用小组合作形式，培养学生团队协作精神，提高解决问题的能力。

四、教学评估

为确保教学评估的客观性、公正性和全面性，本章节将采用以下评估方式，全面考察学生的学习成果：

1.平时表现：占总评成绩的20%。包括课堂出勤、课堂纪律、课堂参与度、小组讨论表现等方面。此部分旨在鼓励学生积极参与课堂活动，培养良好的学习习惯和团队协作精神。

相关教学内容：课堂讲授、讨论、小组合作等

2.作业：占总评成绩的30%。布置与课程内容相关的作业，旨在巩固学生对理论知识的掌握，提高学生的应用能力。作业包括书面作业和上机实践作业。

相关教学内容：自动控制原理、数学模型、自动化软件应用等

3.期中考试：占总评成绩的20%。考试内容以课程前半部分的基础知识为主，检测学生对自动控制原理和数学模型等知识的掌握程度。

相关教学内容：自动控制原理、自动控制系统的数学模型

4.期末考试：占总评成绩的30%。考试内容涵盖课程全部知识点，重点考查学生对自动控制系统设计与分析、应用等知识的综合运用能力。

相关教学内容：自动控制系统的设计与分析、自动控制技术在航空航天领域的应用

5.课程项目：设置课程项目，要求学生运用所学知识解决实际问题。课程项目成绩作为附加分，计入总评成绩。此部分旨在培养学生的实际操作能力和创新精神。

相关教学内容：自动化软件应用、自动控制系统的设计与分析

五、教学安排

为确保教学进度和质量，本章节的教学安排如下：

1.教学进度：课程共计16周，每周2课时，共计32课时。教学进度根据教材内容和课程目标进行合理规划，确保在有限时间内完成教学任务。

-第1-4周：自动控制原理（第一章）

-第5-8周：自动控制系统的数学模型（第二章）

-第9-12周：自动控制系统的设计与分析、自动化软件应用（第三章、第四章）

-第13-16周：课程项目、复习及期末考试准备

2.教学时间：根据学生的作息时间，将课程安排在学生精力充沛的时段，以保证学生的学习效果。

3.教学地点：理论课程安排在多媒体教室进行，便于教师利用多媒体教学资源进行授课；实验课程安排在实验室，确保学生能够实际操作并掌握自动化软件。

4.课堂讲授与实验课程相结合：理论课程与实验课程交替进行，使学生能够在学习理论知识的同时，及时进行实践操作，巩固所学内容。

5.课后辅导与答疑：安排课后时间，为学生提供辅导和答疑机会，以满足学生的个性化需求。

6.考试与评估时间：期中考试安排在第8周，期末考试安排在第16周。作业、课程项目等评估环节