### 基于MATLAB的“自动控制原理”CAI教学设计
#### 一、引言
《基于MATLAB的“自动控制原理”CAI教学设计》是一篇探讨如何运用现代信息技术改善“自动控制原理”这门课程教学质量的文章。文章作者宗晓萍、王霞、唐予军来自河北大学电子信息工程学院，他们针对该课程理论性强、计算复杂等特点，提出了一种结合传统教学方法与计算机辅助教学(CAI)的新模式。
#### 二、课程背景与挑战
“自动控制原理”作为电气信息类专业的核心基础课程，对学生来说具有较高的难度。其难点主要包括：
- **较强的理论性**：涉及大量的理论知识和数学推导。
- **复杂的数学计算**：需要进行繁琐的手工计算。
- **多方面的数理知识**：包括线性代数、微积分、复变函数等。
- **工程图表的解读**：需要理解并绘制各种图表，如伯德图、奈奎斯特图等。
这些因素使得学生在学习过程中容易感到困惑和厌倦，进而影响学习效果。
#### 三、多媒体教学的问题与改进思路
##### 3.1 多媒体教学存在的问题
文章指出了多媒体教学在实际应用过程中存在的几个主要问题：
1. **数学推导跨度大**：多媒体课件通常将数学公式一次性展示，导致学生无法跟上推导过程。
2. **缺乏情感交流**：多媒体教学限制了师生之间的互动，影响学生的学习积极性。
3. **绘图过程不清晰**：对于需要绘制的各种图表，多媒体课件往往无法清晰地展现绘图步骤。
##### 3.2 CAI教学设计的基本思想
为了解决上述问题，作者提出了基于MATLAB的CAI教学设计，具体包括以下几个方面：
1. **整合教学内容**：从教学内容、手段和方法等多个角度进行全面整合。
2. **结合传统与现代教学方式**：理论公式的推导采用传统板书方式，而系统建模和分析则使用多媒体课件。
3. **利用MATLAB的强大功能**：借助MATLAB进行系统建模、分析、图表绘制等工作，减轻学生的负担，让他们能够更专注于理解基本概念和原理。
#### 四、基于MATLAB的CAI教学软件开发
基于MATLAB的CAI教学软件开发主要包括两部分：
1. **GUI仿真软件**：考虑到学生可能尚未接触过MATLAB，因此开发了用户友好的GUI界面，帮助学生轻松完成系统建模和分析。
2. **PPT辅助绘图与计算软件**：用于辅助教师进行课堂教学，能够快速生成各种图表和计算结果，提高教学效率。
这些软件充分利用了MATLAB的计算能力和绘图功能，能够有效提升教学质量和学生的学习体验。
#### 五、结论
《基于MATLAB的“自动控制原理”CAI教学设计》通过对教学内容和方法的创新整合，解决了传统多媒体教学中存在的问题，提高了“自动控制原理”课程的教学效果。通过结合MATLAB的强大功能和直观的GUI界面，不仅减轻了学生的学习负担，还提升了他们对这门课程的兴趣和理解深度。这一教学模式值得在其他相关课程中推广和应用。
通过这篇文章，我们可以看到，在信息技术迅速发展的今天，合理利用现代技术手段改进传统教学方法，对于提高教育质量具有重要意义。
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