淺析計算機控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)探索
論文關(guān)鍵詞：計算機控制技術(shù) 實(shí)踐教學(xué) 課程建設 教學(xué)研究
論文摘要：計算機控制技術(shù)課程是電氣信息類(lèi)工科專(zhuān)業(yè)的主干專(zhuān)業(yè)課之一，對其課程教學(xué)實(shí)踐進(jìn)行探索是十分必要。針對計算機控制技術(shù)課程的特點(diǎn)，從實(shí)驗教學(xué)、課程設計及其他實(shí)訓環(huán)節的內容進(jìn)行了探討，采用靈活多樣方式進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)改革，培養學(xué)生獨立分析和解決問(wèn)題的能力，為深化教學(xué)改革進(jìn)行了有益的嘗試，獲得良好的教學(xué)效果。
隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在工農業(yè)生產(chǎn)的諸多領(lǐng)域中，人們廣泛地使用計算機作為控制器來(lái)實(shí)現自動(dòng)控制系統。計算機控制技術(shù)是融合了計算機技術(shù)和自動(dòng)控制理論后發(fā)展起來(lái)的理論性和實(shí)踐性很強的一門(mén)交叉學(xué)科，它是高等學(xué)校中自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)重要的專(zhuān)業(yè)主干課程。學(xué)習本課程應從工程技術(shù)角度出發(fā)，要注重理論與應用結合、設計與實(shí)現結合，注重系統性和實(shí)用性，要求學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習掌握如何利用計算機控制生產(chǎn)過(guò)程的基本原理，并基本掌握計算機控制系統的分析設計與實(shí)現方法及計算機在工業(yè)過(guò)程控制應用中的各種技術(shù)。本課程的特點(diǎn)是理論和實(shí)踐是密切聯(lián)系的，由于本課程的這種特點(diǎn)，使得學(xué)生在課堂學(xué)習階段很難領(lǐng)悟計算機控制技術(shù)的精髓，并將其應用于工農業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程。計算機控制技術(shù)是一門(mén)實(shí)踐性極強的應用性學(xué)科，本課程實(shí)踐教學(xué)是幫助學(xué)生學(xué)好這門(mén)課程的一項重要手段。
1目前課程教學(xué)中普遍存在的問(wèn)題
學(xué)生在完成計算機控制技術(shù)課程學(xué)習之后，一般應掌握本課程介紹的基本原理，完成簡(jiǎn)單計算機控制系統的設計、安裝、編程和調試工作。但是，大部分學(xué)生在學(xué)完該課程后，仍無(wú)法完成計算機控制系統的設計、安裝、調試工作，主要存在以下幾個(gè)方面問(wèn)題：
(1)計算機控制技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科、多課程相關(guān)、實(shí)踐性強的課程。目前的計算機控制技術(shù)教材，在內容設置上或是偏重于理論分析或是以單片機和其他接口芯片為基礎，討論系統的構成和相應的應用軟件設計開(kāi)發(fā)的一般步驟，按這類(lèi)教材組織教學(xué)，學(xué)生難以在規定的課時(shí)內全面掌握該課程的主要內容，從而制約了學(xué)生應用課程知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
(2)學(xué)生缺乏面向工程實(shí)踐的機會(huì )，學(xué)生能學(xué)好課程的書(shū)本內容，通過(guò)課程理論考核沒(méi)有問(wèn)題。但是一旦遇到實(shí)際問(wèn)題，他們往往不能從問(wèn)題本身出發(fā)，而從書(shū)本出發(fā)，導致難以綜合運用解決實(shí)際問(wèn)題。
(3)理論教學(xué)、實(shí)驗教學(xué)等實(shí)踐環(huán)節不能有機結合。有的高校實(shí)驗條件差，實(shí)驗教學(xué)主要以驗證性、演示性實(shí)驗為主，缺乏綜合性操作訓練項目，實(shí)踐學(xué)時(shí)少等極大限制學(xué)生實(shí)踐能力的提高。課堂理論教學(xué)過(guò)程枯燥，學(xué)習效果差。
2實(shí)踐教學(xué)的探索
目前社會(huì )對高等學(xué)校工科專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生的知識能力和素質(zhì)結構，尤其是實(shí)踐動(dòng)手能力、工程意識與創(chuàng )新思維的培養方面提出了新的要求，原有的實(shí)踐教學(xué)模式已不能培養符合現代經(jīng)濟發(fā)展與市場(chǎng)經(jīng)濟需求的生產(chǎn)技術(shù)應用型人才，很多高校傳統的實(shí)踐教學(xué)都是附屬于理論課而設置的實(shí)驗、實(shí)習和課程設計。近年來(lái)高校擴招后高等教育向大眾化發(fā)展，學(xué)生面臨著(zhù)較大的就業(yè)壓力，直接反映在畢業(yè)生就業(yè)方面，要擺脫所面臨的困境，就必須培養社會(huì )所需要的實(shí)踐能力強、真正具有工程意識和一定創(chuàng )造性的應用型人才。
加強計算機控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)的探索很有必要。下面從實(shí)驗教學(xué)、課程設計和其他的實(shí)訓輔助教學(xué)環(huán)節出發(fā)，探討如何提高課程實(shí)踐環(huán)節的教學(xué)質(zhì)量，調動(dòng)學(xué)生學(xué)習的積極性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養了學(xué)生的創(chuàng )新精神。
2.1 實(shí)驗教學(xué)的探索
實(shí)驗是培養理論聯(lián)系實(shí)際、動(dòng)手能力、嚴謹的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的重要手段，因此多數學(xué)校選擇了最基礎的且有較高實(shí)用價(jià)值的實(shí)驗項目。然而一些實(shí)驗內容又多是驗證性的，專(zhuān)業(yè)所需的實(shí)踐能力、工程意識與創(chuàng )新精神得不到系統的培養與訓練。我們目前的實(shí)驗系統是已經(jīng)使用多年的西安唐都公司的TD-ACC計算機控制實(shí)驗系統，缺點(diǎn)是實(shí)驗項目有限。我們計劃在原來(lái)實(shí)驗設備的基礎上，設計一些新的實(shí)驗方案，花費較少的經(jīng)費，提升實(shí)驗教學(xué)效果。根據我們的調研，可以利用Matlab軟件，設計仿真實(shí)驗方案，如數字PID控制器、最小拍計算機控制系統設計實(shí)驗，這些理論性很強的實(shí)驗用Matlab軟件來(lái)作為原實(shí)驗的補充，這些補充部分學(xué)生在實(shí)驗前通過(guò)個(gè)人電腦可以自己做些準備，增強學(xué)生的主動(dòng)性，對于學(xué)生深入理解該實(shí)驗有很大幫助。
另一方面，我們利用Proteus軟件，設計了計算機控制系統輸入輸出通道實(shí)驗，使學(xué)生有更多的自主性，解決實(shí)驗設備接線(xiàn)固定呆板的缺陷，使得學(xué)生在選擇ADC和DAC這些典型器件時(shí)有了更多的余地，對端口譯碼電路的設計理解更加透徹。這樣設計實(shí)驗，可以減少驗證性實(shí)驗內容，增大設計性、研究性的實(shí)驗內容，學(xué)生根據提出的功能要求和性能指標，由學(xué)生自己完成系統的設計和實(shí)驗等工作。學(xué)生自主性得到充分的發(fā)揮，由學(xué)生以自由靈活的方式來(lái)完成實(shí)驗，以激發(fā)其積極性，增強了學(xué)習興趣，提高了實(shí)驗的效果。
2.2 課程設計教學(xué)之探索
計算機控制技術(shù)的課程設計是本課程教學(xué)中的一項重要內容，是完成教學(xué)計劃達到預期教學(xué)目標的重要環(huán)節，是教學(xué)計劃中綜合性較強的教學(xué)環(huán)節，它對幫助學(xué)生全面深入地掌握課程教學(xué)內容、培養學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力、提高學(xué)生全面素質(zhì)具有很重要的意義。本課程設計的目的是通過(guò)解決某個(gè)實(shí)際問(wèn)題，鞏固和加深計算機控制技術(shù)課程中所學(xué)的理論知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力，基本掌握計算機控制系統的一般設計方法，提高計算機控制系統的設計和分析能力，為以后從事生產(chǎn)和科研工作打下一定的基礎。
目前多數學(xué)校在課程設計時(shí)采用的方法是在計算機控制實(shí)驗設備的基礎上，完成一些綜合性較強的系統設計題目，比如在TD-ACC計算機控制實(shí)驗系統上可以完成基于8088微處理器的直流電機閉環(huán)調速控制系統設計和實(shí)現、溫度閉環(huán)控制系統設計和實(shí)現等設計課題。缺點(diǎn)是系統的框架固定，可選范圍有限。
針對課程設計，我們擬以單片機為控制器完成計算機控制系統的設計，融合Matlab和Protues等軟件。利用Matlab在建立控制系統模型的優(yōu)勢，以Matlab軟件作為課程設計的理論仿真平臺，加深學(xué)生對計算機控制理論的理解和應用。另一方面，在Proteus平臺和Keil軟件的支持下，學(xué)生可以完成系統從芯片選擇、電路設計、程序編寫(xiě)、調試、仿真運行的整個(gè)過(guò)程，可以鍛煉學(xué)生解決問(wèn)題的能力。因此我們設計了基于Protues的單片機步進(jìn)電機控制系統設計、倉庫溫濕度控制系統設計、加熱爐溫度控制系統設計等課程設計課題，作為對原有課題的補充，解決了原有實(shí)物設計系統的不足，拓寬了課程設計范圍。
2.3 重視輔助實(shí)訓環(huán)節的探索
高等工科學(xué)校是培養社會(huì )所需要的有一定理論知識、實(shí)踐動(dòng)手能力強、具有工程意識和一定創(chuàng )造性的高等技術(shù)應用型人才，因此，要完成這一培養目標，我們就必須重視實(shí)訓環(huán)節。我們學(xué)院不斷加強實(shí)踐教學(xué)與管理改革，創(chuàng )立了創(chuàng )新實(shí)訓基地，以綜合、設計創(chuàng )新實(shí)訓為主，實(shí)訓形式豐富多樣，有綜合性設計、計算機仿真、創(chuàng )新設計、實(shí)物制作與競賽，并不斷加強實(shí)訓基地和課程教學(xué)的聯(lián)系，目前實(shí)訓基地已經(jīng)有專(zhuān)人管理，走上了規范化的教學(xué)管理軌道。
為配合本課程，我們學(xué)院組織一些動(dòng)手能力強、有興趣的同學(xué)成立實(shí)訓小組，利用課余時(shí)間進(jìn)行培訓，指導教師只給出訓練項目的基本要求、所要實(shí)現的功能和性能指標，系統設計、元件選用、PCB板制作、焊接工藝和電路調試等環(huán)節，均由學(xué)生獨立完成，以加強學(xué)生的工程意識與實(shí)際應用能力，并要求學(xué)生對一些課題的設計制作具有創(chuàng )新性。學(xué)生還通過(guò)到產(chǎn)學(xué)研結合的企業(yè)實(shí)習、參與教師所承擔的工程課題工作等，進(jìn)一步培養學(xué)生的工程應用能力，如完成智能溫度閉環(huán)控制系統設計、循環(huán)溫度檢測儀等項目。盡管這種形式靈活的環(huán)節目前面向的學(xué)生人數不是很多，但是結出了甜美的果實(shí)。經(jīng)實(shí)訓基地訓練的一批學(xué)生獲得了優(yōu)良成績(jì)，我院學(xué)生于近幾年連續在全國大學(xué)生電子設計等競賽中獲獎。
3結束語(yǔ)
通過(guò)對計算機控制技術(shù)課程教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行探討，我們認識到實(shí)踐教學(xué)環(huán)節在本課程教學(xué)中的重要作用，在具體實(shí)施實(shí)驗教學(xué)、課程設計教學(xué)和其他輔助實(shí)訓教學(xué)等方面做了一些探討，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中積累了一些經(jīng)驗，取得了較好的教學(xué)效果。重視計算機控制技術(shù)課程實(shí)踐改革，可以提高課程實(shí)踐環(huán)節的教學(xué)質(zhì)量，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，培養其創(chuàng )新精神。同時(shí)，我們發(fā)現提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習效果、培養學(xué)生獨立動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題的能力，是一個(gè)值得我們不斷研究的課題。我們在實(shí)際教學(xué)中尚存在一些問(wèn)題和不足，希望在今后的教學(xué)研究和教學(xué)實(shí)踐中，可以進(jìn)一步探索出更好的方法，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
參考文獻
[1] 于海生.計算機控制技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007
[2] 王建華，黃河清.計算機控制技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2003
[3] 邢航，張鐵民.計算機控制技術(shù)教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗室研究與探索，2007，12(6)：370～372
[4] 李敏艷.計算機控制技術(shù)課程設計的創(chuàng )新與實(shí)踐[J].實(shí)驗室科學(xué)，2010，12(2)：112～114
[5] 羅勝，薛光明，周宏明.建設開(kāi)放的計算機控制技術(shù)實(shí)踐教學(xué)體系[J].現代教育技術(shù)，2008，18(7)：113～115
[6] 顧德英，馬淑華，孫文義.提高計算機控制技術(shù)課程教學(xué)質(zhì)量的方法研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，31(6)：106～107
[7] 劉為國.計算機控制技術(shù)課程教學(xué)方法改革的研究[J].科技信息，2009，9：485
上一頁(yè) [1] [2]
【淺析計算機控制技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)探索】相關(guān)文章：
淺析高職院校市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)課程實(shí)踐的探索12-08
《液壓與氣動(dòng)技術(shù)》課程教學(xué)探索12-05
淺析機械制圖與CAD課程教學(xué)改革的探索與實(shí)踐論文03-18
過(guò)程檢側技術(shù) 課程教學(xué)的探索11-14
本科實(shí)踐類(lèi)課程教學(xué)模式改革的實(shí)踐與探索11-17
保險學(xué)課程實(shí)踐教學(xué)方式探索11-14
獨立學(xué)院通信原理課程教學(xué)的探索及實(shí)踐11-24
淺析群體合作教學(xué)策略在體育教學(xué)中的實(shí)踐與探索03-08
- 相關(guān)推薦