檢測(cè)控制技術(shù)綜合應(yīng)用課程改革探討

摘要：為了適應(yīng)高職類電氣自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的教學(xué)要求，適應(yīng)社會(huì)對(duì)高素質(zhì)技能型人才的要求，首創(chuàng)的開發(fā)了一門應(yīng)用型的新課程，對(duì)該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法進(jìn)行了大膽的改革。實(shí)踐證明，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、技能及分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到了很大提高，課程改革取得了很大的成功。

關(guān)鍵詞：教學(xué)改革；綜合應(yīng)用；檢測(cè)控制系統(tǒng)

作者簡(jiǎn)介：周冀馨（1981-），女，天津人，天津電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講師。（天津?300350）

中圖分類號(hào)：G642?????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????文章編號(hào)：1007-0079（2012）21-0069-01

針對(duì)高職類的電氣自動(dòng)化專業(yè)大三學(xué)生普遍存在的面臨畢業(yè)心浮氣躁，不能塌下心來(lái)學(xué)習(xí)理論知識(shí)的特點(diǎn)，我們專業(yè)將大三上學(xué)期的全部課程都改成了實(shí)踐性為主的課程。結(jié)合自動(dòng)化專業(yè)的核心課傳感器技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)以及電子技術(shù)的主要內(nèi)容，我們首創(chuàng)開發(fā)了一門名為檢測(cè)控制技術(shù)綜合應(yīng)用的實(shí)踐性課程。該課程以動(dòng)手實(shí)踐為主體，采用任務(wù)導(dǎo)向的教學(xué)方法，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。其主要任務(wù)是綜合運(yùn)用多門電氣自動(dòng)化課程的知識(shí)和技能開發(fā)一個(gè)完整的檢測(cè)控制系統(tǒng)，目的是使學(xué)生通過(guò)一個(gè)較為簡(jiǎn)單的檢測(cè)控制系統(tǒng)項(xiàng)目，了解一個(gè)完整的檢測(cè)控制系統(tǒng)開發(fā)過(guò)程，學(xué)會(huì)根據(jù)需求文檔組織建立一個(gè)符合工程規(guī)范的檢測(cè)控制系統(tǒng)，提高開發(fā)能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，逐步積累檢測(cè)控制項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生從事檢測(cè)控制項(xiàng)目開發(fā)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

一、培養(yǎng)目標(biāo)

學(xué)生在前兩年學(xué)習(xí)了多門課程，每一門課程都是由一名專業(yè)教師單獨(dú)進(jìn)行講授，各自為戰(zhàn)，各門課程內(nèi)容沒(méi)有形成一個(gè)有機(jī)的整體，學(xué)生缺乏系統(tǒng)的概念。各門課程的單獨(dú)學(xué)習(xí)使學(xué)生的思維限定在狹窄的范圍內(nèi)，缺乏對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)和綜合能力的提高。

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)各種基本能力的整合、遷移，形成更高一級(jí)的綜合能力，從而能夠獨(dú)立開發(fā)小型的檢測(cè)控制系統(tǒng)，能夠在電氣工程師的帶領(lǐng)下參加大中型檢測(cè)控制系統(tǒng)的開發(fā)。

專業(yè)知識(shí)方面，要求學(xué)生能夠通過(guò)分析用戶需求文件，了解客戶的需求；能夠?qū)ψ约洪_發(fā)的軟件進(jìn)行演示講解，并編寫軟件使用說(shuō)明書。希望學(xué)生了解根據(jù)分析結(jié)果開發(fā)一個(gè)完整的小型系統(tǒng)的過(guò)程；了解根據(jù)總體設(shè)計(jì)搭建系統(tǒng)硬件的過(guò)程；了解根據(jù)系統(tǒng)模型開發(fā)相應(yīng)的軟件模塊的過(guò)程；了解根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求編寫符合工程規(guī)范的程序代碼的過(guò)程；了解對(duì)自己開發(fā)的模塊進(jìn)行單元測(cè)試的過(guò)程。

方法能力方面，希望通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生制定工作計(jì)劃的能力，使學(xué)生們能夠有效地獲取、利用、傳遞信息，并且能夠通過(guò)獨(dú)立學(xué)習(xí)，不斷獲取新的知識(shí)和技能，能夠在工作中尋求發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的途徑。

社會(huì)能力方面，希望通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生在工作中的溝通能力與良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；能夠公正坦誠(chéng)、理解他人，尊重他人，樂(lè)于助人，學(xué)會(huì)與人相處；能夠掌握和控制開發(fā)進(jìn)度，合理安排時(shí)間。

二、教學(xué)內(nèi)容

這門課程需要學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)開發(fā)出一個(gè)系統(tǒng)，需要學(xué)生掌握軟硬件設(shè)計(jì)與調(diào)試技術(shù)，并且需要學(xué)生結(jié)合以前學(xué)過(guò)的電路知識(shí)、傳感器、信號(hào)處理、電子測(cè)量以及虛擬儀器的知識(shí)，在編程過(guò)程中學(xué)生會(huì)不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題，自己嘗試著去尋求問(wèn)題的答案，探索解決問(wèn)題的途徑和方法，把積累知識(shí)的過(guò)程變成同時(shí)形成能力的過(guò)程，在增進(jìn)知識(shí)的同時(shí)增進(jìn)創(chuàng)新精神和創(chuàng)造能力。

本課程需要學(xué)生完成凝血檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建，具體的說(shuō)包含有四個(gè)學(xué)習(xí)情境：總體設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)構(gòu)建、軟件系統(tǒng)編程和系統(tǒng)調(diào)試。

1.總體設(shè)計(jì)

該學(xué)習(xí)情境的主要內(nèi)容是根據(jù)用戶需求書確定系統(tǒng)要求，繪制系統(tǒng)流程圖，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，分析硬件功能、軟件功能及它們之間的接口技術(shù)。構(gòu)建系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，劃分子系統(tǒng)，定義子系統(tǒng)功能。教師提供用戶需求說(shuō)明書，提出需求分析所要完成的工作，提供相關(guān)知識(shí)背景及教學(xué)資源。教師介紹檢測(cè)控制系統(tǒng)參考模型，學(xué)生修改完善相應(yīng)的模型。學(xué)生以組為單位進(jìn)行討論，共同完成繪制系統(tǒng)流程圖、制定小組開發(fā)方案、系統(tǒng)硬件功能描述、系統(tǒng)軟件功能描述等工作，最后進(jìn)行方案演講。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)踐了解通過(guò)分析用戶需求書確定系統(tǒng)功能的過(guò)程，掌握系統(tǒng)流程圖的畫法和軟硬件功能劃分的依據(jù)。

2.硬件系統(tǒng)構(gòu)建

該學(xué)習(xí)情境的主要內(nèi)容是進(jìn)行硬件系統(tǒng)的構(gòu)建，其中包括根據(jù)硬件功能描述選取合適的測(cè)量傳感器，搭建調(diào)理電路，實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)信號(hào)的放大、調(diào)制或?yàn)V波。選取合適的數(shù)據(jù)采集卡對(duì)信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，傳入到計(jì)算機(jī)中。另外還要設(shè)計(jì)相應(yīng)電路執(zhí)行計(jì)算機(jī)中給出的控制信號(hào)。

教師提出硬件設(shè)計(jì)所要完成的工作，提供相關(guān)知識(shí)背景及教學(xué)資源；講解參考電路圖和參考電路模型，完成建立硬件系統(tǒng)的過(guò)程演示，提供相關(guān)元件資料。學(xué)生分組討論選擇合適的檢測(cè)傳感器，根據(jù)要求設(shè)計(jì)硬件電路，繪制硬件電路圖，搭建檢測(cè)部分和控制部分電路，選擇合適的數(shù)據(jù)采集卡。要求各組學(xué)生要進(jìn)行方案演講，并且要進(jìn)行作品展示。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)踐了解硬件系統(tǒng)構(gòu)建的全過(guò)程；將傳感器知識(shí)與電路知識(shí)結(jié)合，并進(jìn)行綜合應(yīng)用；了解檢測(cè)傳感器、數(shù)據(jù)采集卡的選擇方法。

3.軟件系統(tǒng)編程

該學(xué)習(xí)情境的主要內(nèi)容是根據(jù)軟件功能要求繪制軟件系統(tǒng)框圖，劃分功能模塊，編寫相應(yīng)的程序，其中包括人機(jī)交互界面、采集程序、數(shù)據(jù)處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)程序、查詢程序和控制程序等，進(jìn)行單純的軟件調(diào)試。

教師提出軟件設(shè)計(jì)所要完成的工作，提供相關(guān)知識(shí)背景及教學(xué)資源；介紹軟件系統(tǒng)參考模型，學(xué)生修改完善相應(yīng)的模型。先以班級(jí)為單位進(jìn)行一體化教學(xué)，再以小組為單位進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì)。要求學(xué)生運(yùn)用虛擬儀器課程學(xué)習(xí)的LabVIEW軟件進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，LabVIEW是目前國(guó)際上應(yīng)用最廣的虛擬儀器開發(fā)環(huán)境之一，與傳統(tǒng)程序語(yǔ)言不同，LabVIEW采用強(qiáng)大的圖形化語(yǔ)言編程，面向測(cè)試工程師而非專業(yè)程序員，編程方便簡(jiǎn)單，特別是畫面生動(dòng)，編程序就像搭積木一樣，容易引起高職類院校學(xué)生的興趣。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)踐了解軟件設(shè)計(jì)的全過(guò)程，掌握軟件系統(tǒng)框圖的繪制方法，軟件程序的調(diào)試技術(shù)。

4.系統(tǒng)功能測(cè)試

該學(xué)習(xí)情境的主要內(nèi)容是編輯軟硬件系統(tǒng)連接的接口部分，對(duì)設(shè)計(jì)構(gòu)建的整個(gè)系統(tǒng)（包括硬件、軟件及接口部分）進(jìn)行功能測(cè)試，測(cè)試通過(guò)后，將軟件系統(tǒng)打包，撰寫使用報(bào)告及相關(guān)技術(shù)文件。

教師布置工作任務(wù)，提出具體要求，幫助學(xué)生分析測(cè)試大綱。學(xué)生完成系統(tǒng)全部測(cè)試，扮演用戶運(yùn)行系統(tǒng)。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)實(shí)踐了解測(cè)試、測(cè)試活動(dòng)及基本的測(cè)試方法，掌握測(cè)試報(bào)告及相關(guān)技術(shù)文件的撰寫方法。

三、教學(xué)方法

采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法組織教學(xué)，以班級(jí)為單位的一體化教學(xué)和以小組為單位的學(xué)生自主學(xué)習(xí)相結(jié)合。在一體化教學(xué)中采用直觀演示法，即教師將展示檢測(cè)控制系統(tǒng)參考模型，提供相關(guān)知識(shí)背景及教學(xué)資源，帶領(lǐng)同學(xué)將模型拆分開來(lái)，了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，構(gòu)建方法，找到其中的不足，布置任務(wù)讓學(xué)生去完善。拆裝和講解的整個(gè)過(guò)程調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，給學(xué)生留下較深刻的印象。在以小組為單位的學(xué)生自主學(xué)習(xí)中，教師安排一些任務(wù)讓學(xué)生完成，學(xué)生通過(guò)小組討論、分工合作或各種其他活動(dòng)來(lái)完成任務(wù)，教師只在必要時(shí)對(duì)學(xué)生指導(dǎo)和幫助，僅僅起到導(dǎo)游和導(dǎo)演的作用，學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中，發(fā)揮了自身主體性和主動(dòng)性，體驗(yàn)了成功的喜悅，滿足了表現(xiàn)自我的愿望，學(xué)到了原本以為神秘高深的知識(shí)。

四、考核方式

本課程考核采用日常考核與系統(tǒng)開發(fā)作品相結(jié)合的方式，其中平時(shí)成績(jī)占總分的50%，作品成績(jī)占總分的50%，課程總成績(jī)?yōu)榘俜种疲?0分以上（包括60分）算合格。

日常考核主要從組織紀(jì)律、人際交往、環(huán)境意識(shí)幾方面綜合考核學(xué)生。要求學(xué)生不能缺勤、遲到、早退；積極參加討論，主動(dòng)提問(wèn)或回答問(wèn)題，樂(lè)于幫助他人；保持環(huán)境，不損壞公物。教師對(duì)于同學(xué)的平時(shí)表現(xiàn)看得很重，并鼓勵(lì)學(xué)生在平時(shí)積極表現(xiàn)。

作品考核主要從硬件設(shè)計(jì)能力、軟件設(shè)計(jì)能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)和文字相關(guān)材料撰寫等五個(gè)方面進(jìn)行考核評(píng)分。

五、總結(jié)

經(jīng)過(guò)兩學(xué)期的實(shí)踐，與原有大三學(xué)生的課程相比，新課程檢測(cè)控制技術(shù)綜合應(yīng)用取得了顯著的教學(xué)效果，鍛煉了學(xué)生的綜合應(yīng)用能力，提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性。但為了培養(yǎng)更好的應(yīng)用性高職人才，將來(lái)的課程探索之路還很長(zhǎng)。

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（責(zé)任編輯：劉麗娜）