電控工程認(rèn)識(shí)與實(shí)踐課程的創(chuàng)建與教學(xué)體會(huì)

何立新

摘 要 介紹電控工程認(rèn)識(shí)與實(shí)踐課程體系建設(shè)的必要性和學(xué)科定位，介紹該課程的理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以及課程特色，對(duì)教學(xué)方法和考核方法也進(jìn)行簡(jiǎn)介。

關(guān)鍵詞 電控；工程實(shí)踐；課程建設(shè)

中圖分類號(hào)：G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1671-489X（2013）03-0114-02

Creation of Electronic Control Engineering Knowledge and Practice Courses and Teaching Experience//He Lixin

Abstract This paper introduces the necessity and subject position of the curriculum system construction of Electric Control Engineering knowledge and practice. It introduces the theory teaching and practice teaching content and course characteristics of this course， the teaching method and evaluation method， too.

Key words electric control； engineering practice； course construction

20世紀(jì)產(chǎn)生的電子技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)，經(jīng)過(guò)幾十年的飛速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。進(jìn)入21世紀(jì)后，新材料新技術(shù)不斷誕生，新器件新產(chǎn)品不斷問(wèn)世，新知識(shí)鋪天蓋地而來(lái)。這個(gè)知識(shí)爆炸的時(shí)代無(wú)疑對(duì)高等學(xué)校的教育產(chǎn)生了巨大的影響、沖擊和挑戰(zhàn)，同時(shí)也推動(dòng)了高等學(xué)校對(duì)教育的進(jìn)一步深入思考，產(chǎn)生了新的認(rèn)識(shí)和教學(xué)理念。

在新形勢(shì)下，如何提高教學(xué)質(zhì)量，如何提高學(xué)生綜合素質(zhì)，如何培養(yǎng)學(xué)生使其成為掌握工程基本技能，具備創(chuàng)新能力的優(yōu)秀人才，以滿足人才市場(chǎng)的需求，已成為各高校領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)教師關(guān)注和重視的重要課題?？刂萍夹g(shù)工程訓(xùn)練中的電控工程認(rèn)識(shí)與實(shí)踐課程，就是在這樣一種大環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生。該課程的教學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)這門(mén)課的學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步形成對(duì)電控技術(shù)的認(rèn)識(shí)，建立電控技術(shù)在工程實(shí)際應(yīng)用中的思想，培養(yǎng)學(xué)生基本實(shí)踐技能、創(chuàng)新意識(shí)、工程意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神，并為日后的學(xué)習(xí)和工作打下良好的電控技術(shù)認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐技能基礎(chǔ)。

北京航空航天大學(xué)2004年起為全校大一學(xué)生開(kāi)設(shè)了電控工程認(rèn)識(shí)與實(shí)踐課程，該課程集中了電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種學(xué)科知識(shí)，相互交叉滲透，是一門(mén)內(nèi)容豐富、綜合性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程。涵蓋如此多內(nèi)容的課程，以及該課程的教學(xué)模式，目前在高校尚屬先列。

1 學(xué)科定位

電控工程認(rèn)識(shí)與實(shí)踐課程是針對(duì)全校大一年級(jí)學(xué)生開(kāi)設(shè)的一門(mén)必修課，它是控制技術(shù)工程訓(xùn)練的先導(dǎo)或初級(jí)課程，其目的是使學(xué)生了解電控技術(shù)的發(fā)展歷程、發(fā)展全景和最先進(jìn)的技術(shù)，培養(yǎng)他們的實(shí)踐基本技能，使他們對(duì)電控技術(shù)形成整體概念。這些對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、基本技能和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)的工作作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題和解決綜合問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和工程意識(shí)都具有重要的意義。同時(shí)也為工程專業(yè)的學(xué)生日后的學(xué)習(xí)打下良好的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)踐技能基礎(chǔ)。

2 教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置

2.1 理論部分

1）電控概論?？刂萍夹g(shù)的核心是控制器，而控制器與電子技術(shù)是密不可分的。為了便于教學(xué)，針對(duì)大一新生的特點(diǎn)，教學(xué)研究組自編一本教學(xué)講義《電控概論與實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)書(shū)》，其中電控概論的內(nèi)容包括模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和電子工藝基礎(chǔ)。書(shū)中用通俗易懂的語(yǔ)言列舉了大量日常生活中常見(jiàn)的例子，通過(guò)這些例子反映電控技術(shù)的特點(diǎn)、發(fā)展歷程和發(fā)展前景，引出和深化電與控的概念、電與控的關(guān)系以及控制是如何與電子技術(shù)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)控制的目的的。教材中講解了以單片機(jī)為核心的實(shí)際恒溫控制系統(tǒng)，充分地反映了電控技術(shù)在工程實(shí)際中的應(yīng)用。教學(xué)實(shí)踐中自制了電控技術(shù)展板，上面有大量的實(shí)例和圖片，使得教學(xué)更直觀和生動(dòng)，收到良好的教學(xué)效果。

2）繼電器控制基本原理，內(nèi)容包括繼電器控制的基本概念，繼電器控制在工程實(shí)際中的應(yīng)用及基本控制線路介紹。

3）氣動(dòng)控制基本原理，內(nèi)容包括氣動(dòng)元件的工作原理、功能和使用方法，氣動(dòng)控制在工程實(shí)際中的應(yīng)用以及基本控制回路介紹。

4）可編程控制器基本原理，內(nèi)容包括可編程控制器產(chǎn)生的歷史、基本構(gòu)成、基本編程思想和工程實(shí)際應(yīng)用。

5）計(jì)算機(jī)組成及拆裝方法，內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)構(gòu)成、發(fā)展動(dòng)態(tài)、總線與各硬件的連接關(guān)系以及計(jì)算機(jī)拆裝方法。

2.2 實(shí)驗(yàn)部分

1）繼電器控制線路實(shí)驗(yàn)。學(xué)生自己動(dòng)手搭接控制線路并實(shí)現(xiàn)之，按要求填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

2）氣動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)。學(xué)生自己動(dòng)手搭接控制線路并實(shí)現(xiàn)其功能，按要求填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3）可編程控制器軟件應(yīng)用練習(xí)實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生學(xué)會(huì)可編程控制器的使用方法和應(yīng)用軟件寫(xiě)程序的方法，并實(shí)現(xiàn)其給定軟件的功能。按要求填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

4）計(jì)算機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)。要求學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)拆裝的方法，通過(guò)拆裝，初步理解總線與硬件的連接關(guān)系，按要求填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

3 教學(xué)模式

該課程采用模塊式教學(xué)，共分五大模塊：電控概論；繼電器控制基礎(chǔ)；氣動(dòng)控制基礎(chǔ)；可編程控制器技術(shù)基礎(chǔ)；計(jì)算機(jī)拆裝。此外，對(duì)有能力的學(xué)生，完成課堂內(nèi)的內(nèi)容后，鼓勵(lì)他們自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)線路并實(shí)現(xiàn)之，或提出實(shí)驗(yàn)方案，教師協(xié)助他們完成硬件及軟件設(shè)計(jì)。在這里舉一例。05級(jí)大一學(xué)生接觸了可編程控制器后，提出設(shè)計(jì)五環(huán)旗的設(shè)想，在教師的鼓勵(lì)下，他們完成了硬件設(shè)計(jì)，且編寫(xiě)了軟件，實(shí)現(xiàn)的功能是：1）5個(gè)環(huán)全亮5秒鐘；2）5個(gè)環(huán)全滅1秒鐘；3）5個(gè)環(huán)依次亮，時(shí)間間隔0.5秒，直到全亮；4）5個(gè)環(huán)依次滅，時(shí)間間隔0.5秒，直到全滅；5）5個(gè)環(huán)同時(shí)閃爍10秒鐘，閃爍一次1秒鐘。

4 教學(xué)特色

1）理論密切結(jié)合工程實(shí)際。教學(xué)中邊講邊實(shí)踐，其中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都是反應(yīng)工程實(shí)際的基本應(yīng)用。

2）內(nèi)容注重基礎(chǔ)，反映時(shí)代特征。由于大一學(xué)生剛剛接觸工程實(shí)際，因此教學(xué)內(nèi)容都是以反應(yīng)基本技能為主，而且具有時(shí)代特征。如可編程控制器的基本應(yīng)用，目前工業(yè)生產(chǎn)大多以可編程控制器為核心，組成控制系統(tǒng)，進(jìn)行產(chǎn)品的加工和生產(chǎn)。

3）自己動(dòng)手，自主設(shè)計(jì)。該課程屬于開(kāi)放式的教學(xué)，學(xué)生在完成規(guī)定內(nèi)容后，教師鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出自己的想法，進(jìn)行自主設(shè)計(jì)，并在教師的指導(dǎo)下，課內(nèi)或課外完成。這大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

4）體現(xiàn)工程實(shí)際應(yīng)用和綜合應(yīng)用。如繼電器控制實(shí)驗(yàn)、氣動(dòng)門(mén)控制實(shí)驗(yàn)等都是工程實(shí)際常用到的知識(shí)；再如PLC控制交通燈實(shí)驗(yàn)，這是基本的綜合應(yīng)用。

5）培養(yǎng)學(xué)生對(duì)電控技術(shù)的興趣和基本技能，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和工程意識(shí)。

5 考核方式

考慮到該課程要達(dá)到的目的是使學(xué)生通過(guò)實(shí)踐來(lái)認(rèn)識(shí)電與控的基本思想、電與控的關(guān)系以及控制是如何實(shí)現(xiàn)的，因此，考核方式主要以學(xué)生課后填寫(xiě)兩份實(shí)驗(yàn)報(bào)告和一份電控知識(shí)答卷為主，其他情況如出勤、學(xué)習(xí)態(tài)度、勞動(dòng)也各占有一定的分值。

由于這門(mén)課無(wú)可借鑒的資料，經(jīng)歷一段痛苦的思考?xì)v程，也經(jīng)歷了幾年的艱辛實(shí)踐過(guò)程，才走到今天。如今這門(mén)課的教學(xué)模式已基本形成，目前只能說(shuō)比較成熟，隨著實(shí)踐的進(jìn)程和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還會(huì)有新知識(shí)或新內(nèi)容的補(bǔ)充以及教學(xué)方式和方法的調(diào)整，使該課程的實(shí)訓(xùn)過(guò)程和培養(yǎng)結(jié)果符合社會(huì)對(duì)人才的需求。

6 結(jié)束語(yǔ)

電控工程認(rèn)識(shí)與實(shí)踐課程建設(shè)還只是一個(gè)摸索和學(xué)習(xí)的過(guò)程，需要在教學(xué)中邊干邊探索，在教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)手段上需要進(jìn)一步研究和提高。相信經(jīng)過(guò)幾輪實(shí)際教學(xué)實(shí)踐，會(huì)逐步增強(qiáng)電控工程認(rèn)識(shí)與實(shí)踐課程的教學(xué)效果，使教學(xué)過(guò)程更符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律。

參考文獻(xiàn)

[1]劉國(guó)新，李興文.國(guó)內(nèi)外關(guān)于自主創(chuàng)新的研究綜述[J].科技進(jìn)步與對(duì)策，2007（2）：196-199.

[2]于海生.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007：34-35.

[3]顧德英.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)與系統(tǒng)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009.