《計算機控制技術(shù)》課程體系改革的研究與實踐

祁紅巖，常國祥，梁燕華，徐益民，李 滿

（黑龍江科技大學電氣與控制工程學院，黑龍江哈爾濱150022）

國內(nèi)很多院校在不同時期進行了《計算機控制技術(shù)》課程體系改革，但大多為理論研究，因為各種原因限制實際應(yīng)用比較少?！队嬎銠C控制技術(shù)》作為電氣信息類重要的專業(yè)課，由于與工程實際聯(lián)系較緊密，并且直接涉及到學生畢業(yè)設(shè)計和就業(yè)等問題。學生在學習本課程時，由于正處于畢業(yè)設(shè)計的前夕，所以對于將來所要從事的研究領(lǐng)域均十分感興趣，非常希望了解本專業(yè)目前在國內(nèi)外的技術(shù)動態(tài)和發(fā)展趨向。因此，《計算機控制技術(shù)》課程體系改革勢在必行。

一、“計算機控制技術(shù)”理論教學模式改革

1.培養(yǎng)學生的學習興趣，調(diào)動學習積極性

一個老師不論課程講得多好，如果學生對所講的內(nèi)容不感興趣、感覺沒有什么用，他就不會努力去學習這門課程，這樣的教學一定是不成功的。為了盡量避免學生對計算機控制技術(shù)這門課程的誤解，對其失去興趣，剛剛開始上課時，任課教師盡量不要講授太多和太深的理論知識，可結(jié)合學生所學的專業(yè)，進行現(xiàn)場參觀或動畫演示。應(yīng)用實例的有效引入，不僅可以讓學生多多了解計算機控制技術(shù)的實用性，還可以激發(fā)學生的學習興趣，并且培養(yǎng)學生的學習積極性。在教學的過程中，把計算機控制和自動控制原理的相關(guān)理論進行對比講解，例如，在講解穩(wěn)定性的時候，我們可以復(fù)習在自動控制原理中穩(wěn)定性的定義以及判別穩(wěn)定性的方法，從而引出在計算機控制技術(shù)中穩(wěn)定性的定義和相應(yīng)的判別方法，這樣更有利于知識的學習。

2.精心選擇教材，吃透教材，形成適合教學的講義

任課教師拿到教材后，應(yīng)該盡早地備課。教師不僅要吃透教材，還要做到融會貫通，并且能夠舉一反三。這樣才能從整體上把握教材，才能根據(jù)教學大綱的要求，進行合理地安排教學內(nèi)容的取舍、教學內(nèi)容的學時數(shù)，包括理論課和實踐課等。教師應(yīng)當發(fā)揮創(chuàng)造性，還應(yīng)該有自己的風格，不能“照本宣科”，在授課的過程中要適當?shù)卮┎逡恍嶋H資料，從而可以形成適合教學的講義，有利于提高教學質(zhì)量。

3.利用多媒體演示課件進行教學，并利用matl a b/sim ul ink進行仿真演示

計算機控制技術(shù)這門課程是工科類電氣相關(guān)專業(yè)主干課程之一，這門課程具有難于理解、概念抽象、數(shù)學理論強等基本特征。在教學過程中，為了使學生更好地理解知識，可以利用matlab/simulink進行仿真演示。例如在講解數(shù)字PID控制器時，我們可以通過simulink仿真來講解，先仿真只有P控制時的單位階躍響應(yīng)，適當?shù)卣{(diào)節(jié)比例參數(shù)，這樣可以清晰地看出P的作用；接著加入積分作用，可以看出引入I作用后，在控制效果上得到了什么改善；最后引入微分作用，再看看引入D后，控制效果又得到了什么改善，通過這樣的講解方法，同學們自己就可以總結(jié)出PID每一項的作用。

4.開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學平臺

因為“計算機控制技術(shù)”這樣的課程，內(nèi)容既多又細、而且應(yīng)用性強，在課堂教學中不可能面面俱到。所以利用現(xiàn)代化的手段建立信息網(wǎng)絡(luò)平臺是必要的。教師把任課中用到的教學資料、多媒體課件和程序傳到網(wǎng)絡(luò)平臺上，這樣學生就可以在任何時間、任何地點都能學習到《計算機控制技術(shù)》這門課程，同時為了及時地和學生進行交流，應(yīng)該建立信息網(wǎng)絡(luò)答疑平臺。

二、“計算機控制技術(shù)”實踐教學模式改革

1.增強實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生解決問題的能力

為了培養(yǎng)學生解決問題的能力，對理論課與工程實踐課程進行整合，充分利用學?，F(xiàn)有實驗室的軟硬件資源。為了達到“理論指導(dǎo)實踐，實踐促進理論”的目的，合理安排理論課程及工程實踐的課程內(nèi)容。任課教師布置一些實驗課題針對教學大綱的要求，讓學生進行一些驗證性試驗，讓他們把書本上一些東西得以實現(xiàn)，這樣更加有利于理論教學；也可以讓學生選擇科技創(chuàng)新比賽中比較感興趣的課題，指導(dǎo)學生查閱相關(guān)資料，學生來選擇適合的設(shè)計實驗方案，教師通過檢查學生的實驗方案進而來啟發(fā)學生，并且挖掘?qū)W生的創(chuàng)新潛能。在實驗過程中，教師要積極地發(fā)揮引導(dǎo)作用，增強學生自學能力和創(chuàng)造熱情，針對實驗內(nèi)容促進學生之間的相互討論和交流。除此之外，把與本課程相關(guān)的工程實踐基地進行開放，這樣感興趣的同學就可以靈活到實驗室進行實驗。

2.增加綜合實踐設(shè)計環(huán)節(jié)

為了讓學生把課程中的理論知識和實踐知識有機的結(jié)合，課程改革中引入一個實際工程案例，這樣可以增強學生分析以及解決問題的綜合素質(zhì)。例如：實際工程案例為《步進電機數(shù)字閉環(huán)控制系統(tǒng)》，采用小型直流步進電機作為隨動裝置，控制器可以采用單片機或DSP等，進行一個步進電機閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計，學生首先確定設(shè)計方案，然后根據(jù)控制方案進行系統(tǒng)硬件的設(shè)計，同時選擇需要的算法，對控制系統(tǒng)進行調(diào)試，觀察系統(tǒng)的運行情況，并做好實時記錄并進行分析。

3.科研成果轉(zhuǎn)化為實驗課題

雖然書本上的知識是死的，但是科學研究的課題是活的，因此將平時的科學研究的成果轉(zhuǎn)化為實驗課程，并且將科研工作過程中得出的新知識、新方法以及一些科研前沿問題及時添加到教學內(nèi)容中，這樣可以培養(yǎng)學生解決問題的意識和能力。

三、采用適當?shù)目己朔绞?/h2>

目前，在我們學校的考試辦法中普遍采用的仍然是閉卷考試。閉卷考試對基礎(chǔ)理論類的課程教學中是適用的，但對計算機控制技術(shù)這類應(yīng)用性和實踐性較強的課程，完全采用閉卷考試，還是有其弊端的。因此，我們在教學實踐中采用了開卷考試和閉卷考試相結(jié)合的方式，每種方式所占比例各為50%。在閉卷考試中，主要考查學生對基礎(chǔ)知識的掌握情況；在開卷考試中，學生要作一個綜合設(shè)計，并且要求將自己的設(shè)計進行仿真演示或者實物演示，教研室組織相關(guān)的老師對學生的作品進行演示，并且進行公開答辯，從而給出合理的分數(shù)，這樣可以考查學生對所學知識的應(yīng)用能力、實踐能力、創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力。本課程在近兩年的考核中，就是采用的這種閉卷+開卷的方式，效果比較顯著。

四、結(jié)束語

我們在計算機控制技術(shù)課程體系的改革中進行了一些有益的探索，取得了較為顯著的教學效果。在今后的教學工作中我們將進一步改革理論教學和實踐教學方法，以達到提高教學質(zhì)量、培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目的。

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