自動化專業(yè)實踐教學改革探討

敖章洪

摘 要：當今社會對學生的實踐能力越來越看重。自動化專業(yè)具有很強的實踐性，與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系在一起。在分析自動化專業(yè)現(xiàn)行實踐教學存在的主要問題基礎上，提出了在實踐各環(huán)節(jié)教學中廣泛引入仿真技術(shù)，形成仿真、實踐的良性循環(huán)，增強學生的學習積極性，促進學生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

關鍵詞：自動化 仿真 實踐

中國圖書分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）09（a）-0155-02

Reform Exploration on Practice Education for Automation Specialty

AO Zhanghong

（College of Communication and Electric Engineering， Hunan University of Arts and Science，Changde Hunan，415000，China）

Abstract： Now the society more and more regards as important to student's practice ability. The automation specialty has the strong practicality with the production life relates closely in together.This paper proposed use simulation technology in practices teaching based on the current practice teaching existence main question of automation specialized， formed the simulation and the practice positive cycle， strengthened student's study enthusiasm， promoted the student operating ability and the innovation ability.

Key words：Automatization simulation practice

實踐教學是高等學校教學的重要組成環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)過程中一個必不可少的部分[1]，是培養(yǎng)適應社會發(fā)展需要的具有創(chuàng)新意識和實踐能力的高素質(zhì)人才的最有效途徑[2]，是實現(xiàn)人才知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的重要途徑和手段。實踐教學具有直觀性、實踐性、綜合性和創(chuàng)造性的特點[3]。如今，面對真實世界、面向工程實踐已經(jīng)成為當今世界高等工程教育的普遍發(fā)展趨勢。自動化專業(yè)與人們的生活生產(chǎn)密切相關[4]，其主要特征是時代性、實踐性、系統(tǒng)性和交叉性，決定了自動化專業(yè)極其強調(diào)實踐教育，培養(yǎng)的學生必須具有很強的實踐能力[5]。然而，據(jù)筆者了解，在畢業(yè)時自動化專門的學生真正具有一定實踐能力的僅僅只是一小部分，從而影響學生的就業(yè)以及進一步深造。因此，應就自動化專業(yè)實踐教學進行探索和改革，以提高學生動手能力和創(chuàng)新能力。

1 現(xiàn)行實踐環(huán)節(jié)存在主要問題

目前，不同高校自動化專業(yè)的實踐教學情況參差不齊，普遍存在下面一些問題[6-11]。

1.1 專業(yè)條件不足

專業(yè)條件主要指實驗室所擁有的設備數(shù)量、設備新舊程度、設備完好率等。由于不同學校所配套的資源不同，專業(yè)條件有很大的差別。有的學校實驗室的設備是幾年前甚至是十幾年前的設備；有的學校設備數(shù)量嚴重不足，只有2臺甚至1臺，學生基本上只能看老師演示而不能動手；有的學校設備完好率低，維修慢，無法滿足正常教學要求。這些硬件條件是實踐教學中最基礎的條件，同時也是最難改善的條件。

1.2 學生對實踐教學重視度不夠

由于很多實驗課不是單獨設立的，附屬于理論課程，一般課程總分構(gòu)成是卷面期考成績與平時成績按7∶3構(gòu)成，而實驗課程僅僅只占平時成績的一部分。因此，學生一般不太重視實踐教學環(huán)節(jié)，他們認為只要自己卷面成績考的好，實踐環(huán)節(jié)怎么樣并不能在很大程度上影響他們的總成績，從而在實踐教學過程中都比較散漫、隨意，遲到、早退、缺課現(xiàn)象比較嚴重。

1.3 缺乏評價體系，實際效果差

在實踐環(huán)節(jié)中，實踐環(huán)節(jié)的評分主要是看學生在實踐環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)和所提交的實踐材料進行衡量的。但這種方法不科學，比如實驗報告，學生抄襲別人的報告，實驗數(shù)據(jù)都是正確的，但學生自己可能根本沒有真正動手去做。即使學生自己動手做了，也不一定對學生的實踐能力有幫助，很多學生做實驗是按照實驗指導書去做的，然后記錄結(jié)果就完了。為什么有這樣的結(jié)果學生根本想都不想，跟一個木偶沒有太大的差別。這就造成了看上去都去做實驗了，其實真正得到了鍛煉的是極少數(shù)，實際效果很差。

2 仿真技術(shù)在自動化實踐教學中的應用

仿真教學具有以下特點：形象性、直觀性強；全面性、安全性完善；交互性良好；效率性、節(jié)約性卓越[12]。仿真技術(shù)的實施投資少，只需電腦和相應的仿真軟件即可，很容易實現(xiàn)。仿真技術(shù)在自動化實踐各環(huán)節(jié)間的應用見圖1。

2.1 實驗環(huán)節(jié)

實驗環(huán)節(jié)受硬件設施的影響最大，有些課程可能因為硬件設施問題而無法正常開展實驗，有些實驗平臺僅僅只需要學生接線，接好線后就可以觀察結(jié)果，學生根本不了解為什么要這樣連接，因此在實驗環(huán)節(jié)引入仿真技術(shù)很有必要性，通過仿真學生對整個系統(tǒng)構(gòu)成就很清楚了。在學生進實驗室之前讓學生利用專業(yè)仿真軟件搭建出實驗模型，并得到仿真波形。通過模型搭建，讓學生了解系統(tǒng)的總體構(gòu)成；通過仿真波形，讓學生了解系統(tǒng)的工作原理，知道為什么會有這樣的結(jié)果。進實驗室后讓學生演示自己搭建的模型，并詢問相關問題了解學生對系統(tǒng)的熟悉程度，這樣也可避免學生相互抄襲，讓學生真正學到知識。檢查完畢后讓學生通過實驗平臺進行實驗，進一步驗證仿真模型是否正確，了解實際結(jié)果和仿真結(jié)果之間有什么區(qū)別。通過對比，讓學生加深了印象，也更深入的了解整個知識結(jié)構(gòu)。在實驗過程中，教師要隨時關注學生動態(tài)，要讓每個學生都動手，真正的鍛煉學生的動手能力。如果限于條件沒有相關實驗平臺的，也能通過仿真讓學生對所學知識有個系統(tǒng)的了解，知道所學內(nèi)容在實際生活當中的應用，這對他們以后走入社會也是很有幫助的。

2.2 實習環(huán)節(jié)

實習環(huán)節(jié)與實驗環(huán)節(jié)有所區(qū)別，實驗環(huán)節(jié)一般是一些各自獨立的小系統(tǒng)，而實習環(huán)節(jié)一般系統(tǒng)較大，這樣花費的時間也將更長。實習環(huán)節(jié)受硬件設施的影響相對較小，這主要是因為一個系或一個院不同專業(yè)有很多實習內(nèi)容是一樣的，這樣實習平臺較單一，硬件設備完好率一般可滿足，但基本上都是照著實習指導書去做，學生不明白系統(tǒng)原理，設備數(shù)量上一般也不能滿足一人一機。實習過程中，通過仿真軟件對實習內(nèi)容先進行建模并仿真，使學生學會專業(yè)仿真軟件的應用，了解系統(tǒng)工作原理，對系統(tǒng)的控制過程有較全面的認識。接下來再去動手進行實習，這樣效果會更好。

2.3 課程設計環(huán)節(jié)

課程設計是綜合性較強的一個實踐環(huán)節(jié)，受實驗室條件限制較多，學生的課題有些是實驗室里無法提供硬件支持的，很多學生直接在網(wǎng)上下相關文章稍微修改下就提交給老師，這樣通過課程設計鍛煉學生動手能力的目的就無法達到。通過仿真軟件，對設計的課題進行仿真分析是一個較好的方法。在學生對所設計的內(nèi)容進行仿真的過程中，學生學會了專業(yè)軟件的使用，對設計的課題也有了比較清晰直觀的認識。教師在對學生進行評價時，以仿真結(jié)果作為相關參考，可激發(fā)學生的學習積極性。有條件的可根據(jù)仿真模型做成實際系統(tǒng)，這樣對學生的促進更大。

2.4 畢業(yè)設計環(huán)節(jié)

畢業(yè)設計是檢驗學生整體水平的一個環(huán)節(jié)，畢業(yè)設計課題不可能完全考慮到實驗室的硬件設備情況，因此有的課題也是無法在實驗室里進行的。對學生而言，除了做畢業(yè)設計外，他們還要到外面去找工作，這樣也不可能花費很多實間在實驗室里。通過仿真軟件，讓學生建立系統(tǒng)模型，分析系統(tǒng)工作原理，得到仿真結(jié)果有助于他們花很短的時間就能在實驗室里建立完整的系統(tǒng)。即使實驗室里沒有相關硬件，也可以通過分析仿真結(jié)果鍛煉他們的能力。通過仿真還可鍛煉學生的創(chuàng)新能力，仿真模型的建立方法不止一種，不同人有不同的想法，要鼓勵學生以不同的角度思考問題。

3 結(jié)語

自動化專業(yè)學生實踐能力的培養(yǎng)很是關鍵，但實驗室里提供的條件一般有限，仿真分析是解決這個矛盾的較好方法。通過仿真軟件，學生能深入了解所學知識，真正鍛煉了動手能力和創(chuàng)新能力，并能激發(fā)學生學習積極性，為后面的學習生活打下了基礎；教師也能通過仿真模型和結(jié)果對學生進行正確評價，通過仿真―實踐的良性循環(huán)，可大大縮短學生理解知識，應用知識的時間，培養(yǎng)出對國家和社會有用的棟梁之才。

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