卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)下計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)改革與研究

趙君 劉睿丹

【摘要】自動(dòng)化專業(yè)是東北電力大學(xué)實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的重點(diǎn)學(xué)科，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是自動(dòng)化專業(yè)的重要專業(yè)課，突出實(shí)踐能力為導(dǎo)向，培養(yǎng)高級(jí)專業(yè)技術(shù)人才為目標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)和研究中積累知識(shí)、豐富經(jīng)驗(yàn)，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

【關(guān)鍵詞】卓越工程師 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 實(shí)踐教學(xué) 研究

【基金項(xiàng)目】東北電力大學(xué)校教改項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JG201310）。

【中圖分類號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2015）01-0241-01

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是列入中國高等教育發(fā)展的一個(gè)重要計(jì)劃。以實(shí)際工程為背景，以工程技術(shù)為主線，提高學(xué)生的工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力，培養(yǎng)造就適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國的戰(zhàn)略。學(xué)生在掌握控制理論工程應(yīng)用方面的基礎(chǔ)知識(shí)和工程方面的技術(shù)能力前提下，利用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)工程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，加強(qiáng)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的改革。培養(yǎng)學(xué)生的探索意識(shí)和科研能力，培養(yǎng)高質(zhì)量工程技術(shù)人才奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1-2]。

1.加大實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)，提高學(xué)生動(dòng)手能力

首先對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程學(xué)時(shí)進(jìn)行有針對(duì)性的調(diào)整，課程由原來的60學(xué)時(shí)增加到70學(xué)時(shí)（增加10學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)），從實(shí)踐能力培養(yǎng)入手，結(jié)合《檢測(cè)技術(shù)與儀表》、《過程控制系統(tǒng)》等相關(guān)專業(yè)課程，對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)和開發(fā)，結(jié)合工程實(shí)際和科研項(xiàng)目的引入，鍛煉學(xué)生的軟件編程和硬件電路設(shè)計(jì)能力，提高學(xué)生運(yùn)用已有的知識(shí)和能力，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

學(xué)校入選教育部第二批卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃高校，自動(dòng)化專業(yè)是東北電力大學(xué)實(shí)施“卓越計(jì)劃”的重點(diǎn)學(xué)科之一。為提高教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行深入地剖析，解決學(xué)生的認(rèn)知能力，提高學(xué)生的思維水平。注重科研成果與教學(xué)內(nèi)容緊密相連，把科技發(fā)展的最新動(dòng)態(tài)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)用介紹給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情。學(xué)生增長了工程實(shí)際方面知識(shí)，開闊了眼界。在理論分析和解決實(shí)際問題等方面均得到了提高[3]。

2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 建設(shè)高水平的師資隊(duì)伍

加強(qiáng)理論和實(shí)際的結(jié)合使教學(xué)和科研工作更加緊密。成立了以教授帶頭、副教授青年教師為主干的課程組，鼓勵(lì)中青年教師參加科研課題，將相關(guān)的科研成果與學(xué)生進(jìn)行交流、把國內(nèi)外發(fā)表的學(xué)術(shù)論文在學(xué)術(shù)活動(dòng)中進(jìn)行交流，這不僅有利于提高教師本身的理論水平和科研能力，同時(shí)又帶動(dòng)提高學(xué)生設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新性能力。

2.2 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法的改革

課程設(shè)計(jì)是教學(xué)計(jì)劃中進(jìn)行綜合訓(xùn)練的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)，學(xué)生在綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決本專業(yè)方向的實(shí)際問題方面得到系統(tǒng)性的訓(xùn)練。學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力如何已經(jīng)成為大學(xué)教育成功與否的重要評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)之一。要求大學(xué)生不僅要學(xué)習(xí)相關(guān)的學(xué)科知識(shí)，還要能夠?qū)⑵溥\(yùn)用于實(shí)踐中。對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法可以從“拿到題目” 到“進(jìn)行分析”再到“確定解決方案”最后到“具體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)”的整個(gè)過程進(jìn)行啟發(fā)指導(dǎo)，使學(xué)生掌握設(shè)計(jì)的基本思想。學(xué)生根據(jù)功能要求和性能指標(biāo)，對(duì)控制器進(jìn)行和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與校正，并通過MATLAB軟件進(jìn)行編程仿真驗(yàn)證控制策略的有效性[4]。從時(shí)域和頻域?qū)Ρ刃Ｕ昂笙到y(tǒng)的性能分析得出結(jié)論。

2.3 動(dòng)手能力提高帶來的科技活動(dòng)獎(jiǎng)項(xiàng)

在“以教師為主導(dǎo)，以學(xué)生為主體，以政策為導(dǎo)向”的指導(dǎo)思想下，成立了創(chuàng)新實(shí)踐基地，讓學(xué)生提前學(xué)習(xí)先進(jìn)控制算法，如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等用于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。組織學(xué)生開展了豐富的課外科技活動(dòng)。在教師的指導(dǎo)下，充分發(fā)揮學(xué)生們的創(chuàng)造力。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，參加全國西門子杯工業(yè)自動(dòng)化挑戰(zhàn)賽、參加全國挑戰(zhàn)杯科技作品大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽。在近幾年參加全國高校電子大賽及全省高校電子大賽中，不僅參賽隊(duì)逐年增加，在各項(xiàng)電子科技競(jìng)賽中取得了多項(xiàng)冠軍。

3.培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計(jì)能力

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的改進(jìn)

實(shí)踐教學(xué)是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程的重要組成部分。實(shí)踐教學(xué)是卓越工程師能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)采用啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，以突出能力目標(biāo)，以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目為載體，以實(shí)訓(xùn)為手段。我們?cè)鲈O(shè)了一些軟件仿真方向的綜合性、設(shè)計(jì)性、研究型的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如“汽溫控制系統(tǒng)”、“汽包水位控制系統(tǒng)”、“輸煤控制系統(tǒng)”、“鍋爐燃燒控制系統(tǒng)”。將生澀的理論問題結(jié)合實(shí)驗(yàn)課進(jìn)行講解，通過實(shí)驗(yàn)詮釋，加深學(xué)生對(duì)理論概念的理解[5]。

3.2 實(shí)驗(yàn)方法的改革

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程具有理論性強(qiáng)和工程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)。把復(fù)雜的綜合問題拆分成簡單的多級(jí)交互式簡單問題，解決了多年來計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程某些概念難懂的問題[6]。以計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)為依托，學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求、原則與步驟，設(shè)計(jì)出計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的實(shí)例。通過形式多樣的實(shí)踐環(huán)節(jié)，活躍學(xué)生的學(xué)術(shù)思想，為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

4.結(jié)束語

計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程更新快、實(shí)踐性強(qiáng)，在卓越工程師能力培養(yǎng)改革中我們?nèi)〉昧艘恍┏煽?。?shí)踐教學(xué)突出學(xué)生實(shí)踐能力為根本，有高水平的師資隊(duì)伍和創(chuàng)新實(shí)踐基地為培養(yǎng)高水平人才作保證。是會(huì)完成教改項(xiàng)目各項(xiàng)目標(biāo)。同時(shí)為我們特色專業(yè)建設(shè)提供了有益的探索。今后在教學(xué)與實(shí)踐中進(jìn)一步探索和完善課程的授課模式、豐富理論授課內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)讓學(xué)生得到更多的鍛煉。為培養(yǎng)合格的高素質(zhì)的卓越工程師奠定基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]史冬琳，侯一民等.卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)下計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)課程的改革與實(shí)踐[J].東北電力大學(xué)學(xué)報(bào).2013，33（7）：15-18

[2]張安富，劉興鳳.實(shí)施“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.

[3]李祥飛，張昌凡.“計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)”課程教學(xué)方法探討[J].中國電力教育，2010，（12）：85-86.

[4]趙君，史冬琳.基于設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的卓越工程師能力培養(yǎng)教學(xué)改革與研究[J].中國電力教育，2014，（6）：30-31.

[5]溫淑惠.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革初探[J].教學(xué)研究，2010，33（6）：59-61，85.

[6]馬常旺，林衛(wèi)星，謝建軍，等.計(jì)算機(jī)控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)課的改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2004，21（2）：125-128，238.