以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)的《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程改革探討

曹美媛，周 瑩，覃 鳳，谷紅霞

（廣東理工學(xué)院，肇慶 526100）

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)興起并逐漸應(yīng)用于制造業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等各個行業(yè)與人們的日常生活中。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是整個物聯(lián)網(wǎng)中不可缺少的一部分，對于未來智能化、自動化和便攜化的技術(shù)發(fā)展起著關(guān)鍵作用。在這樣的發(fā)展背景下，對從業(yè)人員的要求更高，從而對高校人才的培養(yǎng)要求更高，特別是應(yīng)用型人才。要求從業(yè)人員不僅能根據(jù)應(yīng)用需求選擇相應(yīng)的硬件，包括計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和接口通道，還要整合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中各個模塊，包括被控對象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感元件和數(shù)據(jù)接口等等，并在此基礎(chǔ)之上，搭建起完整計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，然后通過軟件驅(qū)動系統(tǒng)?！队?jì)算機(jī)控制技術(shù)》是電氣工程類、信息工程類和自動化專業(yè)中一門非常重要的課程。該門課程的理論艱深、實(shí)踐復(fù)雜，要求學(xué)生不僅具有較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，更加需要學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用場景，進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，解決實(shí)際的應(yīng)用問題，更有甚者，具有一定的創(chuàng)新能力。然而，傳統(tǒng)的《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程教育模式下，課堂教學(xué)側(cè)重于理論的分析與公式的推導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用有一定差距，并且學(xué)生學(xué)習(xí)成果評價過于傾向于理論知識考查，沒有考慮學(xué)會的綜合能力。

目前許多技術(shù)企業(yè)內(nèi)，高端人才充足，基礎(chǔ)工人眾多，但是具有一定技術(shù)基礎(chǔ)與管理能力的中層人才卻非常短缺。針對這類“應(yīng)用型”人才的斷層，分析了該門課程的實(shí)踐性強(qiáng)特性和日常教學(xué)中所存在的一些問題，并結(jié)合企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中對于人才的要求，從理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和評價方式等方面，提出一種《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程改革的方案。

1 《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程教學(xué)中遇到的問題

1.1 理論教學(xué)

《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》這門課程的理論知識涵蓋范圍廣，所需理論基礎(chǔ)知識深，尤其對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高。但實(shí)際情況是，大多數(shù)的學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)差，知識講解過程中，因基礎(chǔ)差造成學(xué)習(xí)困難，形成心理上的厭煩。而學(xué)習(xí)困難和心理上的厭煩又會導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果下降。基于這樣的惡性循環(huán)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性一落千丈。當(dāng)然，根本原因還是在于學(xué)生基礎(chǔ)問題，教師要盡可能使用不同方法來對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，給予其解決問題的動力。除此之外，智能手機(jī)也是課堂教學(xué)的一大挑戰(zhàn)，學(xué)生會將時間精力投入到手機(jī)中，而忽略掉課堂教學(xué)。反之，智能手機(jī)也可以讓學(xué)生迅速鏈接到海量的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，擴(kuò)寬學(xué)生視野，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)。如何利用好高新科技，將其應(yīng)用于教學(xué)之中，也是教室工作的一大挑戰(zhàn)。

1.2 實(shí)踐教學(xué)

目前，大多數(shù)的實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容是脫節(jié)于企業(yè)生產(chǎn)，學(xué)生去到企業(yè)實(shí)習(xí)，將要面對的技術(shù)是遠(yuǎn)超于教學(xué)內(nèi)容的。落后的教學(xué)內(nèi)容與先進(jìn)的生產(chǎn)力之間的矛盾，會給學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量與效果造成阻礙。這也導(dǎo)致學(xué)生在進(jìn)入企業(yè)后，甚至進(jìn)入企業(yè)前，要到學(xué)校之外學(xué)習(xí)最新的技術(shù)，付出額外的努力。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生只是淺層的了解一些電子元件、硬件連接，并編寫一些較為簡單的程序，并不能深層次地了解到整個系統(tǒng)的架構(gòu)與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。一個完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的項(xiàng)目，包括需求分析、硬件選擇和搭建、功能模塊設(shè)計(jì)和軟件編寫等等過程，但在實(shí)踐課程中并不涉及。

1.3 評價體系

現(xiàn)有的《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》的評價體系包括理論與實(shí)踐兩部分，并且基本是以理論考試成績?yōu)橹?，?shí)踐成績?yōu)檩o。評價體系是對于課程目標(biāo)最為直接的體現(xiàn)方式，這反映出這門課程仍然認(rèn)為理論知識的學(xué)習(xí)是主要的，實(shí)踐學(xué)習(xí)是次要的。這與企業(yè)對人才的需求背道而馳，企業(yè)中需要的人才要么是具有較強(qiáng)的項(xiàng)目管理能力，要么就有較強(qiáng)的技術(shù)解決能力，當(dāng)兩者兼有之最好，但這種人才較為稀少。對于教學(xué)者來說，盡可能培養(yǎng)具有某些特長的人才，較為明智。故而，評價體系應(yīng)做適當(dāng)修正，給予學(xué)生學(xué)習(xí)一個明確的目標(biāo)。

2 《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程改革方案探討

2.1 在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)

針對學(xué)生學(xué)習(xí)理論知識時，基礎(chǔ)較差，學(xué)習(xí)主動性下降的問題，提出“在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)”的課程改革嘗試。傳統(tǒng)教學(xué)中以“學(xué)以致用”為主，先向?qū)W生輸入知識，然后學(xué)生在輸出成果。這種方式會導(dǎo)致學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)理論知識，產(chǎn)生較深的枯燥感和無意義感?！霸陧?xiàng)目中學(xué)習(xí)”是將“學(xué)以致用”轉(zhuǎn)化為“用以致學(xué)”。給學(xué)生一個明確的項(xiàng)目，將項(xiàng)目分解成一個個的小問題組，每一次課程要求學(xué)生解決一個小問題組。這就要求學(xué)生每次上課必須要輸出，為了輸出解決方案，學(xué)生就必須要輸入知識。帶著問題去學(xué)習(xí)，具有明確的目標(biāo)感，能夠提高學(xué)生的主觀能動性與學(xué)習(xí)效率。在尋找答案的過程，就可以利用到智能手機(jī)，搜集海量的優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源，將手機(jī)轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)助力。當(dāng)然，其中教師的作用不可忽視，適時的引導(dǎo)、講解與總結(jié)是必不可少的。

2.2 基于Android的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)

鑒于，現(xiàn)有實(shí)踐項(xiàng)目脫離于現(xiàn)有生產(chǎn)實(shí)際，故選用“基于Android的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)”作為實(shí)踐項(xiàng)目。智能化是未來發(fā)展最為重要的方向之一，家居系統(tǒng)的控制也是延伸與已有實(shí)踐項(xiàng)目，該項(xiàng)目既與實(shí)際生產(chǎn)連接，也能夠充分用到本門課程所學(xué)的知識。本項(xiàng)以ARM為控制中心搭建了一個家居控制系統(tǒng)，單個家電設(shè)備作為系統(tǒng)中單個節(jié)點(diǎn)，使用STM32作為通信設(shè)備，以射頻的方式進(jìn)行通信。整個家居控制系統(tǒng)處于同一網(wǎng)絡(luò)下，方便數(shù)據(jù)傳輸。而在移動控制端，利用Java語言編寫控制APP，連接移動口中那個會端與被控端，構(gòu)建完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。

教學(xué)中按照企業(yè)當(dāng)中資料收集、假設(shè)、實(shí)踐和驗(yàn)證的方式，讓學(xué)生分組成立相應(yīng)的項(xiàng)目組，分步完成項(xiàng)目。首先是相關(guān)資料的搜集，根據(jù)搜集的資料，提出自己的設(shè)計(jì)方案。然后，通過實(shí)際的操作來驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案，不斷反復(fù)，紙質(zhì)完成項(xiàng)目。最后，反思總結(jié)整個項(xiàng)目過程中，遇到的問題，犯的錯誤，形成自己的設(shè)計(jì)流程。教師過程中，充當(dāng)引導(dǎo)者的角色，在學(xué)生遇到障礙時，適時給出幫助。

2.3 綜合評價體系構(gòu)建

基于企業(yè)對于具有技術(shù)能力與管理能力的綜合要求，故嘗試將評價體系分為兩個主要方向：理論知識與實(shí)踐能力。其中，實(shí)踐能力包括兩個方面：技術(shù)能力和項(xiàng)目管理能力。實(shí)踐過程中，將學(xué)生分為不同組別，一個組別代表一個團(tuán)隊(duì)，每個團(tuán)隊(duì)自己命名。將項(xiàng)目分解形成進(jìn)度表，每一個進(jìn)度階段中，每一個團(tuán)隊(duì)須有一名學(xué)生作為隊(duì)長，每名學(xué)會都必須擔(dān)任隊(duì)長。隊(duì)長負(fù)責(zé)對該進(jìn)度的完成情況負(fù)全責(zé)，并且每個進(jìn)度階段結(jié)束，隊(duì)長需上臺做簡報(bào)。每個進(jìn)度階段以每隊(duì)完成度與質(zhì)量評價其技術(shù)能力，以隊(duì)員的打分來評價隊(duì)長的管理能力。

3 結(jié)束語

對于《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》課程這樣的改革嘗試，既是一種挑戰(zhàn)，也是一種機(jī)遇。該課程改革方案在試推行的過程中，開始并不受到學(xué)生的歡迎，因?yàn)檫@種改革方案，使得學(xué)生沒有辦法繼續(xù)之前舒適的上課方式，使得他們必須提高思考量，投入更多的精力。但是在有一定成果出來后，學(xué)生發(fā)生一些轉(zhuǎn)變，學(xué)習(xí)的主動性提高了，學(xué)習(xí)效果有較為明顯的提升。雖然這樣一種嘗試，并不能說明這樣的課程改革方案能夠長遠(yuǎn)起到作用，但也為提高教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果提供了一定的參考。