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兴趣导向的“微机原理与控制技术”课程教学改革探讨 卢晓红，王福吉，陈星 (大连理工大学 机械工程学院，辽宁 大连 116024) 摘要：针对通过学生调查问卷发现现有的“微机原理与控制技术”课程存在教学内容庞杂，知识内容理论性过强，实践性不够，学生对重点和脉络难以把握，以死记硬背为主等问题，通过改革课程知识体系，改良教学内容，采用兴趣导向的启发式教学方法，完善配套的实验，切实提高该课程教学的灵活性和开放性,调动学生的主观能动性，激发学生学习微机原理与控制技术的热情，提高学生的微机控制工程实践意识和动手组装简单微机控制系统的能力。 关键词：微机原理与控制技术，工程实践教学，兴趣导向，启发式教学 微机原理与控制技术课程是为满足计算机应用领域对计算机应用人才的需要而设置的，属于计算机科学与技术专业本科阶段的专业必修课程，也是相关工程类专业学生的一门重要课程[1]。该课程在我校机械设计及自动化专业。”Big Dog”机器人视频,告诉学生该机器人涉及的微机控制相关技术；通过讲解NI公司的“铅笔自动分拣”视频案例，让学生对于检测环节、控制环节有直观的认识；另外一个“电锯紧急制动”视频案例也生动形象地凸显了微机控制的重要性。第一堂课，就让学生看到该课程涉及到的技术的应用前景, 体会到在应用该课程的知识解决具体工程术问题的乐趣, 进而提高学生的学习兴趣、积极性和学习质量。 （2）教学体系改革 为了提高教学内容的系统性，在该课程之前要求学生先修“计算机基础”、“自动控制原理”、“模拟电路”、“数字电路”及“传感器技术与应用”等[2]。“微机原理与控制技术”的开设时间在上述课程之后，这样，课程理论讲解过程涉及到数制、拉式变化、电路相关内容学生已经比较熟悉，讲解可以侧重于离散化控制系统的相关理论如Z变换、数字控制器的模拟化设计与数字控制器的直接设计上，注重理论授课过程与教学案例的结合，缩减纯理论授课时间，实现与传感技术、自动控制、模拟电路和数字电路等课程内容的结合。该课程可以为后续“单片机原理与应用”奠定基础。配合该课程的理论教学，开设微机接口应用试验、步进电机实验、温度测控试验及工程训练内容，达到理论知识的灵活运用，巩固教学成果。 （2）教学内容改革 “微机原理与自动控制技术”课程的任务是使学生在掌握微机原理的基础上，对以前所学电类课程知识有更深入理解和综合运用能力，并对微机系统及其控制应用有足够的理解，为学生建立机电结合的知识结构奠定基础。具体教学内容安排如下： ①微机原理与接口技术。该部分教学内容安排如下：微型计算机的基本结构及工作原理；半导体存储器的特点、分类及应用；可编程并行接口8255的功能与接口方法；可编程串行接口8251；可编程定时器/计数器接口8253；可编程中断控制器接口8259的功能及与8086/8088微处理器的中断配合应用等知识简单掌握；重点掌握A/D和D/A接口的程序控制；输入输出接口与过程通道的功能及主要分类；典型电路的使用；常用抗干扰技术的原理与应用；常用传感器工作原理及测量数据预处理技术。 ②数字程序控制和数字控制器的设计。首先以典型的矩阵式顺序控制器、继电接触控制、可编程序控制器及微型计算机顺序控制器为例讲述顺序控制；然后介绍数字程序控制原理；接下来讲述数字控制器的模拟化设计和离散化设计。 重点讲述PID控制器，包括PID控制器的控制算法、数字PID控制器的改进、PID控制器的参数整定等。最后，简单讲述工程中会遇到的最少拍控制、纯滞后控制、串级控制、前馈控制及解耦控制等。 ③计算机控制系统的工程实现。在计算机控制系统的工程实现中，摒弃原有的晦涩难懂，应用性不强的汇编语言程序设计，学生可以利用已学的《C语言》来实现汇编语言同样的功能。该部分授课以案例教学为主，讲解城市交通管理控制系统分析与设计，该案例让学生模拟实现；啤酒发酵过程计算机控制系统，重点让学生了解传感器、执行器的等元器件的选型、控制算法的设计，系统接口电路的制作、硬件设计和软件设计；结合实际课题，讲解本人团队所研发的微型铣床的控制系统，带学生现场参观。通过这部分的学习，让大家知道该课程的工程实际用途。 ④增加实践教学环节 可以把“微机原理与控制技术”的实践教学分成实验教学和工程实训教学两个主要的环节。实验教学训练学生的创造力。设计一个基于微机的具有A/D 和D/A 功能的信号测控装置[3]。要求该信号测控装置能够接入典型传感器、变送器信号，同时可输出标准电压/电流信号。并满足抗干扰、通用性、安全性、性价比等原则性要求。工程实训教学依托工程训练中心和本人所在的科研实验室，让学生自主完成一个计算机控制系统的分析、设计、安装和调试。 2、提升实践能力的启发式教学方法研究。 丰富课堂教学手段，梳理日常教学脉络，完善教学日历。探索一套与课程体系、内容和结构相辅相成的