以应用型人才培养的计算机控制技术课程教学改革 教育资料.pdfVIP

以应用型人才培养的计算机控制技术课程教学改

革

一、引言

计算机控制技术是结合自动控制技术、计算机技术、自动检测

和传感技术、微电子等技术逐步发展起来的。随着该技术的发展

和普及，控制系统趋向于利用计算机进行控制。计算机控制技术

课程是自动化专业普遍开设的一门重要的专业课。自动化专业的

学生或从事该专业的工程技术人员需要掌握分析设计与实现计

算机控制系统的方法，并能完成控制系统的软件开发、系统安装

与调试等[1]。上海电机学院定位为技术应用型本科教育，为了

满足本校自动化专业培养人才的要求，在分析了该课程的实践性

强的特点以及教学过程中存在的某些问题，从理论教学、实践教

学及考核方式等方面进行了教学改革。

二、课程特点及课程教学中存在的问题

计算机控制技术课程安排在第6学期开设，该课程内容既是这

些专业的学生毕业设计中要大量运用的，更是学生毕业后从事自

动控制系统、智能仪器仪表和机电一体化产品的设计与运行中要

长期应用的。在学完本课程后，学生应能根据不同的应用对象，

运用离散控制理论，设计符合要求的计算机控制系统。由于该课

程涉及的知识面和基础理论较广，具有较强的实践性，与专业课

密切相关等特点。在授课中，教师应把有关课程的相关内容融合

形成系处理好与先修课程和后续专业课程的关系，到该课程中，

统的课程知识体系。

现有的“计算机控制技术”教材种类繁多，就涉及的内容而言，

有的偏重于理论分析，有的以单片机为基础，介绍系统的硬件组

成和应用软件开发[2]。受课时限制，学生很难全面掌握主要内

容，制约了其提高自身应用该课程知识，完成系统的设计分析与

安装调试能力。因此，学生在遇到实际问题时，由于缺乏面向工

程实际经验，不能从问题本身分析，难以运用综合知识解决问题。

这不符合我校应用型本科人才的培养目标。因此我们对该课程内

容进行了一些研究与探讨。

三、课程教学改革的思路及对策

1.理论教学改革。（1）正确定位教学目标，优化教学内容。在

课程内容设置上应以计算机在控制系统过程中涉及到的技术问

题为主，突出实践性。计算机控制系统是一种建立在一整套完整

的控制理论基础上的自动控制系统。在确定课程内容时需要考虑

理论知识和深度，处理好计算机控制系统的理论知识与应用技术

的关系。教师可以尝试选择一两个完整的应用实例，贯穿在整个

教学过程中，让学生在开始阶段就对实际的计算机控制系统有感

性认识，例如，一种计算机温度控制系统，学生学完第一章对这

个系统进行定性分析，使学生对温度控制系统中各组成部分的作

用以及系统的工作原理有初步的了解。学完离散控制系统的数学

模型理论内容后，学生能够建立温度控制系统的数学模型；在学

生能够利用常用的控制算法或改学完控制算法和控制方法后，

进控制算法，实现对系统的设计和控制，并能借助于Matlab仿

真工具进行建模与仿真；学生在学完计算机控制系统的相关内容

后学生可以在实验室实现所设计的温度控制系统。学生在学习该

课程的整个过程中，借助于一些应用实例逐步把理论知识转化为

实际的系统，提高自己的系统设计与调试能力。（2）改进教学方

法，建立以学生为中心的学习模式。启发式、互动式的教学方法

易于激发学生听课的热情和积极性，达到加深理解的效果。在教

学过程中应注重设计出启发学生思维的问题，尊重学生的主体地

位。从工程实际中提出问题或从已有问题中提出新问题容易调动

学生的学习积极性，满足学生解决实际问题的好奇心。教师应事

先精心研究和设计在授课过程时何时提问，提什么问题。要能根

据提出的问题启发学生进行问题分析与讨论，达到解决问题的目

的[3]。（3）充分利用现代教育手段。灵活运用传统的黑板教学

方法与多媒体等现代化手段，使教学内容易于理解，形象直观地

呈现给学生。把自动化监控系统在工业生产现场的视频材料作为

教学录像，使学生对计算机监控系统有初步的了解，并让学生感

受理论知识的实际运用，扩大知识面。还可以采用Matlab等仿

真软件设计一些算法、进行系统建模，增强学生解决实际工程问

题的能力。例如，在讲授计算机控制规律如PID数字控制等理论

性较强的内容时引入Matlab/Simulink仿真工具，可以把难以理

解的理论知识通过仿真模型以图形化的方式向同学演示，从而工

具建立系统Matlab/Simulink学生可以利用增加教学信息量。．

的数学模型，并进行仿真调试与结