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“控制系统CAD及仿真”课程教学改革探讨

摘要:为了进一步提高自动化本科学生的系统设计及应用能力,提

高教学质量效果,结合作者的教学实践经验,从课程的教学目的,面临

问题,教学实验以及课程考核方式等方面对“控制系统计算机仿真”课

程进行探讨。

关键词:控制系统仿真教学改革

1课程教学目的

“控制系统CAD及仿真”课程是电气与电子工程系自动化专业方

向的一门专业选修课,课程主要通过Matlab仿真软件的学习,对控制系

统设计进行分析和仿真,为系统工程实现打好理论坚实基础。

本课程将向学生传授“仿真技术”这一利器,并要使学生清楚:随着

新技术的不断发展,将会不断地产生更有效、更实用的“仿真工具”,应

该不断地学习与掌握之,以使自己能够“与时俱进”。为学生讲明“仿真

技术”中所涉及的基本原理、基本概念与基本方法,因为它是能够有效

运用“仿真工具”的理论基础。为学生提出一些“生动有趣、启迪思想”

的工程实际问题,努力创造一个“自由畅想、激发创造”的空间,以使大

家从中体会到:“仿真技术”是学习、科研以及生活中不可缺少的“有力

工具”。

2课程教学面临问题

仿真技术对于自动化工程技术人员来说意义重大,如何将这种前

沿技术引入仿真技术类课程的教学中来,并提高学生的学习兴趣,激发

学生的创造意识,开阔他们的思维视野,是本课程面临的重要问题之

一。

2.1教学方式的多样性问题

与“电路理论”等理论性专业基础课有所不同,计算机的飞速发展、

新的仿真技术不断出现,要求“仿真技术”类课程的教学方式应该与时

俱进。目前,大多数院校都具备多媒体教学条件,应该改进传统的教学

模式,充分利用多媒体教学条件,应用现代化的教学手段,加深学生对

问题的理解,反映必威体育精装版的技术,从而达到教学效果的目的。可以结合仿

真实例,以动画、视频及软件演示的方式,让学生获取知识的方式更加

直观和生动。

2.2能力的培养与训练

仿真技术类课程应该将能力培养放在第一位,学生掌握基本原

理、概念和方法是最低层次,这些在前面的专业基础课里面都应该已

经掌握,仿真类课程不是对这些知识的复习;应该充分利用仿真工具,

使学生加深理解所学课程与知识内容,培养学生独立分析和解决问题

的能力,激发学生的创造意识,训练学生的思维方法,是仿真技术类课

程教学所面临的深层次问题。

3教学实验改革

该课程目的和性质决定,学生需要有较多的实践动手机会,所以在

新的课程体系中,实验学时由原来的8学时增至18学时,进一步补充综

合设计性实验,并且及时更新实验内容。

3.1结合实验教学情况,完成实验教学内容的改革

原有实验教学大纲相对比较落后,偏重于基础操作和验证性,而所

选用的教材《控制系统数字仿真与CAD》(张晓华编写)从例题到课后

习题提供了大量的结合工程的实际问题,如一阶直线倒立摆小车位置

伺服控制问题、水箱液位控制问题、龙门起重机重物防摆伺服控制问

题、燃煤热水锅炉水温控制问题等。选取两到三个题目作为实验的新

内容,通过对这些问题的分析、设计与仿真实验研究,有助于提高学生

独立分析与解决问题的能力,同时为毕业生毕业设计的选题打下基

础。

3.2重视实验报告的撰写,实现学生综合实践能力的评价

每次实验结束,要求认真完成实验报告,通过报告的质量给予学生

能力的评价。为了培养学生独立分析解决问题的能力,提前把实验内

容通知给学生,学生在上机前做好预习,提前查阅相关资料,实验过程

中要求每人一台计算机。实验结束后认真整理实验报告,实验结果采

用打印出来,并且将仿真文件发到电子邮箱里面,不得有复制现象,发

现同时打回重做。实验要求有详细的结果分析,结合自己上机过程中

遇到的问题进行分析。实验成绩作为同学们平时成绩的重要一部分,

约占平时成绩的60%。

4课程考核方式改革

本课程总学时36学时,其中上机实践为18学时。本课程内容综

合设计性较强,对理论和实践要求都比较高。特别是综合性实验对同

学们的要求比较高,一般上课安排的实验学时明显不够,需要同学们在

下面自己上机练习。

4.1考核方式

鉴于课程的实践性及应用性比较强的特点,课程结业考核评定以

撰写“课程报告”的形式进行,其重在培养学生自主学习能力与独立思

考能力,检查学生综合运用所学知