《内部控制》课程

《内部控制》课程（共12篇）

《内部控制》课程 篇1

一、引言

“自动控制原理”是高校自动化专业的专业课。此外, “自动控制原理”还是电气专业、能源动力专业、机械专业的专业基础课。它是学习“现代控制理论”“过程控制”等本科后续课程的基础, 也是学习“线性系统理论”“自适应控制”等研究生课程的基础, 还是工业过程控制与优化设计的理论依据[1,2]。

“自动控制原理”课程理论性强, 学习难度较大。早在笔者就读本科的时候, 就发现了这门课程并不像有些专业课那样容易临时突击掌握。上课出勤率较低的同学几乎无一例外地未通过;即使上课出勤但是未认真学习者亦有挂科现象。笔者的同学之间也就这个问题进行了讨论, 大家的猜测是此门课程重在控制思维的形成, 如果没有跟上老师的思维, 无法形成控制思维, 就无法学好此门课程。

及至笔者为人师, 为学生讲授这门课程的时候, 才慢慢理解为何控制思想难以形成。对于大三的学生, 如果没有课程的熏陶, 很难想象反馈控制的必要性, 也很难理解所谓的动态及稳态, 更不用提频域稳定判据。所以说此门课程的掌握, 需要老师和学生共同努力, 建立控制的体系架构, 掌握控制系统分析和设计的方法。

二、课程教学计划及实施情况

不同学校对于“自动控制原理”课程有着不同的教学计划, 主要分成三种情况:64学时、48学时以及32学时。对于自动化专业的学生, 安排64学时的教学计划的高校较多。中国石油大学 (北京) 自动化系亦为自动化专业的学生安排了64学时的课程, 其中包括8小时的上机实验课程。

“自动控制原理”课程包括控制系统的一般概念、控制系统的数学模型的建立、控制系统的时域分析、根轨迹法、控制系统的频域分析, 以及线性系统的校正方法。这六部分分配的授课学时大致为4、10、10、10、14、8。一个学期课程讲授下来, 经常是到了第六章的时候学时不够匆匆收尾。事实上, 在初始安排的时候对第六章就只安排了8学时, 这对于学生掌握线性系统的校正方法是远远不够的。所以授课老师只能侧重学生的控制思维培养, 对所讲授内容有选择地精讲, 对部分内容采用抛砖引玉的方式进行讲解。

在“自动控制原理”的教学过程中, 对于枯燥的理论、难以理解的控制思想和方法, 教师为了保证学生的出勤率必须采用传统教学方法和现代教学方法结合的方法。

三、理论和实践的有机结合

1. Motivation的重要性

笔者认为, 中文教材和英文教材最大的区别就在于motivation, 即动机。英文教材讲述一个复杂的理论时, 大部分时候都通过一个简单的例子引入。例如, 介绍控制系统的稳定性时, 教材“Modern Control Systems”[1]通过描述1940年通车的塔科马海峡大桥在微风的干扰下被摧毁, 告诉读者什么是稳定性, 让读者有一个直观的印象。

“自动控制原理”课程的理论很大一部分抽象难懂, 且此课程与工程密切相关。有不少工程技术人员为了弄明白PID控制规则的参数调节规律专门来旁听此课程。因此, 在讲授此课程的时候, 教师最好对所授理论的工程背景有着深入的了解, 上课过程中通过相关的工程案例介绍引起学生的兴趣, 并让学生在兴趣中逐渐形成控制的思维。

2. 研讨课的必要性

传统的教学方式是教师在讲台授课, 无论是板书亦或是PPT。这样经常出现的情形是教师在讲台讲得唾沫横飞, 学生在下面睡得天昏地暗。何不借鉴研究生研讨课程的经验?让学生主动参与课程的进度。例如在讲授第一章“控制系统的基本概念”的时候, 笔者曾经让学生分组课后查找控制系统的实例, 对所查找的控制系统的开环和闭环特性、正反馈或负反馈、控制目标、控制手段、控制变量、被控变量有一个感性的认识。然后, 利用2学时, 让每组学生演示自己的例子, 给其他学生讲授。这样要比教师一个人苦口婆心地授课效果好多了。当然了, 这样做的前提是要积极调动学生的积极性, 认真准备这次演示。

3. 辅助支撑实验

通过上机实验、课堂上的例子演示, 学生可能对控制系统有一个感性认识。但是这样建立的认识有限。现代社会瞬息万变, 学生可能对手机里某个游戏的感兴趣程度远远大于所谓的控制理论。这时我们需要探讨如何将现代科技, 如app, 游戏, 与传统控制理论结合起来。

如果条件允许, 例如所在高校和控制相关的公司有着密切联系, 可以安排学生参观, 体会控制思想在现代科技中的广泛应用。高校学生不同于中学生, 他们没有升学的压力, 因此学习的动力没有中学生足。我们所能做的就是引导他们进入控制的世界, 依靠他们自己的兴趣探索这个未知的世界, 当然对我们老师来说也是一个未知的世界。

此外, 学校的实验室如果有条件可以安排与“自动控制原理”课程相关的实验, 让学生在实验室里通过简单的动手实验感受控制思想的博大精深。由于“自动控制原理”的学时不多, 所以这样的实验安排可能要另外安排学时。

四、合理安排作业与习题课

要想掌握枯燥高深的理论, 考试时保证大部分人过关, 做题是必不可少的一步。但是大学生活不似高中生活, 过多的习题会让学生回忆起高中的题海战术, 心生反感。因此作业的安排要挑选有代表性的习题, 贵在精而不在多。此外, 大作业 (project) 是必不可少的一步, 不但可以锻炼学生编程的能力, 而且能够锻炼学生分析问题、解决问题的能力。

MATLAB是广泛应用于工程的一种科学计算语言。“自动控制原理”课程亦安排了上机课程学习应用MATLAB语言。事实上, MATLAB的应用贯穿于平时作业、大作业。平时作业完全可以利用MATLAB验证计算结果, 大作业可以利用MATLAB语言进行编程, 比C语言编程简单方便得多。教师可以合理安排作业, 使得学生在掌握控制理论, 形成控制思维的同时, 能够掌握和运用MATLAB语言, 为今后的工作和科研打下基础。

“自动控制原理”课程安排习题课不仅可以巩固和强化理论知识系统, 更重要的是可以提高学生的学习兴趣, 增进学生对科学的研发激情和创新能力。文献[3]就对习题课进行了有益的尝试:先将习题课内容提前公布出来, 并不要求学生做, 然后下一次课讲授习题的完整解题过程, 课后还会在网上予以公示, 这样可以确保每位学生跟进。讲完之后再让学生表示不同的想法, 并进行总结。习题讲完以后, 直接让学生进行课内练习, 进行延伸, 让学生及时消化吸收。也可以安排课程助教完成这些工作, 助教和学生的交流有的时候可能比老师更为容易。

五、教材的选择

说到教材的选择, 笔者甚为头痛。早在笔者就读本科的时候就发现老师所讲授的教材难懂。那时候笔者自己选择了一本课后读物进行补充阅读。当笔者走上讲台时, 发现系里选定的教材, 就是当年的课后读物, 而里面部分细节有错误。如果学生是深究型学生, 这部分细节虽然少, 但是可能会对学生造成不小的误导。国内亦有教材经得起推敲, 但是对于非顶尖高校的学生, 这样的教材偏难。

解决的方法, 一是选择经久不衰的外文原版教材;一是自己编写适合本校学生的教材。这两种方法的实施都有一定的难度。选择外文教材会担心学生的英语程度难以接受, 这样从另一个角度增加了课程的难度;自己编写教材要想比肩现有教材, 没有数十年的努力难以实现。笔者认为现在可行的做法是选择一部分学生试点, 进行英文授课。教师在教授的过程中逐渐形成自己的讲义。假以时日, 再将此讲义进行整理、改进, 以适用后来的学生。当然, 本科生一部分课程选择英文授课也是大势所趋。据笔者所知, 台湾的不少大学的“自动控制原理”就是选择英文授课。而大陆的顶尖学府“自动控制原理”课程仍然是中文授课。对于日后从事研究的学生, 在本科的时候就掌握了如何用英文描述控制理论还是大有益处的。笔者有幸在本科阶段接触了“电路原理”的英文授课, 后来事实证明, 虽然英文原版书籍简单易懂, 但是学生在后来碰到复杂的电路问题时并没有惧怕, 反而很快入境。当然这也和笔者本科阶段的“电路原理”老师的优秀密切相关。

结语

综上所述, 通过“自动控制原理”课程形成控制思维需要教师和学生的共同努力。教师有技巧地教学, 学生努力地学习, 缺一不可。教师评估也许要更进一步地向教学倾斜, 学生评估也许要慢慢实行“宽进严出”, 设定合理的设定值, 这样我们才能调整控制策略不断接近这个合理的设定值。

摘要：本文探讨了如何通过“自动控制原理”课程形成控制思维。通过分析“自动控制原理”课程的教学现状, 结合传统方法和现代教学方法, 提出了理论和实践相结合、合理安排作业和习题课、选择合适的教材提高教学效果的方法, 以培养学生的控制思维。

关键词：自动控制原理,控制思维

参考文献

[1]Richard C.Dorf, Robert H.Bishop.Modern Control System (12th Edition) [M].Prentice Hall, 2013.

[2]田作华, 陈学中, 翁正新.工程控制基础[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[3]范兴刚, 徐新黎, 王万良.“自动控制原理”国家精品资源共享课程建设[J].电气电子教学学报, 2014, 36 (2) :17-18, 26.

《内部控制》课程 篇2

课程名称（英文）：Course Design of Water Pollution Control 学

分：2.5 总 学 时：2.5周

适用对象：环境工程专业

一、课程设计教学目的

本课程是《水污染控制工程》课程的实践环节，通过课程设计加深学生对有关废水处理理论的理解，使学生掌握文献和设计资料使用方法，掌握水处理工艺选择、工艺计算的方法，掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法，掌握有关工程设计文件的编写方法，培养学生具备一定的工程制图和设计能力。

二、课程设计基本要求 掌握工程设计的设计步骤、方案选择方法； 2 了解废水处理工程设计的特点和原则； 熟悉使用国家相关的法律法规、标准规范、设计手册的方法； 4 掌握主要处理构筑物和设备的设计方法； 掌握平面布置图、高程图及主要构筑物的绘制方法。6 掌握有关工程设计说文件的编写方法；

三、课程设计内容及时间安排

（一）课程设计内容 1 设计要求

（1）根据提供的原始设计资料和设计要求，查阅相关文献资料，确定废水处理工艺流程；（2）对各构筑物和设备进行工艺计算；

（3）对废水处理站的定型设备进行设计和选型；（4）编制设计说明书。

（5）绘制废水处理站的平面布置图、高程图；（6）绘制主要构筑物和设备工艺图。2 提交成果

（1）设计说明书1份；（2）平面布置图1张；

（3）废水处理站高程图1张；

（4）废水处理构筑物和设备2-3张。

（二）课程设计时间安排 设计动员，发放设计任务书（0.5天）； 2 课程讲授（1天）； 查阅资料、拟定设计程序和进度计划（0.5天）； 4 方案设计、设计计算、编制设计说明书（7天）； 5 设计图纸绘制（9天）。

四、考核方法及成绩评定

考核的内容包括：设计说明书和图纸的质量；完成题目的难度；独立完成设计情况；答辩情况。成绩采取审定与答辩相结合的方式进行评价，按五级积分制（优、良、中、及格、不及格）评定。

五、教材及参考文献

教 材

﹒1﹒ 《环境工程设计》郝瑞霞编著 河北科技大学出版社 《水污染控制工程课程设计设计指导说明书》 参考资料

《排水工程》下册（第四版）张自杰编著 中国建筑工业出版社 《污水处理新工艺与设计计算实例》 孙力平编著 科学出版社

《三废处理工程技术手册》（废水卷）北京市环境保护科学研究院主编 化学工业出版 《废水处理理论与设计》 张自杰编著 高等教育出版社

《给水排水工程快速设计手册》

六、其他要求 设计说明书编写规范； 2 图纸按照规范绘制。

﹒2﹒ 严煦世编著 中国建筑工业出版社

大纲制定：郭建博

大纲审定：李再兴

《内部控制》课程 篇3

关键词：电气控制；可编程控制器；教学改革

作者简介：何新霞（1966-），女，河南滑县人，中国石油大学（华东）信息与控制工程学院，副教授。（山东?青岛?266580）

中图分类号：G642.0?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）27-0076-01

“电气控制及可编程控制技术”已成为高等院校电气工程及其自动化专业开设的一门重要的专业课程。其知识涵盖面宽、涉及内容广、更新发展迅速，强调理论基础，偏重实践应用，与工程实际结合紧密。[1]对于这样一门实践性和应用性都很强的课程，在进行课程教学时，不能过分强调基础、强调记忆、强调知识的掌握和累积，不能进行过细的“填鸭子”式教学，[2]忽略技能培养及工程应用，否则会制约对学生思考能力、创新精神的培养。作为“电气控制及可编程控制技术”课程的主讲教师，为了顺应发展的需要，有必要对课程内容及教学方法进行相应的教学改革研究和探讨。

一、更新和调整教学内容，保证教学内容的系统性、先进性和实用性

处理好电器控制与可编程控制技术（PLC）在教学中的地位及两者的关系，对课程讲授内容做适当的更新和调整，强调基础、精讲重点、突破难点。强调电器控制技术是课程的基础，但也应看到随着可编程控制技术的迅速发展，PLC在工业控制领域的应用范围越来越广泛，应充分意识到PLC是教学的重点。适当压缩电器控制部分所占学时，缩减电器控制部分的相关内容，对电器控制部分中的基础内容，如常用低压控制电器元件及电器控制线路的基本环节和基本原则等内容应加以重点讲解，同时在教学中引入晶体管时间继电器、固态继电器、接近开关等新型的、应用越来越广泛的电子继电器[3]进行介绍，对生产机械的电气控制线路重点讲解1～2例即可。对PLC控制系统的设计与编程方法做较为详细的讲解，对PLC实现模拟量控制、高速脉冲处理、联网通信等特殊功能的详细解决方案[4]给予重点讲解。增加大量的实际应用案例，以适应PLC日益普及的自动化应用范围的需求。同时，在教学中注意将传统电器控制与PLC控制两种控制线路结合、对应起来进行讲解，如对于实现电机的Y－△降压起动、顺序控制、自动循环控制，将传统电器控制与 PLC控制两种控制线路结合、对应起来，引导学生进行比较学习，有助于学生体会两种控制线路的差异。

二、设计和创新基于E-learning的课程学习模式

传统的学习模式一般是通过作业、实验环节来进行的。作业一般以章、节为单位进行布置，是对一章或一节内容的重复和模仿，实验也是在有限的时间内完成固定的实验项目、内容，起到了巩固课堂讲授效果的作用。但对于一门实践性和应用性都很强的课程来说，仅通过这样的学习环节是远远不够的，在一定程度上制约了学生分析思考、解决问题的能力和创新能力的培养。为此，在教学进行过程中，采用E-learning学习模式，将西门子S7－200系列PLC仿真软件平台引入教学。精选与工程实际和日常生活紧密相关的实例及问题，设置成小课题布置给学生，让学生思考、设计PLC程序，然后再导入仿真平台中进行实验调试，通过仿真平台上输出接点指示灯的亮、灭转换的模拟仿真和修改完善来验证自己所设计的程序是否正确。

结合课程进度，精选四人抢答器PLC控制设计，两种液体混合装置PLC控制设计，广告彩灯闪烁自动控制，四条皮带运输系统PLC控制，十字路口交通灯控制等实例。这种E-learning学习模式不受时间、场地的影响，只要在计算机上安装该软件就可进行模拟实验，使学生可以利用课堂知识来分析、解决实际问题。让学生学后就练、练中学，为提高学生的学习兴趣和学习成就感创建良好的学习平台。

三、面向工程应用，以“案例”为中心进行教学，加强实践环节

在教学方法上淡化理论和实践的界限，在基础知识够用的前提下，结合工程应用和相关的科研课题，进行以“案例为中心”的教学。在整个教学过程中增加大量的实际应用案例，以“案例”为中心的教学包括三个方面：一是选择若干个案例通过课堂讲授的方式将PLC控制系统的设计方法传授给学生。二是以大作业的方式将若干个案例（每个学生可选择其中2～3个）布置给学生来完成，要求学生利用各种渠道搜集相关资料完成以下几方面的工作：分析控制要求；确定系统控制方案；确定系统所需的I/O点数，进行I/O点的分配；设计I/O连接图；进行PLC程序设计。三是加强实践环节，通过进入PLC控制实验室、相关的科研室等场所，联机调试，直到满足要求为止。

以大作业的方式设计的案例有：深孔钻组合机床PLC控制；燃油锅炉控制系统；全自动洗衣机PLC控制；污水净化控制系统；机械手控制；自升式海洋平台升降控制；三相异步电动机变频调速系统设计；直流电机PWM调速系统设计。

控制对象以实物对象和基于仿真技术的虚拟对象相结合的方式开展。如异步电动机变频调速系统设计，选择测速发电机实现电机转速的测量，S7－200PLC作为控制器，通过软件编程实现转速调节器的设计，采用富士变频器作为执行机构，完成对三相异步电动机的变频调速。如直流电机PWM调速系统设计，选择旋转编码器作为测速元件，利用S7－200PLC的PID功能指令、高速脉冲输出功能输出PWM信号，驱动H桥主电路的IGBT实现调压调速功能。

对控制对象不易构建的系统，利用毕业设计环节采用组态技术构建了相应的虚拟对象，如针对全自动洗衣机、自升式海洋平台升降控制，基于组态技术搭建了相应的仿真模型。基于组态技术的全自动洗衣机仿真模型如图1所示。左侧部分是全自动洗衣机的外观图，运行时显示洗衣机的进水、洗涤电机的正反转、排水以及脱水情况。右上部分是水位监测仪，用来显示水位的变化情况。左下部分为开关按钮部分，运行时可以选择在此区域对洗衣机进行操作，也可通过外部按钮开关进行操作。

以三桩腿自升式海洋钻井平台为控制对象，基于组态技术建立的仿真模型，其控制功能基本要求能够实现平台的上升和下降控制以及单桩腿上升、下降控制；平台的平衡控制及多种故障报警功能。

四、进一步完善课程教学基础环节

重新编写教材，除基本的教学内容外，在教材中编入工程应用实例、PLC仿真软件等内容。

改进教学方法、手段。根据课程教学内容制作符合该课程教学特点的课件，充分利用FLASH动画技术、仿真软件，使课件营造出一个生动逼真的教学环境，可促使学生更好地掌握教学内容，提高学习效率和兴趣。课程教学过程中采用研讨的方式，经常采用讨论式教学方式，给出一个论题，让学生们自己讨论解决。

在主张课程的工程意义，主张其实践性和应用性的同时，在课程评价上采用灵活、全面的考核方法。将平时的小课题、案例等列为考核的内容。

五、结语

“电气控制及可编程控制技术”作为电气工程及其自动化专业一门重要的专业课程，是一门实践性和应用性都很强的课程。顺应发展的需要，在进行课程教学时，通过更新和调整教学内容；设计和创新课程学习模式；面向工程应用以“案例”为中心进行教学，加强实践环节；进一步完善课程教学基础环节等几个方面进行教学改革探讨。对学生思考能力、创新精神及工程应用能力的培养，均起到很好的推动作用。

参考文献：

[1]王平,董磊,何新霞.电气控制及可编程控制技术[M].东营:中国石油大学出版社,2009.

[2]陈美谦.浅谈“电器控制与PLC技术”课程教学[J].集美大学学报,

2007,8(2):78-81.

[3]邓则名,程良伦,谢光汉.电器与可编程控制器应用技术[M].第三版.北京:机械工业出版社,2009:39-42.

[4]凌永发,杨光永,等.“电气控制与可编程序控制器”重点课程建设实践与思考[J].云南民族大学学报(自然科学版),2008,17(3):283-286.

控制理论基础课程教学探讨 篇4

一、课程特点

1. 课程涉及专业知识面广, 学生需具有扎实的基础知识。

控制理论基础内容包括控制理论的概述、控制系统的微分方程、传递函数、时间响应、稳定性分析、误差计算、根轨迹分析法、频率响应法及校正等。学好本课程要有扎实的数学、力学、电学、光学和热学等课程的基础物理知识, 又要有电路、电机、电力电子等知识;对系统动态和静态性能的分析, 计算过程比较麻烦, 例如峰值时间、超调量、调整时间、振荡次数和稳态误差等;对系统稳定性的分析, 在时域和频域分别要用到代数稳定判据、奈奎斯特稳定判据、对数频域稳定判据等, 在应用这些稳定判据时涉及到大量的数学计算或精准绘图, 要求学生要有很强的计算能力。

2. 课程内容侧重于理论, 缺乏工程实践。

控制理论基础是一门理论性和工程实践性均较强的专业基础课, 但是课程理论知识与实践的结合并不紧密。除了在建立系统数学模型这一章节涉及到一些简单的机械和电气系统, 其他时间响应分析、频率响应分析、系统校正, 都没有给出具体实际的系统, 不利于培养学生对抽象理论的应用能力。即使有一些实验课做补充, 但由于实际控制系统一般都比较复杂, 学校基本是以简单的实验教学设备满足课程教学, 缺乏较实际的系统案例。教学过程中建立数学模型、大量公式的数学推导不能很好地体现其工程背景, 例如系统近似、简化的方法、适用范围等。

二、教学内容的分析

为加强实践教学内容, 本校机械类专业课《控制理论基础》将分配32个学时, 学时数进一步减少, 而控制理论基础课程内容较多, 在较少的学时内, 要把这门课的所有内容讲完显然是不可行的。因此必须对教学内容进行梳理, 选择基本实用的理论方法, 让学生在有限的时间内学到更多有用的东西。主要讲授四个方面的内容:系统的数学模型、时间响应及误差分析、频率响应分析和系统校正方法[2]。

1. 系统的数学模型。

对于系统数学模型, 主要涉及到建立物理系统的微分方程、传递函数和方块图, 其中后两点是最重要的。在讲微分方程这部分内容时, 可以将传递函数的概念以及一些典型环节的传递函数同时讲了, 而不必分开来单独讲。相对于求取传递函数, 学习方框图的等效变换方法是更重要的, 对于系统分析和设计来说, 这是一个基本的技能。在教学过程中要多结合一些例题, 将方框图等效变换的方法讲清楚、透彻, 加深学生对概念、方法的理解, 为后面知识的学习打下坚实的基础, 不要将教学重点放在求取复杂系统传递函数的技巧上。梅森公式求取系统传递函数适合计算机辅助分析系统, 特别是求取复杂系统传递函数非常适合。在有限学时中, 这些方法可以不讲授。

2. 时间响应及误差分析。

时间响应法是经典控制理论中经常采用的方法, 主要介绍时间响应的基本概念、时间响应的性能指标, 以及一阶、二阶和高阶系统的典型时间响应特性、时域稳定判据及误差分析。学生开始学习时间响应时, 通常对概念比较陌生, 感觉不好理解, 教学时可以通过典型输入信号的实例, 并结合输入、输出信号的时间变量曲线, 帮助学生理解响应的概念。典型二阶系统的分析是重点教学内容, 学生要掌握系统的性能指标与系统参数之间的解析关系, 为系统设计打下基础, 有零点的二阶系统和高阶系统作为特例可以不讲。分析系统的稳定性, 从而求出保证系统稳定的条件, 是经典控制理论的重要组成部分。这部分主要介绍稳定性的基本概念、系统稳定的条件以及稳定性的时域判据等。

3. 频域分析法。

利用频率法可以简便迅速地判断某些环节或参数的改变对系统动静态性能的影响, 并能指明改进的方向。此外, 系统或环节的频率特性可以用实验确定, 在难以确定系统动态数学模型时, 频率法具有更为重要的意义。在讲授奈魁斯特稳定判据时, 避免复杂的数学推导, 应从物理意义角度解释。要求学生掌握应用奈魁斯特稳定判据, 让学生充分理解开环传递函数的特征多项式、开环传递函数和闭环传递函数的特征多项式三者联系, 也要结合实例讲解用开环频率特性的奈氏图来判别闭环系统的稳定性。伯德图可以比较准确地绘制, 很适合用于系统的设计, 重点要求学生熟练掌握Bode图的绘制方法, 并根据Bode图计算稳定裕度。线性系统校正可以采用matlab方法完成, 重点讲解校正的意义、特点和方法。

三、教学方法的改进

1. 采用启发式的课堂教学方法, 激发学生的学习兴趣。

启发式的课堂教学方法可以启发学生积极思维, 充分发挥学生的主观能动性, 激发学习兴趣, 有利于培养学生的思维能力和创新能力。在教学过程中, 提问是启发学生积极思维的一种主要形式, 引导学生参与教学。提问时要注意问题的引入, 要掌握好教学节奏, 给学生留取合理的独立思考时间, 不要急于让学生回答。学生经过独立思考并与周围同学交流想法后, 有助于对问题的理解, 然后再让他们回答。

2. 传统的板书与多媒体技术结合。

在控制理论基础教学中采用多媒体技术, 可以使比较枯燥抽象的理论在图文并茂的讲述中变得形象和具体, 增加学生对课程的兴趣。传统教学中, 需要用很多时间去画一些比较复杂的图形, 采用多媒体技术后, 教师从书写变为讲解, 可以节省大量的板书时间, 只要点击鼠标, 就可以一步一步地将绘制的图形展示给学生, 教师只需要集中精力对绘图步骤进行讲解, 并分析结果。采用多媒体教学, 会加快教学速度, 过快的速度和过多的信息使学生的思维跟不上, 使得学生不能深刻理解知识理论, 学习效率并不会明显提高, 达不到改善教学效果的目的。因此, 多媒体技术必须与传统的板书教学相结合。

3. 引入MATLAB仿真软件作为辅助教学工具。

在控制理论教学中引入MATLAB软件后, 传统的分析方法、设计程式可以通过Simulink的可视化编程和仿真演示进行处理, 节省了手工绘图的时间, 将抽象的理论和概念变得通俗易懂, 使复杂的问题变得更为简单, 弥补了实验手段的不足。例如, 只要编制好相应的程序就可以生成系统的响应曲线, 调用nyquist () 函数就可以用来绘制奈氏图, 伯德图的绘制也是与此类似。通过对系统运动仿真过程的观察和对输出图形的分析, 学生可以更深刻地认识和理解基础控制理论[3]。

参考文献

[1]胡寿松.自动控制原理 (第5版) [M].北京:科学出版社, 2007.

[2]廖守亿, 张合新, 张国良.自动控制理论有效教学方法探索与实践[J].中国现代教育装备, 2012, (6) .

《数控机床电气控制》课程说明 篇5

《数控机床电气控制》课程说明

一、课程的性质与任务

《数控机床电气控制》是中央广播电视大学开放专科数控技术专业的一门必修核心课程，是中央广播电视大学开放专科数控技术（机电一体化方向）专业的一门选修课程，均由中央电大统一组织考试。课内72学时，4学分，开设学期为第3学期。

数控机床电气控制课程用来解决有关数控机床电气控制应用方面的一般工程控制问题。

二、课程的目的和要求

通过本课程的学习，应使学生在理论上初步掌握机床电气控制系统的结构组成、工作原理，可编程控制器的结构及工作原理、指令系统及编程方法，数控系统结构与接口，伺服驱动技术、光栅与编码器等方面的知识，为学习后续课程和专业知识奠定理论基础；实践上能对数控机床电气控制系统工作原理进行分析，初步具有认知、测试及设置数控机床电气控制系统中控制元件、部件的能力，最终能够掌握数控机床电气控制系统的整体结构和工作原理，为今后在工作中操作、调试、维修数控机床打下较坚实基础。

本课程的理论、技能两方面的教学要求如下：

1．理论知识要求

根据本课程的性质、任务以及数控专业的要求，对于《数控机床电气控制》，理论知识重点在于：1）掌握机床常用电器的结构、工作原理及用途，普通机床控制电路的基本环节。2）了解数控装置的软件、硬件组成。3）了解PLC的结构、工作原理，熟练掌握编程方法及在数控机床上的应用。4）掌握进给及主轴驱动系统。5）掌握常用位置检测装置的结构、原理及其应用知识。

2．技能要求

通过1）对生产型数控机床的参观及电控部分的现场讲解；2）在“数控机床综合培训系统”上的实验，应使学生达到：（1）具有认知及测试数控机床电气控制系统中控制元件、部件的基本能力；（2）具有对机床控制电路进行初步分析的能力；同时，通过实验提高学生动手能力以及分析问题、解决问题的能力，进一步深化理论知识，要求学生能独立完成实验，并对实验过程中出现的一些简单故障能够分析解决，对实验中出现的各种现象能做出解释，正确读取数据和编写实验报告。

三、教学媒体

1．文字教材：《数控机床电气控制》舒大松 等编，中央广播电视大学出版社。

2．音像教材：电视录像及IP课件。

四、课程主要内容以及本课程与其他课程联系

1．本课程的主要内容

数控机床强电控制电路；数控装置（CNC）的结构；数控机床的伺服驱动；数控机床的位置检测装置；数控机床的可编程控制器（PLC）；典型数控系统等。

2．与其他课程的联系

前期课程为《电工电子技术》。《电工电子技术》是数控技术专业电学基础知识课程，其内容包括电路基础、电机、继电逻辑控制、模拟电路和数字电路，掌握该课程的知识，为本课程的学习奠定了基础。

《内部控制》课程 篇6

关键词：过程控制 课程教学 控制仿真库 互动教学

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2012）12（a）-0030-01

《过程控制技术》是自动化专业的一门重要专业课，在自动化专业的课程体系中具有重要的地位。本课程具有理论与实际结合紧密、被控对象多样性、实验时间比较长等特点，传统的教学模式难以取得较好的教学效果。结合《过程控制技术》课程的特点以及多年来的授课经验，提出《过程控制技术》课程创新教学的改革，以调动学生学习的主动性和积极性。

1　针对课程特点，科学安排教学内容

通过广泛收集过程控制领域就业的毕业生的反馈信息，征求用人单位对人才培养的要求，听取相关专家的意见和建议，对教材中各章节的内容进行适当地选取和调整，修订了现有的教学大纲，在保证总学时不变的前提下，拓展了教学的内容[1]。

结合该课程的先修课程以及本专业的指导性教学计划，删掉在其他课程中重复的内容，如智能PID控制、达林算法、集散控制等，增加了教材没有涉及到的部分内容，如对象动特性对调节过程的影响、精馏的原理等。另外，为避免与“检测技术”课程内容的重复，简要介绍温度、压力、液位三大参量，重点讲述流量参量，并补充六大类流量检测仪表，使学生对学过的物理学、传感器知识融会贯通于自动控制系统中。在涉及到实验部分的理论内容时，可在课堂上结合实验室的具体装置进行讲解，增加了学生对理论知识的感性认识，使学生在进入实验室后感到似曾相识，而不至于无从下手。

探索以专题讲座的形式增加了学科体系概述以及国内外最新的技术成果，如自动化学科的地位与体系、支持向量机控制、智能优化算法等新的理论知识。通过一系列的专题讲座，使学生能从整体上把握和理解自动化学科的特点、专业的特点等，并使他们及时了解了自动化领域最新的技术发展动态。

2　优化多媒体课件，研发过程控制系统仿真库

过程控制课程与实际工业控制对象结合非常紧密，过程控制存在被控对象的多样性，为了让学生能够更深入地掌握工业过程控制的原理及方法，针对本课程中的重点概念和难点问题，特别是过程控制系统的动态特性，优化完善现有的多媒体课件，使教材中抽象的概念和物体形象更加简洁、直观[2]。例如，在PID控制中，比例、积分、微分作用对控制系统动态性能的影响，单从理论上分析不够直观，可借助于多媒体中的动画功能，把控制系统运行时的动态性能非常逼真地“动态”演示出来，使一些看不见、摸不到的动态响应过程及响应指标（如超调量、上升时间等）得以“可视化”，使学生更好地理解和消化各个重点和难点问题，有效地保证课堂教学效果。

为了加深学生对课堂内容的理解与掌握，研究开发了基于Matlab的过程控制仿真库，共开发了PID控制系统、串级控制系统、变比值控制系统、前馈-反馈控制系统等50多个仿真实例。这些仿真实例，全部是在Matlab中通过编程语句实现的，既可以通过Matlab在课堂上实时仿真，又可以通过PPT动态演示响应的过程，非常方便、直观、灵活。通过过程控制仿真库的建设，大大激发了学生的学习兴趣和主观能动性。

3　加强实践训练，创造开放式实验环境

《过程控制技术》的实验具有一定的特殊性，每做一次实验需要花费好几个小时，加之综合实验台的配件全部来自于工业现场，价格比较高而限制了购买的套数，因此，急需创造开放式实验环境，对过程控制实验室实行开放式管理。

首先，对实验内容进行优化整合，适当减少验证性实验，对部分综合性、设计性实验项目，如水箱液位流量串级计算机控制、前馈反馈计算机控制等实行开放式教学。另外，制定了开放式实验的具体实施办法和相应的配套措施，以激发学生和任课教师参与开放实验的积极性。再者，鼓励利用实验室的条件参加大学生科技活动或进行毕业设计，使学生获得自主学习和创新思维的广阔空间[3]。

修订相应的教学计划，在原来8个学时实验的基础上，新增了一周的《过程控制技术》课程设计，使实验教学、课程设计和毕业设计有机地结合了起来。在课程设计中，学生可以在指导老师的指导下，进行控制方案的选取、系统的设计，包括设备的硬件连接、软件组态以及个性化人机交互界面的设计和调试，然后观察实验现象、记录实验数据、分析实时曲线。通过课程设计环节，使学生掌握了控制系统设计的方法和步骤，并建立起了初步的工程经验。

4　注重启发学生的思维，加强互动式教学

课堂教学是教师传授知识与学生获取知识的双向交流的过程，因此在讲课过程中，需加强与学生的互动，充分利用启发式教学，引导学生主动学习，以启迪学生的创新思维。在互动式教学中，一方面，需创造学生积极发言讨论的环境，比如，采取回答正确加分奖励等措施，激励学生主动思考，主动发言；另一方面，要注重设疑-质疑-提示分析-归纳总结-推广延伸教学法在课堂教学中的应用，从而提高学生分析问题、解决问题和归纳总结的能力。同时，可通过学生的表情、神态等及时观察学生的反馈信息，尽可能保持学生的良好情绪，使整个课堂教学过程张弛有度。

在生產过程中，流量是需要经常测量和控制的重要参数之一，因此，流量的自动检测是非常重要的。实际上，流量的自动测量方法很多，有容积式、电磁式、涡轮式等。在这部分的讲述中，仅采用常规的教学方法，学生对流量的测量印象不深，且引不起足够的重视。此时，可让学生利用所学习过的物理学知识和日常生活常识，思考如何自动测量液体的流量。通过互动式教学，可引导学生主动思考，同时可使学生切身体会到以前学习过的基础知识（特别是物理学）是非常有用的。

5　结语

结合《过程控制技术》课程的特点，通过科学安排教学内容，研发过程控制仿真库，创造开放式实验环境，注重启发学生的思维等几个方面的改革与实践，激发了学生的学习兴趣和主观能动性，达到了预期的教学效果。

参考文献

[1]谢启，李智超，陈飞.“过程控制与自动化仪表”课程教学改革与实践[J].中国电力教育，2009，25（7）：80-81.

[2]林屹，叶小岭.“过程控制”课程数字化资源库建设研究与实践[J].中国电力教育，2010，26（4）：78-79.

《内部控制》课程 篇7

关键词：控制测量,课程考核,以考促教,高等职业教育

0 引言

《控制测量》是工程测量、测绘与地理信息技术等测绘类专业的一门重要专业课程, 其教学目标是掌握和理解工程测量的基本原理和常规方法, 辽宁水利职业学院建筑与测绘工程技术系围绕该教学目标, 对课程考核进行了一系列改革和尝试。

1《控制测量》课程考核现状

目前, 《控制测量》课程考核的基本做法是:谁授课谁出题, 一般采用闭卷笔试, 考试内容为专业理论知识, 试卷由四部分组成, 即填空题、选择题、简答题和计算题。前面两个部分都是对测量基本概念的考查, 总分值占60%;简答题是对一些测量原理及方法进行考查, 分值占20%;计算题主要考查学生对水准测量数据处理或地面点坐标的计算能力, 分值占20%。对整个试卷分析可知, 前面80分的考核都停留在测量理论知识上, 只有后面20分考核了学生对测量数据的内业处理能力, 根本无法反映学生对测量仪器的掌握程度以及对测量仪器的应用能力。同时, 学院教务文件规定学生考试成绩占总成绩的40%, 平时成绩占60%, 教师对平时成绩的把握主要依靠考勤和作业情况, 缺乏具体而严格的标准。最终, 平时成绩演变为教师对学生的印象分和人情分。整个考评结果无法反映学生实际技能水平, 也极大地挫伤了学生动手操作的积极性。

2《控制测量》课程考核改革思路

2.1 教考结合

根据高职培养目标要求, 《控制测量》课程教学应注重培养学生的实际动手能力, 强调学生对常规测量仪器的熟练操作及应用。因此, 课程考核方式也必须围绕这个目标进行。要真正达到公正、全面地考核学生实际水平这一目的, 不能把教学过程与效果的考核彼此孤立开来, 二者要有效结合, 以考保教。

2.2 讲练合一

结合实际工程的应用, 在课堂讲授完一部分知识后, 立即组织随堂实训课, 通过随堂实训巩固课堂讲授成果, 真正做到讲练融合。在课程考核上, 强调考核学生的动手能力及效果, 可以结合学生的实践成果进行, 并且考核学生的动手过程, 这也是一种导向, 体现了高职教育的人才培养特色。

3《控制测量》课程考核改革方案

结合工程实际应用情况以及教学经验, 制定改革方案, 并确定方案的试点。改革方案规定, 《控制测量》课程的总成绩分为三部分:课程考试、实务考核、平时成绩。

3.1 课程考试 (占40%)

课程考试在课程结束后进行, 主要考查学生对工程测量原理的理解与灵活应用能力。采取开卷考试形式, 考试时间为2~3个小时, 根据学生需要还可适当延长, 考试题目为六道综合性大题, 要求学生根据题目要求陈述问题的解决方案, 只有少数题目要求学生进行计算并给出计算结果, 学生结合自身情况从中选做四道。

六道综合性试题主要涵盖以下内容:应用控制网的技术设计、城市一级导线测量、二等水准测量、参考椭球面上的测量计算、高斯投影以及不同水准路线测量数据内业处理等;应用全站仪结合钢尺进行地面点坐标测算、建筑轴线测设以及建筑物平面放样等;应用全站仪结合建筑总平面图布置小区的施工测量控制网。

3.2 实务考核 (占30%)

实务考核一般选择在课程考核结束后进行, 主要考查学生对精密水准仪和全站仪的熟练操作程度, 根据操作的正确性以及熟练程度给出成绩, 其中精密水准仪操作为10分 (采用苏州一光的DSZ3精密水准仪) , 全站仪操作为20分 (采用苏州一光的DT100全站仪) 。

3.2.1 精密水准仪操作

要求: (1) 使三脚架高度大致与自己鼻子部位齐高 (得1分) 。 (2) 安置精密水准仪, 用力踩下三脚架, 使其稳定 (得1分) 。 (3) 精密水准仪整平 (得4分) 。精密水准仪整平得分根据其所耗时间评定, 即30秒内得4分, 30~60秒得3分, 1~2分钟得2分, 2分钟以上得1分, 不能整平得0分; (4) 瞄准目标, 望远镜调焦, 正确读数, 测出两点间高差 (得4分) 。

3.2.2 全站仪操作

要求: (1) 正确快速架设全站仪, 望远镜水平高度与鼻子高度相当 (得1分) 。 (2) 用力踩下三脚架, 使其稳定 (得1分) 。 (3) 全站仪整平 (得12分) 。全站仪整平应遵循以下程序:对中, 利用三脚架粗平, 利用脚螺栓精平, 松动仪器制动螺栓进行二次对中, 利用脚螺栓精平, 重复上面两步直至仪器在各个方向上都水平。全站仪的整平得分根据其所耗时间评定, 即1分钟内得12分, 1~2分钟得10分, 2~4分钟得6分, 4分钟以上得4分, 不能整平得0分。不遵循程序者应在时间得分基础上酌情再扣分。 (4) 瞄准目标一, 望远镜调焦, 初始角置零, 瞄准目标二, 正确读数, 测出两点间角度 (得6分) 。

3.2.3 平时成绩 (占30%)

为了使平时成绩更加合理和明确, 将其分为三个小块, 即平时表现15分, 小组考核5分, 平时作业10分。平时表现的考核, 主要对学生平时的学习态度、遵守纪律情况、课堂提问情况进行考核, 督促学生养成良好的学习习惯和学习风气。该项参考指标以及打分参考办法见表1。

小组成绩考核。主要根据理论课程中穿插的随堂实训表现情况评定。因为小组的成绩关系到组中每个成员, 因此各组员之间可以起到良好的督促作用, 同时教师应对各个小组给予积极的引导和协调, 避免同学间产生矛盾。

平时作业考核。根据改革要求, 教师必须结合具体的知识点, 编制出典型工程案例图集。在课程教学过程中, 从图集中选取部分作为学生的课后作业, 使学生进一步巩固课堂所学内容。教师对学生的课后作业实行定期检查、批改, 并给出成绩。课程结束后按照多次的检查成绩, 取算术平均值给出平时作业的最终成绩。

4《控制测量》课程考核改革效果

考试改革在工程监理专业试点后, 总体效果较佳, 学生的对精密水准仪及全站仪的操作熟练程度大大高于其他专业, 对工程测量原理的灵活应用能力强于其他专业。由于实行教考一体化, 学生的理论知识和动手能力得到融合, 在为《控制测量》课程配置的3周实训中, 工程测量技术专业学生基本上只用1周多的时间就完成了3周的实训任务, 而其他专业的学生往往还需要花1~2天的时间熟悉仪器的基本操作, 3周的实训时间明显不够用。

《内部控制》课程 篇8

由于信息与控制课程群涵盖课程较多, 对整个课程群的建设需要时日。本次仅工业过程控制这一分支进行课程群的建设。过程控制分支的专业核心课程包括检测技术与仪表, 过程控制及计算机控制系统。它们有各自的理论体系, 在教学内容上各有侧重, 其中《检测技术与仪表》属于专业基础课程, 《过程控制》和《计算机控制系统》属于专业必修课, 检测技术与仪表为系统提供过程参数的信息检测, 而计算机控制则顺应计算机逐渐代替模拟仪表进行控制的趋势, 在过程控制系统的构成中起到重要的作用。这三门课程之间的内在联系比较紧密, 具有很强地专业针对性。根据21世纪人才培养目标的要求, 打破课程之间的壁垒, 依据课程之间内在逻辑和结构的联系, 整合优化课程资源, 提出了构建“过程控制”核心课程群。

1 梳理先修、后续课程, 协调各课程理论教学内容

本次课程群建设的内容之一是梳理理清不同课程在课程群系统中的逻辑关系, 针对学生培养目标, 规范教学内容, 突出重点, 避免内容的简单重复。

1.1 先修后续课程授课时间的调整

《检测技术与仪表》是《过程控制系统》和《计算机控制系统》的先修课程, 目前由于考虑到各学期学分均衡的问题, 这三门课程安排在了通一学期开设, 从而造成了教学内容上不必要的重复。经过课程组教师商讨, 可以检测技术与仪表先开几周, 与之关联紧密的过程控制课程适当晚开设, 这样解决了《检测技术及仪表》与《过程控制》中关于温度、压力等参数的检测教学内容上的简单重复。

1.2 理论教学内容的协调

知识的学习需要一定的重复, 以做到融会贯通, 但在授课过程中应本着螺旋式上升的原则避免不必要的简单重复。《检测技术与仪表》重点从测量数据处理、典型传感器的检测变换原理、测量电路等方面介绍, 《过程控制》课程中删去不必要的重复, 但对于相应的检测仪表在选择和安装过程中应注意的问题, 检测仪表在构成安全火花防爆系统时的要求等在讲解的过程中会再度强调。这样学生在面对过程控制的实际问题时, 能够正确合理地选用参数检测仪表构成系统。《计算机控制系统》和《过程控制》中都讲PID控制器, 《过程控制》偏重模拟PID控制器的组成, 讲PID参数的整定方法, 通过介绍DDDZ-III型控制器的结构说明为何模拟仪表中PID参数的整定会相互影响, 讲解在构成回路时控制器正反作用的选择, 针对给定突变的问题提出数字PID算法的改进, 以及避免积分饱和的解决手段;而计算机控制系统中则主要介绍各种数字PID算法的实现, 学生通过这两门课程的学习可以从不同角度理解PID的控制器的使用, 并通过仿真及实验进一步加深对PID控制的理解。这样的安排既避免了简单的不必要的重复, 又符合知识学习过程中螺旋式上升的规律。

《过程控制》侧重讲解改善工业过程控制参数控制质量以及满足特殊工艺目的的控制方案, 而《计算机控制系统》讲解以计算机作为控制装置时控制系统的构成, 过程通道的实现, 抗干扰问题的解决方案以及工业控制网络的结构与配置等, 这样通过这两门课程的学习, 学生可以建立起过程计算机控制系统的概念, 为后续学习和研究打下一定的基础。

2 递进式实践教学体系构建

培养大学生的创新能力是全面推进素质教育和实施科教兴国战略的关键。为了培养学生的实践能力和创新精神, 我校过程控制课程群的实践教学体系涉及到了专业技能, 综合训练和工程创新三个层面上的内容。

2.1 验证性和设计性实验

为培养学生的专业技能加强实践能力, 结合专业培养疾患, 在实践教学中每门课程均开出了一定比例的验证性实验和设计性实验, 其中设计性实验均占到40%以上。检测实验室可以各种传感器的实验, 过程控制实验室有6套过程控制系统的实验设备, 可开出温度、液位、流量等参量控制的基础实验和设计性实验, 为通过组态软件可以更方便的实现控制效果的监测;计算机控制实验室配备40套实验箱, 可以完成过程通道AD/DA转换、数字滤波的实现, 各种数字PID算法的实验等单元验证性实验, 也可以风扇和小型温箱为对象构成计算机控制系统开发进行设计性实验。

2.2 课程群综合性实践

综合性实践是培养学生综合运用所学知识, 提出问题、分析问题和解决实际问题, 锻炼实践能力的重要环节, 是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。在学习完《检测技术与仪表》, 《过程控制》及《计算机控制系统》课程之后, 学生可以在双容水箱, 电加热锅炉为被控对象, 使用MCGS监控组态软件设计液位、温度监控系统, 在模型测试的基础上通过matlab仿真软件整定PID参数, 然后通过研华板卡实现对液位或温度的单回路PID或串级PID控制方案, 完成实时控制。在这些综合实验中, 学生需要连接管路和信号回路来构成过程控制系统, 实验涉及监控组态软件的使用, 参数检测, 过程特性的测试, 数字PID算法的实现, 过程通道的构成等等, 通过这些综合性实验的训练, 不仅提高了学生的动手能力, 激发了学生的创新意识, 而且学生可以体会到仿真与实验的差别, 使学生更加深刻地理解过程控制的相关知识与技术。

2.3 开展工程创新实践教学活动

结合课程群的建设, 开展多种多样的工程创新实践教学活动。学生可以自主选择开放性实验的内容, 根据实验要求, 选用合适的控制装置和对象搭建控制系统并完成相应参数的控制, 比如空气温湿度的监控, 两轮平衡车的控制等等。每年组织学生参加“西门子杯全国大学生工业自动化”, 积极引导学生参与“大学生创新创业训练计划”并给予相应的指导。这些创新实践活动的开展, 扩宽了学生们的学习渠道, 使教学内容在实践中得以延伸和发展, 提高了学生的文献查找能力, 同时培养了学生撰写报告和申报书的能力, 对学生创新实践能力的培养起到了积极的促进作用。

3 结语

过程控制课程群的建设是我校“以信息与控制为特色的核心课程群建设”中的先期工作。本次课程群的建设主要进行了三门课程间教学内容的整合, 并建立了递进式实践教学体系。这些可以帮助学生形成完整的知识体系并培养学生的实践能力和工程创新能力。过程控制核心课程群的建设也为我校“以信息与控制为特色的核心课程群建设”提供了一些参考。

参考文献

[1]郭必裕.对高校课程群建设中课程内容融合与分解的探讨[J].现代教育科学, 2005 (2) :66-68.

[2]郭必裕.课程群建设与课程体系建设的对比分析[J].现代教育科学, 2005 (4) :114-116.

[3]李俊峰, 潘海鹏, 等.自动化专业控制系统课程群建设与实践改革[J].实验室研究与探索, 2013, 32 (11) :460-464.

[4]刘丽华, 王巧玲.应用型人才培养模式下过程控制实践教学改革的探索[J].科技信息, 2012 (34) :4.

[5]谭荧飞, 荆霞, 邓韵婷.创新实验设计教学模式对大学生综合科研能力的提高作用[J].教育, 2012, 9 (1) :81.

《内部控制》课程 篇9

一、在教学方法上, 展开互动式教学

《电气控制技术》课程具有多变性、综合性、典型性、实践性和实用性五大教学特点, 在教学过程中, 既有一般又有特殊, 既有新授又有复习, 既有理论又有实训, 既有工作原理又有编程方法, 既有典型单元程序又有复杂实用案例, 同时职教学校的学生又是一个学习基穿习惯和动机差异很大的群体。这就决定了职教学校的教师一定要根据本课程不同教学内容及其特点, 采取不同的教学方法, 同时, 无论是理论教学还是实践教学, 要因材施教, 在调动学生积极性和主观能动性上多下功夫。

在《电气控制技术》课程教学上, 尤其是可编程控制器指令及应用、编程方法和实际应用等教学内容上, 最适宜于采取双边互动式教学方法。在教学中, 大胆引入“行为引导学”教学方法。为了搞好双边互动式教学, 就要求教师在备课时把教材上静态的知识转化为课堂上动态的教学信息, 并且在教学过程中要想方设法地创造出一个可以实现双边互动式教学的环境和气氛, 通过创设情境、巧设疑问、共同讨论、动手实践等多种教学方式, 有效地开展双边互动式教学。不仅是老师传授给学生编程方法等, 同时学生可以通过老师给出的任务书获取资料, 发挥想象增进交流。

二、在选择课题上, 合理地改革教材

在编写可编程控制器教材时, 基本原理、基本指令、基本应用、基本操作等各为独立章节, 实施教学时, 则要考虑有利于学习者的认知过程。如果任课老师按照教材的顺序进行教学, 就是要将全部基本指令学习完毕, 再学习基本应用, 基本学习完毕再进行基本操作的学习。这样, 在一段期间内学习完所有指令, 学生学习后的印象不深刻, 容易混淆, 到基本应用的学习时, 又得重新对所涉及的指令进行学习, 效率不高, 效果不好。

为此, 在可编程控制器教学中采用了课题式项目教学, 重新自编教学内容。搜集上百个可编程控制器应用实例并加以赛选整合成五个单元, 每个单元由几个同类实例组成。每个课题以一个应用实例为主题, 其内容包括了:应用实例的生产目的, 生产条件和生产环境的介绍, 用可编程控制器实现控制的线路, 所用的基本指令, 编程方法、调试应用。全部内容分为五个单元, 主题分别是可编程控制器原理、时序控制、计数控制、位置控制和特殊功能综合应用。单元内的课题按照其难易程度安排教学的先后顺序。第一单元有电机的点动控制、电动机的连续控制、电机的正反转控制、电机的手动Y-Δ控制、抢答器控制系统、数学显示控制系统这六个实例作为对可编程控制器工作原理部分的学习 (其中也包含几个最简单指令的学习) 。第二单元以电机自动Y-Δ降压启动控制、两灯来回闪亮循环控制、多台电机顺序控制、货物传输带控制系统等四个实例为学习对象, 学习按时间顺序控制的原理及应用。因此说, 要改革传统教学为课题式单元教, 首要任务是合理地设计好每一个实例课题。…

三、在实习过程中, 更新教学方法

目前在《电气控制技术》课程实践教学上, 由于教师所编写的实训指导书详尽有余, 明明白白, 加之所做的实习实训都是“简单验证式”或“机械重复式”方面的项目, 在一定程度上为学生“依葫芦画瓣”提供了方便, 学生在实习实训时只需要进行程序输入、线路连接等简单操作即可顺利完成。这种实习实训教学方法, 目前已被教师广泛认可和采用, 但是没有问题的、不需学生动脑的实习实训是毫无意义的。对于与可编程控制器技术应用密切配合的实习实训教学, 教师只有指导学生运用可编程控制器编程方法亲自编程操作, 在实习实训中既动手又动脑, 既能发现问题又能在教师启发指导下分析问题和解决问题, 才能从本质上学好这门课程, 从而最终实现本课程在职教学校的教学目标。

针对职教学校本课程教学特点和教学目标, 采取因人而异的分层教学, 即按学生学习能力分组, 确定每组不同的实习实训目标, 从而使成绩好的和成绩差的学生在实习实训中, 都能够得到相应的锻炼和培养。除要求学生在规定时间做完基本的实习实训项目外, 还要安排一定量的选修实验项目和研究性课题, 让广大学生自主选择, 教师现场指导, 或者督而不导, 从而促使学生自主地分析在实习实训中所遇到的问题, 写出实验报告交教师评判, 师生共同找出问题的解决办法。…

通过以上几个方面的教学改革, 可以提高职教学校学生的可编程控制器应用能力, 以适应上岗要求, 真正实现学生毕业后在电气控制技术应用领域“零距离上岗”的最终教学目标。

参考文献

《过程控制》课程教学改革和探索 篇10

在近几年的教学过程中, 笔者虽然不断将最新的理论和技术补充到教学内容中, 但仍发现不少问题, 如在教学体系方面相对落后、与当前技术发展不同步;在教学内容方面学生不易掌握抽象知识点、不能把课堂知识灵活运用于实际过程等。相对而言, 该课程内容丰富, 难点较多, 需要学生了解工艺生产过程及工作原理, 掌握控制系统结构、系统分析与设计等, 而学时较少、又处于大四学生忙于考研和找工作的第7学期, 因而在这种情况下, 就需要在有限的时间内运用灵活的教学手段, 合理高效安排课内教学和实验、课外实践等, 从而达到培养应用技术型本科人才的教育目标。

1 课程教学现状

《过程控制》这门课程的学时一般为40~50个学时, 其中包括8个学时的课内实验[2]。课程内容体系结构如图1所示。从图1中可看出, 本课程的特点有以下几个方面。

(1) 综合性强。除了需要控制理论和电子技术的知识基础外, 还需具备化工原理等知识;对于控制方案的设计和实施, 需要具备自动化仪表及检测、计算机技术、网络通信等相关知识。

(2) 实践性强。课内工程试验的目的是验证课堂所授知识点, 锻炼学生的动手能力, 提高创新能力。

(3) 内容繁多。既包含常见的过程控制系统, 也包含先进控制系统和智能控制策略。因此, 如何解决内容多、学时少之间的矛盾、如何设计实践环节来加深学生对课程的理解并提升专业素养是教师所面临的问题。笔者在教学过程中不断探索, 尝试改革, 从教学内容、教学方法、实践环节、考核测评等方面进行了改革和创新。

2 精心选择教学内容

为了让学生建立“系统”控制的概念, 使学生能在了解工艺原理基础上、运用自动控制原理、结合自动化仪表及计算机相关技术完成生产过程的分析、设计、施工、运行等工作, 笔者在课本上的知识介绍时进行了缩减, 有意识地删除一些相对落后的知识和重复性内容, 而将重点放在知识点的关联以及理论在工程应用中的分析上;而在课本外的知识介绍时则进行了教学内容的放大, 补充先进的控制理论和案例。

比如在自动化仪器环节, 弱化了内部构成原理, 侧重让学生比较仪器之间差异和特性, 掌握各类仪器选用原则;又如, 近年来预测控制、推动控制等先进技术在石油、化工领域得到广泛应用, 笔者就以讲座的形式向学生介绍国内外正在应用和开发的最新技术成果, 丰富了学生的知识层次, 扩展了视野。

3 启发式/ 浸入式教学方法

以教材为主的讲授式教学模式很难让学生保持饱满的学习热情。《过程控制》尤以实践和应用为主, 若不能让学生“身临其境”, 学生就容易觉得枯燥乏味, 失去学习兴趣。因此笔者通过展示大量的石化、电厂、化工、水处理、冶金等行业的图片和视频资料, 学生们听课有如身临其境之感, 极大地提高了同学们对课程知识的憧憬, 提高了学习兴趣, 为后续学习提供了良好的心理暗示[3]。

在现代教育思想和以生为本的观念指导下, 笔者经多年探索, 形成了有自己特色的“三结合”模式, 即:将过程控制课程的教学和课外科技活动相结合, 将多媒体教学手段和传统板书相结合, 将教师讲授和学生分组讨论相结合。比如, 学生无法通过静态图片和讲解想象科里奥力质量流量计工作状态, 就通过动画教学和实物录制视频来帮助学生直观理解;在现场总线和集散控制系统教学中, 也通过实物展示和影像视频来生动演绎教学内容。

实践证明, 在课堂上, 教师通过学生的神态反馈信息不断及时地调整教学手段、交替使用多种教学方法, 吊足学生的胃口, 激发学生学习兴趣, 增强师生互动, 启发学生的发散思维, 这样让学生积极参与到教学中, 发表想法、提出疑问, 活跃课堂氛围。

4 发散性实践

该院现有多套A3000实验设备用于本课程的实验教学, 学生4~5人为一组, 使用一套实验设备。在动手实验的过程中学生能有效地将课堂讲授的理论和实际现象结合起来, 化抽象为具体, 在小组合作和自主探索中更深刻地掌握专业知识。为更好地培养应用技术型本科人才, 充分发挥自主性和创造性, 笔者在保证基础的验证性实验以外, 增加了设计性实验。即保留了传统的单容水箱液位数学模型的测定实验、单容水箱液位定值控制实验、双水箱液位-流量串级控制实验, 取消了前馈控制系统实验, 取而代之综合性设计与仿真实验或创新性平台设计实验, 学生可根据自身兴趣及能力任选其一。其中, 综合性设计与仿真实验环节, 教师至少要出4~5个不同类型的课题供选择, 没有固定的模式, 以考察学生分工协作能力, 自行制定实验方案并通过仿真论证, 最后提交小组报告并答辩;创新性平台设计实验则让学生自行设计, 利用实验室的软硬件资源动手配建一个实验物理平台, 最后提交实物并答辩。图2就是学生自行搭建的一个简易多容水箱平台。通过这类综合性的设计实验, 学生对过程控制的系统性和整体性的理解非常深刻, 完成之后也找到了成就感。

除课内实验以外, 学院每年都组织学生到企业去参观实习, 如厦门可口可乐公司、南平铝业公司等。每次参观实习, 都有资深技术人员为学生详细讲解, 从工艺流程到系统和控制室, 从仪表到科研项目, 学生实实在在感受到了自动化在工业生产中的重要性和先进性。

5 综合性考核

在学生的考核评估中, 降低平时分, 增加实践分;采用闭卷考核和开卷设计相结合的方式, 克服了学生来课堂却不认真参与学习只为点名的弊端, 也避免了学生盲目抄作业或应付式完成作业的现象。学生通过在发散性实践环节当中的综合性方案设计或创新性平台搭建, 提高了综合分析能力和动手能力, 实现了理论指导实际, 也让学生真正体会学有所得。

6 结语

笔者在《过程控制》课程的教学体会中, 结合课程特点, 从激发学生的兴趣出发, 坚持以生为本, 以培养学生的创新意识和动手能力为目标, 不断探索和创新教学方法和实践环节的改革, 有效地调动了学生的学习积极性。实践表明, 完备的教学条件、合理的教学内容、恰当的教学方法、多样的教学手段、发散的实践锻炼能有效地提高学生的专业技能和综合素养, 也是培养应用技术型人才过程中重要的环节。

摘要：过程控制是电气工程及其自动化专业培养学生综合能力的一门专业课程, 可提高学生的创新能力、实践能力及专业综合素质, 因此采用先进的教学方法和实践手段可以使学生具有较强的社会竞争力和适应性。该文分析了目前《过程控制》课程教学和实践体系中存在的问题, 从适应当前社会发展的培养理念出发, 探讨具有更好教学效果的教学内容、教学手段和方法、实践环节等, 并在实际教学取得了良好的效果。

关键词：过程控制,课堂教学,教学改革

参考文献

[1]薄翠梅, 李俊, 林锦国.“过程控制工程”课程设计教学改革的研究[J].实验室研究与探索, 2005 (S1) :394-396.

[2]潘永湘, 杨延西, 赵跃.过程控制与自动化仪表[M].2版.北京:机械工业出版社, 2007.

《内部控制》课程 篇11

关键词：教学改革 知识点树形图 一体化教学形式

一、前言

《机电传动控制》是工科类机械工程及自动化专业的专业技术基础课。该课程涉及数学、物理学、电子学、控制理论等多方面知识，是机电一体化人才所需电知识结构的驱体，是机电结合的纽带。可以说，《机电传动控制》课程的成败，事关机械类专业本科学生四年整体培养的结果与质量。

在国外，如美国密西根大学等世界一流大学很早就注重本课程的教学研究；国内的华中科技大学、上海交大和东南大学等也都已有精品课程建设，形成了较为成熟的教学体系。这为我国高校《机电传动控制》课程在教材、教学手段、教学实践等提供了借鉴和指导。但是，目前该课程在教学上仍存在较多的不足。

1.教学内容因知识点繁多，没有得到有效地梳理。[1][2]《机电传动控制》课程涉及内容繁多，包括机电系统动力学、直流电动机、交流电动机、控制电机、断续控制和逻辑控制等内容。这些具体课程内容相互之间联系又相对较少，所以现有的课程体系没有从总体角度说明为什么课程内容要这样安排？为什么先要学动力学基础，然后再是各种电动机原理，再是断续控制等等。没有回答好这些问题，势必就会大大降低学生的学习兴趣和积极性。因此，在课程内容体系上进行梳理性教学改革，是非常有必要的。

2.教学组织形式仍然保留着传统的“重理论，轻实践”的现象。[2][3]目前，课程教学主要由理论教学和实践教学组成，而实践教学部分只有占20%左右的学时，即简单地针对课程内容，安排3个观摩性实践。这样的课程实践教学模式，无疑又降低了学生对课程的认识，也无法激发学生的学习热情。因此，对实践教学进行教学改革研究，也是非常有必要的。

3.教学实验设计与实际工程技术应用严重脱节。[4]目前，课程教学实验设计一般包括电动机断续控制试验和PLC逻辑控制试验两个独立的实验。但是这样的实践教学设置，远远满足不了工程实际或者企业对学生在电气设计和伺服控制等能力的需求。因此，对教学实验进行工程化改革，也是非常必要的。

本文针对以上叙述的不足，将从实际情况出发，借助多年的教学实践，提出基于知识点树形图理论的课程内容体系，构建集成系统分析、设计、搭建和编程调试的一体化实践教学组织形式。三年的教学实践证明，该改革方案较好地激发学生的学习兴趣，提高学生分析解决问题和工程实际应用能力。

二、课程“树形图”的建立

通过课题组的反复教学实践，发现《机电传动控制》的各部分内容存在着一定联系。

1.课程的目标是要实现各种电动机或者执行器的逻辑及伺服控制，以便为生产实际服务。

2.课题的所有内容统一于机电动力学方程：

TM为电动机输出轴上的扭矩；TL为折算到电动机轴上的等效负载扭矩；J为折算到电动机轴上的等效负载转动惯量；ω为电动机轴转动角速度；t为时间变量。

根据以上分析，通过各知识点的归纳和总结，编制课程的树形图如图1所示，图中1、2、3和4代表内容从易到难。如图1所示，课程内容首先围绕动力学方程展开；其次，课程内容在研究动力学方程过程中，发现J和TL是一种客观存在，相对比较容易研究，而TM则是最为复杂的，从而最终将课程内容聚焦在TM上；再次，具体到每种电动机TM的研究，也就回答了各种电动机的机械特性、启动和调速特性等的课程内容；然后，由于各种电动机都会有相应的控制方法，从而课程内容又综合到断续、逻辑和伺服控制方面；最后，通过逻辑和伺服控制原理的介绍、系统电气设计和PLC编程，达到整个课程的目标。

三、课程一体化实践教学模式

根据现有课程实践教学的不足，本文将通过三个“引入”来进行相关的实践教学模式改革。

1.电气工程图纸进课堂。通过毕业学生的回访调查，普遍发现刚毕业的学生很难甚至无法正确读懂和设计相应的电气系统图。为了提高学生对工程电气图纸的认知和设计能力，引入一比较经典的电气工程图纸进课堂，增加电气系统测绘和设计实验。通过这一阶段的训练，让学生知道和理解一般的电气控制系统工程图纸由强电配电图、控制配电图、电气控制原理图、电控柜内元件布置图和电气接线图等组成。

2.子项目进课堂。针对目前观摩式的实验设置，基于电气系统设计基础，引入针对每一种执行器或电动机（如直流电动机控制，交流电动机控制，步进电动机控制和伺服电动机控制）的小项目设计和调试，以增加学生的动手能力。通过这一阶段的训练，让学生们从局部角度了解和掌握执行器或电动机的控制原理和方法。

3.系统项目进课堂。针对目前没有生产线意识的实验配置，基于子项目实践教学基础，开展具有生产线功能的系统项目设计和调试，即为毕业设计作准备，进行具有一定功能性的生产线设计和调试。通过这一阶段的训练，让学生们从全局角度了解一个工程实际项目电气系统的组成、设计和实施调试的过程。

根据上述的分析，设计的课程实践教学模式如图2所示，不同与以往的课程学时分配，本文提出的一体化实践教学模式中，将理论教学部分学时比重降低到总课程学时的41%；而将侧重于工程实际的实践教学部分学时增加到54%。同时在实践教学学时中又保证了测绘与子项目和系统项目之间的1∶2∶3的学时比。

优化后的课程实践教学模式，实现了集理论、测绘、设计、搭建、编程和调试一体化。这样的教学模式，一则向理论教学提出了连贯化、精简化和重点化的要求，使得理论教学支持实践教学，从而进一步完善课程内容体系；二则通过课程内容体系的梳理，使学生明确了课程目标，可以有效地激发学生们的学习和参与热情。

四、结论

综上所述，本文提出了关于《机电传动控制》课程的两点教学改革方向。

1.针对课程理论教学部分进行改革，建立课程内容的“树形图”，梳理和精简了课程理论教学模式，提高了理论知识的可教性、可学性和引导性。

2.提出了基于“三引入”的實践教学改革模式，提高了实践教学的实际性、工程性和可学性。

参考文献：

[1]高雷雷，张彦廷.“机电传动控制”教学改革与实践[J].林区教学，2010，（7）：9-10.

[2]马天兵，张新.“机电传动控制”课程的教学改革实践[J].科技信息，2008，（9）：208-209.

[3]杜华.机电控制课程体系教学改革研究与实践[J].长春工程学院学报（社会科学版），2006，7（1）：82-83.

[4]王晓初，杨杰，李克天.基于网络环境的“机电传动控制”教改试验研究[J].广东工业大学学报（社会科学版），2006，12（6）：80-81.

《内部控制》课程 篇12

关键词：教学改革,课堂教学,实验教学,网络课程,教材

《电气控制与可编程序控制器》是电气类的自动化、电气自动化、测控技术、电子信息工程专业, 机电类的机械工程及自动化专业, 高职类的机电一体化和数控技术等专业的一门重要的专业课。它是一门知识覆盖面广、涉及内容多、更新发展快、既强调理论又偏重实践应用的课程, 与实际生产和工程应用结合紧密, 学生走向工作岗位可能直接应用的一门专业知识, 也是每年双选会上用人单位非常看重的一门专业课程。

为了进一步加强本科教学工作, 全面提高本科人才培养质量, 各个高校都在实施新的一轮“本科教学改革与质量工程”。为此, 我们课题组选择了“《电气控制与可编程序控制器》课程教学改革与实践”作为教改项目, 在课堂教学、实验教学、网络课程建设、教材建设等方面进行了综合教学改革与探索, 取得了不错的效果。

一、课堂教学环节是基础和关键

对于授课的教师来说, 在课堂上向学生传授什么样的知识、如何传授好知识, 在课堂教学过程中如何搞好对学生能力和素质的培养, 都是教学工作的基础和关键。近年来, 为了全面提高本课程的教学质量, 我们认真分析了本课程的结构特点和教学需求, 围绕着激发兴趣、提高质量, 主要从教学内容的选择和组织、先进的教学工具辅助教学的改革入手, 实现课堂教学过程的整体优化。

1. 抓好课堂教学内容的选择和组织。

《电气控制与可编程控制器》课程由“电气控制技术”与“可编程序控制器”两部分组成, 两部分之间既相互联系, 又相互独立, 两部分内容在工业现场都应用广泛, 两部分教学内容显得同样重要。

“电气控制”部分主要包括:基本的电气元器件介绍, 基本的电气控制线路分析, 传统的复杂电气控制线路分析与设计等内容。

“可编程序控制器”部分主要包括:可编程序控制器的接口电路, 梯形图、状态转移图和应用指令的软件编程, 可编程序控制器在工程中的应用等内容。

本课程具有课时少但教学内容多的特点, 课程教学目的是让学生掌握电气控制线路的分析和设计。为了实现教学目的, 我们紧紧围绕着抓基础、学方法、重应用的科学教学法, 抓好课堂教学内容的选择和组织。

该门课程的基础就是电器元件表示方法和选型、可编程序控制器的接口电路和软件编程。这部分内容对学生学好该门课程至关重要, 学生必须熟练掌握电器元件的图形符号、文字符号、主要特点和元器件选型方法。因此在课堂教学中, 我们对教材中使用的元器件的工作原理、特点、图形和文字符号尽可能详细讲解, 对时间继电器等较难理解的内容, 尽量采用比喻法、比较法教学;介绍国家最新的图形和文字符号国家标准;所有元器件图形和文字符号都必须严格按国家标准做在作业本上;适当增加一些元器件选型的作业, 要求同学通过上网查询企业资料完成。

“学方法”就是教师深入研究教材内容, 对电气控制线路分析方法与设计方法进行系统总结, 在课堂上主要是传授方法, 让学生牢固掌握方法, 达到事半功倍的效果。

例如在教材“基本电气控制线路的分析”教学过程中, 我们总结出来的教学方法是对基本电气控制线路的分析宜采用主回路要“记”, 控制回路要“推”。因为基本的电气控制线路总是由主回路和控制回路组成, 如正反转控制线路, 三相笼形异步电动机Y-△形降压启动控制线路, 三相笼形异步电动机能耗制动控制线路等。基本的控制线路主回路并不多, 每位同学必须记住不同主回路的共同点和不同点, 以便一见到控制线路的主回路, 就能判断控制线路的功能。控制回路则很多, 控制回路宜“推”不宜“记”。推导的方法是先找出控制回路的按钮, 然后用非常成熟的工作流程图分析, 按钮按下后, 主回路的动作结果就可以了。这样的方法学生掌握起来比较轻松, 极大地提高了同学们的学习积极性。

又例如在PLC教学过程中, 本课题组的老师在授课时不但重点讲授与实验室配套的三菱公司的PLC, 而且抓住三菱公司PLC与其他公司PLC的共性进行重点讲解, 以此扩展学生的知识面, 使学生不但掌握了三菱公司PLC的应用技术, 同时也掌握了在国内广泛使用的西门子、欧姆龙等其他公司PLC的应用技术, 这样的授课方式受到学生们的欢迎。

“重应用”就是教师将枯燥的理论知识与生动的现实工程相结合, 并且形象、逼真而且准确地反映实际情境, 是提高教学效果的一项重要方法。在“可编程序控制器”教学时, 尽可能多地采用案例教学法。案例教学法能很好地创设一个模拟平台, 使学生们在实际的案例中得到接近于真实的训练, 这无疑是一种良好的教学方法。而在案例的选取上, 应尽量做到知识性与实践性、现实性的有机结合, 使学生在虚拟的实践条件下得到类似于真实的实践训练, 并从中掌握知识、应用理论、培养能力。

2. 利用了先进的教学工具努力提高教学质量。

“电气控制部分”具有图多、图大的特点;三菱公司的FX系列产品有丰富的指令系统、强大的通信网络功能、操作方便调试灵活的编程调试环境。而教师在课堂上使用“一支粉笔、一块黑板”的教学方式为学生展现三菱公司FX系列产品的强大功能是相当困难的;在有限的教学时间内完成如此丰富的教学内容也是不可能的。

因此, 使用多媒体教学方式讲授《电气控制与可编程控制器》课程, 授课内容可达到传统教学方式同等时间授课内容的两倍以上, 使授课质量和效率得到了明显提高:降低了教师课程教学劳动强度和授课出错率, 使教师充分体验多媒体教学方式的优越性。学生在课堂上也被多媒体生动活泼的展现方式所吸引, 收到良好的教学效果。使用多媒体教学方式可以把以前认为难理解、难掌握的知识点让学生在轻松愉快的气氛中理解和掌握。

教学实践表明多媒体教学也存在一些问题, 如知识点保留时间过短, 学生无法记住这些知识点、无法做笔记等。最好的方法还是黑板书写与多媒体有机结合, 一些不易书写的图形、表格、资料可以采用多媒体投影, 一些重要的公式、定理及推导过程还是采用黑板书写效果好。

二、实验教学改革

教学的目的除了传授知识外, 还有一个重要目的是提高学生的素质和综合能力。抓好实践环节是提高学生的素质和综合能力的重要途径。在教学实践过程中我们进行了以下几个方面的尝试。

1. 综合设计性实验开发, 配套实验指导书更新。

《电气控制与可编程控制器》课程, 根据不同专业的不同教学学时, 都安排有8~12学时的实验课。以往的实验课, 实验指导书是根据厂家的设备说明书编写, 电路和软件都很详细, 学生只要按指导书上的步骤连好电路和输入软件, 实验就可以完成。全部是验证性实验, 学生做实验的积极性不高, 实验效果也不好。保留一半的基础验证性实验, 我们把另一半的实验开设成综合设计性实验, 更新了配套的实验指导书, 实验指导书上综合设计性实验只有实验目的、实验设备和实验器件的资料和实验要求等内容, 不提供具体的实验电路和软件。我们提前一周把实验题目公布给学生, 让学生分组根据已学知识, 收集和整理相关资料, 自己设计实验所需电路和软件。软件允许学生选择梯形图、步进指令或者指令表程序中的任意一种编写, 在老师审核同意后就可进行实验操作。综合设计性实验开设, 极大地提高了学生做实验的积极性, 锻炼了学生的动手能力。

2. 开设课程设计课程。

《电气控制与可编程控制器》课程是一门实践性很强的专业课程, 实验课的开设对学生动手能力的培养很有帮助, 但是实验课课时有限;实验课往往是局部电路的验证和设计, 还不能够让学生全面了解和掌握电气产品设计的全过程。为此, 我们在自动化、电气自动化等专业的教学计划中安排有两周的《电气控制综合课程设计》课程。

综合课程设计要求学生在教师指导下独立完成某一电气控制系统设计。学生需要掌握电气控制系统的完整设计过程;熟悉有关设计规范, 会用图纸、文字资料表达设计意图;在设计过程中, 需大量查阅有关资料和设计规程、规定, 学会收集设计资料的方法和途径;提高编制工程设计图纸资料的能力;根据任务书的要求, 完成设计报告。

一个专业的课程设计一般由两个教师负责指导, 教师把一个专业的学生分成两个大组, 再按4~5人分成若干小组, 教师为每组拟定不同的设计题目、设计任务及要求。电气控制综合课程设计在教师指导下由学生分组独立完成, 每组学生应完成的设计内容及要求如下。 (1) 根据工艺技术要求编制设计任务书。 (2) 控制系统方案设计:根据电气控制要求, 拟定设计技术要求;对方案进行分析比较和选定, 要求对至少两个以上方案进行对比分析;根据选定的控制方案绘制电气控制系统方框图。 (3) 根据选定的电气控制系统方案进行电气控制线路设计:单元电路设计;完整的电气控制系统设计;完成元器件的选型。 (4) 根据现有的实验设备完成模拟电气控制系统的设计并仿真调试。 (5) 完成课程设计报告的撰写。

完成课程设计, 既要掌握控制理论、电气控制与可编程序控制器和电机与拖动基础知识, 还要了解本专业的有关工程实际知识, 如工程设计的程序和方法、电器元件选型的方法和步骤等内容。利用课程设计的机会, 对学生进行综合技能的培养, 让学生熟悉电气产品设计的全过程, 使学生在校期间就接触工业自动化的最新技术并使实践环节训练更贴近工程实际, 增强了学生的学习兴趣, 提高了实践环节的教学质量。

3. 开设第二课堂———电气控制与可编程序控制器的高级技术。

如何让感兴趣的同学在校期间就能够很好地掌握电气控制高级技术, 为企业培养高素质人才呢?

我们为学生开设了第二课堂。我们共设置变频器的应用、PLC模拟量模块及其应用、PLC的通信、人机界面 (触摸屏) 技术和PLC的仿真软件五个模块, 每个模块设置相应的学分且纳入学校的教学计划, 实验室对学生全天开放, 学院安排专门的指导教师进行指导, 学院定期对选择模块的学生进行考核, 考核合格给予相应的成绩。开设第二课堂使学生的动手能力得到了进一步提高。高级技术掌握得较好的同学, 在毕业生双选会上表现出很强的竞争力, 在参加工作后表现出上手快、后劲足的优势, 普遍获得用人单位的好评。

三、网络课程建设

随着多媒体技术和互联网技术的飞速发展, 学习模式和学习方法发生了巨大的转变, 课程网络化成为教育方式多样化的重要组成部分。网络课程辅助教学作为课堂教学的补充和课外延伸, 已在课程学习中起到越来越重要的作用。

2008年, 利用学校提供的天空教室网络平台, 《电气控制与可编程序控制器》已完成网络课程一期建设, 相关专业的教学大纲、网络课件、PPT课件、习题等内容已可以在网络课堂上供学生使用。可以实现网上布置作业、网上批改作业、网上答疑等网络平台提供的功能。目前, 我校网络平台的软件正在更新, 针对一期网络课程存在上网内容比较单一, 不同专业设置的对应内容太少, 网上布置作业、网上答疑等网络课程的辅助教学手段使用不够充分等问题, 我们组织课题组的老师, 根据修订的最新教学大纲, 对网络课件、PPT课件、习题、企业资源、可编程序控制器的仿真软件等内容进行了更新;增加了网络视频, 积极建设校级精品资源共享课程, 为学生课后上网学习搭建了一个很好的平台。通过近几年的教学实践, 我们深刻体会到了在教学过程中学生是教学活动的主体, 除了教师从教的方面努力调动学生的积极性提高课堂的教学效果外, 还应配合现代化的教学方式和辅导手段, 解决现代化教学方式效率高而学生做笔记困难的实际问题, 学生也应从学的方面摆脱传统教学方式对他们的影响, 摸索总结出一套适应现代化教学方式的学习方法来, 以进一步提高教学质量。

四、教材建设

我校有自动化等专业开设《电气控制与PLC》、《可编程序控制器》、《机械电气控制及自动化》等课程, 其他高校情况类似。2005年前, 我们在选用教材时发现, 能够满足要求的教材不多。为此, 我们课题组的老师从2005年开始就收集资料, 总结多年的教学经验, 进行教材编写。教材编写的指导思想是理论结合实际, 突出学生工程应用能力的训练和培养, 便于组织教学和实践。内容安排上特别注意每篇之间既相互联系, 又相互独立, 以利于分别开设“电气控制技术”与“可编程序控制器”两门课程的院校选用。教材编写时特别注意使用的文字符号和图形符号符合最新的国家电气制图标准。《电气控制与可编程序控制器》教材第一版于2007年9月由化学工业出版社正式出版。目前在我校自动化等专业已使用多届;同时被东南大学、陕西农林科技大学、韶关学院等几十所院校选用。《电气控制与可编程序控制器》教材建设既满足了教学的需要, 又对提高该门课程的教学质量提供了帮助。2009年1月获得中国石油和化学工业优秀教材二等奖, 2012年3月入选四川省“十二五”规划教材。2014年8月, 《电气控制与可编程序控制器》教材第二版也由化学工业出版社正式出版。丰富的课堂教学和实践教学经验是教材建设的质量保证, 教材建设满足了教学的需要, 同时教材建设又提高了教师的教学水平。

五、结语

经过近几年的教学改革实践, 该门课程的授课质量较好, 获得了同学的一致好评, 也形成了多达7人的教学质量稳定、高水平的教学团队, 主讲该门课的教师在教学上也取得了一定的成果, 本课题组教师多次获得学校课堂教学优秀奖。注重人才素质和能力培养是教学改革中讨论的重要话题。随着教学改革的不断深入, 教师和学生的认识会逐步提高, 我们也想借助我校教学改革的东风提高思想认识, 积极建设《电气控制与PLC》省级精品课程, 把该门课程的教学工作推向一个新的高度。我们要进一步扎扎实实做好具体的教学工作, 在教学工作过程中更加努力地探索有利于学生素质和能力培养的新方法、新途径。

参考文献

[1]颜文旭.在“电气控制及PLC”中应用案例教学法的实践与思考[J].中国电力教育, 2010, (1) .

[2]杨孟涛, 等.电气控制及PLC课程教学改革探索[J].重庆科技学院学报 (社会科学版) , 2013, (1) .

[3]吴宏歧, 等.《电气控制及PLC》课程工程案例教学方法研究与实践[J].大学教学, 2013, (10) .

[4]周敏, 等.成效为本的“PLC控制技术”课程教学改革[J].电气电子教学学报, 2014, 36 (1) .