控制课程

控制课程（精选12篇）

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.

控制课程 篇2

1课程性质与教学现状

长期以来，我校该课程采用课堂讲授的教学方式。教师按照自己对课程知识的理解，注重知识的传授，学生则在“过关”的压力下被动地学习，其行为表现为机械记忆。教师的讲授过程抽象，不具有问题导向性，传递的信息很难引起学生的学习兴趣和主动性。为了考试过关，学生把信息作为一种事实去背诵，而不是将信息作为对相关问题解决的一种工具来掌握。在这种非问题导向的教学环境下，形成了较为普遍的应付考试突击记忆的现象，学生对知识的学习在经过短期记忆后即遗忘，更谈不上将其运用于解决问题的实践中。这种教学模式以“教”为核心，学生为了达到考核要求，往往会放弃“体验、思辨、感悟”等有助于形成解决问题能力的必要过程，而是集中于对事实性知识的记忆，教师无法引导学生建立基于兴趣和解决问题的主动学习方式，也很难培养学生灵活运用知识、举一反三、形成创新能力的基本素质。

2以学生为中心，构建主动学习教学体系

学生是学校教育的主体，如何让学生通过教学过程获得知识，并能够灵活运用，是教师的任务和使命。大量的教育心理学家认为：“知识的获得，是在一定的情境下，学习者借助他人(教师和学习伙伴)的力量，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得，而不是通过教师传授得到。”建构主义理论，得到了广大教育研究者和教育工作者的关注。建构主义理论有丰富的内涵和深刻的哲学基础，其根本内容可以概括为“以学习者为中心，强调学习者主动探索、主动发现知识，强调对所学知识意义的主动建构”。由此可见，建立问题导向，有助于形成学生主动学习且有利于实现知行结合，达到教育的目的。

2.1问题导向主动学习的关键构成

基于问题的学习方法(Problem-basedLearning，PBL)由美国神经病学教授Borrows于1969年在加拿大McMaster大学医学院根据建构主义理论创立。PBL强调以学生的主动学习为主，因而能更好地培养学生创造性思维和解决问题的能力[4]。教育学认为，主动学习的特征为，在教育者的引导和启发下，受教育者能够清晰理解知识的本质作用，学习者主观能动性得到更大的发挥，逐渐脱离教育者的指导和影响，形成独立的自我学习、自我认识、自我修养和自我发展。在这一过程中，强调通过教育者的引导，学习者理解知识本质并主动学习。心理学研究认为，主动学习的主体是学习者本人。从心理激励和行为动机的角度分析，学习行为是心理选择的外在表现，对学习者而言，学习成就是学习的主要动机，实现以解决问题为主的.心理激励是实现主动学习的关键。主动学习积极性的产生，来自学习结果促成的“学习需要”。但是对成就动机而言，教育者能清晰明了地将与成就关联的知识构成、知识体系以及知识本质对被教育者以循循善诱的方式启发和引导，并使被教育者建立起完整的自我认知，这是实现主动学习的心理激励和关键构成。综上所述，我们不难归纳出主动学习实现的关键构成：问题意识与学习兴趣;问题导向的教学情景;与问题关联的知识结构;开放合作的探索环境;建立成就动机激励体系。

2.2控制工程基础课程主动学习教学策略设计

在教学模式设计中突出以学习者为中心，激发学生学习兴趣和成就动机，是教学模式设计的核心所在，同时给定和设计好贯穿机械控制工程基础课程逻辑的系列问题，是实现问题导向主动学习的必要条件。根据前面对问题导向主动学习的关键构成的讨论，我们设计了机械控制工程基础课程主动学习教学策略。

2.2.1培养学生问题意识，激发学生学习兴趣

兴趣是最好的老师。为了让学生建立对机械控制工程基础课程的学习兴趣，教师要在课程初始介绍这一环节，让学生感知控制在机械中的价值和功能，做到这一点，除了需要教师在绪论讲授过程中辅以大量的国内外图片和事例以及在机械控制中存在的各类问题外，最有效的办法是设计与课程相辅相成的实践观摩和实验演示，这有助于学生了解课程的整体性和价值所在，激发他们的学习兴趣，并培养他们的问题意识。

2.2.2构造问题导向的教学情境

按照建构主义理论，构建与问题导向的情境，明确问题以及解决问题的价值，使学生能够对问题形成客观独立的认知，这是学生主动学习、积极探索的关键。在这一环节中，教师是设计者，围绕整个课程要求和专业素养的要求设计教学情境。问题情境应在课程开始就明确告知学生，使他们在课程学习中能够沿着知识逻辑顺序解决这些问题，并逐渐构建自身的知识体系。问题的设计既要明确，又要涵盖知识要点。根据教学组多年的教学体验，我们设计了以下问题：

(1)系统确定条件下的输入输出关系确定问题(系统分析问题);

(2)系统确定、输入确定，如何满足输出要求的问题(系统优化与设计问题);

(3)输入输出确定，何种系统结构适合的问题(系统辨识与预测问题)。尽管这些问题在传统的教学过程中也被归纳为“系统分析、系统优化、系统设计、滤波与预测、系统辨识”五类问题，但因为主要是基于知识传递而形成的知识抽象，而非与问题关联，对于初学者而言过于抽象而不够形象，我们归纳成以上三类问题，并结合实际例子，帮助学生建立起问题导向的知识构建体系。

2.2.3提示并引导学生围绕问题构建知识体系

机械控制工程基础课程涉及控制理论、数学基础、机械运动、力学基础等多门基础课程，为了让学生明晰问题与解决路径之间的知识关联，教师需要对该课程解决实际问题过程中所需构造的知识体系进行关键知识点的讲解、串通知识，关键是帮助和引导学生建立解决问题为主要导向的知识构成。如课程的性质，首先让学生明白，该课程的核心要素是“输入、系统、输出”，希望实现系统稳定和优化。在引导学生构建问题导向的知识体系中，要紧紧围绕三要素之间的动态关系来进行。引导学生构建知识体系要循序渐进，首先让学生认识系统关系，继而理解系统的数学模型，然后分别对系统的时域响应和频率特性进行分析，并以此为基础分析系统稳定性，最后在系统特性分析基础上，依据系统的性能指标对其进行校正。尽管对于一些复杂系统会涉及较为抽象的数学运算，如一阶或二阶微分方程，但是只要理解系统与输入输出的关系，系统模型很容易与输入建立起关联，自然就能够建立反映系统特性的微分方程和传递函数。所以，只要让学生建立“输入、输出、系统”三者间的关联，问题就会明确，主动学习方向就会明确。引导学生建立基于上述三类问题解决的知识构建体系，是引导学生学好该课程的关键。

2.2.4构建开放的适于探索性学习的学习环境

设计开放的实验体系，要求学生根据课程进度和解决工程实践问题的要求，循序渐进地设计出基于个人独立完成与合作完成的实验项目。在这个环节中，教师需要给出明确的实验项目要求，提出解决哪一类问题，学生根据问题的要求自行设计实验项目和内容，独立或合作完成。例如：控制过程经常涉及拉普拉斯变换，学生在掌握基本知识要点的前提下，可以自主改变控制参数，并设计不同的控制目标。同时，我们引入基于MATLAB的辅助实验条件，帮助学生利用计算机仿真验证实验和学习效果，激发学习兴趣。

2.2.5建立成就动机激励体系

机械控制工程基础课程是应用性和实践性很强的课程，学习效果的关键表现应是知行结合、学以致用、提高解决问题的能力，而不是简单的卷面成绩。更为重要的是，考核内容与方式要能够有效激励学生，促进学生主动学习，并不断地提升专业素养。在考核方式上，我们摒弃传统方式，建立基于解决问题与创新能力的评价方式，该方式包括自评、互评、师评和加分，是有学生参与和开放的评价模式。

3结束语

电力拖动控制线路课程教学思考 篇3

关键词：电力拖动 兴趣 实践 一体化教学

电力拖动控制线路课程是中等技工学校机电维修电工专业一门理论性和实用性很强的技术基础课程，教学内容主要由常用低压电器、电力拖动基本控制线路、常用机床线路等部分组成。而基本控制线路的构成、原理、安装、调试与维修是本课程的重点，也是学生参加中级职业技能证书考试必过的一关。笔者就电力拖动控制线路课程教学现状及作法做简单分析。

一、电力拖动控制线路课程教学现状分析

1.对学生现状的分析

目前技校招收学生多为初中成绩较差、行为习惯有问题、学习兴趣受到挫伤、学习能力较差的学生。由于他们在学习上的“失败”，加上现实社会的各种影响，他们往往放弃学习，把精力转向与学业无关的地方，但是这些人却思维活跃、好奇心及动手能力强。

2.对学校教育的认识

现在，人们所拥有的知识与所具备的能力，往往更多的不只是来自于学校的教学及课堂中所学的内容，而是需要在知识上、素质上不断调整、改进、提升自己，不停地思考、不停地阅读、不停地反思、不停地创新。有些学生毕业工作后回来对老师说，在工作岗位上我们在学校学的知识大都用不上，有些甚至一点关系都没有，在工作中需要重新学习并掌握一些新的知识与技能。笔者认为，有没有参加过学校教育，对人们的素质与技能的提高肯定有不同之处。一个受过教育与一个受教育不多的人相比，除了文化知识的差异，他们无论在个人素质、修养、气质等方面都有一定的差异。学校不仅可以教学生学到书中的知识，更蕴含着一种文化精神，学生在这种健康的环境下成长，可以陶冶情操、启迪心智，从而促进学生的全面发展。

3.对教材的分析

本单元系统介绍了电动机基本控制线路的构成、工作原理、安装、调试及维修。电动机基本控制线路是组成电力拖动有触点控制线路的基本单元，是设计和分析生产机械电气控制线路的基础。本单元的知识，既是前面所学低压电器知识的应用，也是直接为后面生产机械电气控制线路的学习服务，起着承前启后的作用。

二、电力拖动控制线路课教学具体策略

1.激发学生学习兴趣

从电力拖动控制线路课程教学与实践经验表明，学生在刚接触本课程学习时，由于好奇心，开始听得比较认真，但以后长时间的理论教学容易使学生失去学习兴趣和信心，渐渐地出现学生上课不专心甚至睡觉等现象。为此，在电力拖动控制线路课程教学中，教师可以先采用让学生看一些有关控制线路实际应用的视频资料，把日常生活中大家经常能够接触到的事物与电力拖动课联系起来，这样一方面增加学生的知识面，另一方面学生对所学的知识也更容易理解，学习兴趣也更加浓厚，以后再动手实践获得感性认识，并辅之以理论与原理的教学来提高学生的学习兴趣。平时我们还可以组织一些个人之间、小组之间的竞赛，培养他们的团队合作精神。

2.开展一体化教学

在教学过程中，我们可以在介绍一些与控制线路有关的知识后，就让学生进行一些简单的安装操作。例如，电灯的两地控制。两个开关控制一个电灯是我们生活中最常见的，也是最实用的电路。通过对该电路的学习，能培养学生安装操作的最基本能力，能给学生一个感性认识，激发学生的学习积极性。

第一，运用复习法。该课程在前后各课题之间都有密切的联系，因此，在授课过程中教师要注意新旧知识之间的联系，引导学生及时复习已学过的知识，通过电动机控制线路的实际应用，进一步加深对低压电器的功能和动作原理的理解。

第二，精心备课。一体化教学对教师的备课也提出了更高的要求，教师课前不仅要备内容、备学生，还要备材料、备场地。教师要认真钻研教材，对教材内容进行处理；要结合学生和生产实际需要，对一些不适合实际应用的知识和过于繁杂、学生难以理解的知识该删的就删，该简的就简，该补充的就补充；要分清主次，突出重点和难点，把最基本的内容讲好、练好，做到因材施教。教师在课前要安装好示范用的控制电路板，以便上课时能利用示范板电路进行工作状态的演示，并以此引出电路结构，分析工作原理，以提高学生的学习兴趣，加强教学的直观性。

第三，采用互动式、启发式教学。在三相异步电动机正转控制线路中，教师按照手动正转控制线路→点动正转控制线路→接触器自锁正转控制线路→连续与点动混合控制线路的顺序教学，在强调理论基础的同时，重视实践技能的培养，将理论教学内容融合到实践教学中，在实操过程中深化理论知识。在每讲一个新的控制线路之前，教师先引导学生复习学过的线路，然后提出新的控制要求，启发学生根据控制要求，运用学过的知识，自己动手、动脑，画出符合要求的线路。教师给出正确的线路与之对比，找出存在的差别，分析原因并进一步改进，最后再归纳、总结、讲评。这样通过学生的自主参与，培养学生的独立分析与思考能力，培养学生在实践中发现问题、解决问题的能力，并通过反复练习，使学生牢固掌握各种基本控制线路，逐步提高读图能力。

第四，正确处理理论与实践的关系。教师要将理论与实践教学有机地结合起来，理论教学要充分运用实物、示范电路板或多媒体进行演示。在学完一个控制线路后，教师要及时安排实训教学，在实训教学过程中，引导学生随时复习所学理论知识，不仅要教会学生干什么，更要教会学生明白为什么要这样干，真正做到理论与实训教学的一体化。

第五，操作的规范化和安全意识。目前我们的训练还是以硬导线为主，在操作过程中要正确选择合适的电器，注意接线的方法、主电路和控制电路用线的颜色区分，线路布局要合理，走线要横平竖直。本课程的操作课需要在通电的情况下进行，所以教师要特别强调严格遵守维修电工安全操作规则，强化安全意识。教师在示范操作时，要特别注意操作的规范化。在学生训练时，教师要加强巡回指导，及时纠正学生操作过程中出现的错误，确保操作安全，逐步培养学生良好的安全文明生产习惯。另外一些元器件、导线等，都是能够重复利用的材料，教师要尽量做到重复利用，充分利用现有条件，搞好实训教学。

教育，特别是职业教育应以培养学生的动手操作能力为中心，作为“传道、授业、解惑”的教师，在教学中要充分发挥学生的主观能动性，做到真正意义上的技能教学。提高电力拖动控制线路课教学效果的各种方法，需要结合学生的实际，不断地进行摸索、试验、反馈、调整，才能激发学生学习的兴趣和思维。随着电力拖动控制线路知识的不断更新，各种教学媒体的日趋丰富，教学设备的逐步完善，我们的教学思路、教学方法也应做出相应的调整，教学生学会，不如教学生会学，以适应不断发展的形势，真正培养出社会所需要的应用型技能人才。

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) .

伺服运动控制系统课程总结 篇5

6.1、对课程的教学方法、教学效果有何客观评价？

伺服运动控制系统采用的是每节课一个专题的方式进行教学，在总体上是我们对电机以及伺服运动控制系统有一个整体的了解，由于本科学习过程中没有接触过电机以及相关的课程，这门课使我对电机有了相关的了解，课堂上的入门学习以及课后查阅相关资料的补充学习，让我觉得上了这门课之后受益匪浅。我的建议是每一章学习后，都要给学生们进行知识点总结，一则让其掌握本章学习的知识框架，二是帮助我们回顾一些细节性的东西。

6.2、结合自身研究的课题，谈谈对《伺服运动控制系统》课程教学内容、授课方式的建议。

本人研究的课题是全自动麻将机的设计，其中涉及到图像处理的各种算法以及多电机的协调控制，目前正处于电机的选型阶段，这门课的对于各种电机的介绍让我了解了不同类型电机的优缺点以及应用场合，为课题中电机的选型提供了理论上的帮助。

6.3、请针对某一章节具体内容谈一下学习感受

通过对步进电机伺服系统这一章的学习，我将伺服电机与步进电机的优缺点进行总结。

步进电机作为一种开环控制的系统，和现代数字控制技术有着本质的联系。在目前国内的数字控制系统中，步进电机的应用十分广泛。随着全数字式交流伺服系统的出现，交流伺服电机也越来越多地应用于数字控制系统中。为了适应数字控制的发展趋势，运动控制系统中大多采用步进电机或全数字式交流伺服电机作为执行电动机。虽然两者在控制方式上相似（脉冲串和方向信号），但在使用性能和应用场合上存在着较大的差异。现就二者的使用性能作一比较。

一、控制精度不同

两相混合式步进电机步距角一般为 1.8°、0.9°，五相混合式步进电机步距角一般为0.72 °、0.36°。也有一些高性能的步进电机通过细分后步距角更小。如三洋公司（SANYO DENKI）生产的二相混合式步进电机其步距角可通过拨码开关设置为1.8°、0.9°、0.72°、0.36°、0.18°、0.09°、0.072°、0.036°，兼容了两相和五相混合式步进电机的步距角。交流伺服电机的控制精度由电机轴后端的旋转编码器保证。以三洋全数字式交流伺服电机为例，对于带标准2000线编码器的电机而言，由于驱动器内部采用了四倍频技术，其脉冲当量为360°/8000=0.045°。对于带17位编码器的电

机而言，驱动器每接收131072个脉冲电机转一圈，即其脉冲当量为360°/131072=0.0027466°，是步距角为1.8°的步进电机的脉冲当量的1/655。

二、低频特性不同

步进电机在低速时易出现低频振动现象。振动频率与负载情况和驱动器性能有关，一般认为振动频率为电机空载起跳频率的一半。这种由步进电机的工作原理所决定的低频振动现象对于机器的正常运转非常不利。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。交流伺服电机运转非常平稳，即使在低速时也不会出现振动现象。交流伺服系统具有共振抑制功能，可涵盖机械的刚性不足，并且系统内部具有频率解析机能（FFT），可检测出机械的共振点，便于系统调整。

三、矩频特性不同

步进电机的输出力矩随转速升高而下降，且在较高转速时会急剧下降，所以其最高工作转速一般在300～600RPM。交流伺服电机为恒力矩输出，即在其额定转速（一般为2000RPM或3000RPM）以内，都能输出额定转矩，在额定转速以上为恒功率输出。

四、过载能力不同

步进电机一般不具有过载能力。交流伺服电机具有较强的过载能力。以三洋交流伺服系统为例，它具有速度过载和转矩过载能力。其最大转矩为额定转矩的二到三倍，可用于克服惯性负载在启动瞬间的惯性力矩。步进电机因为没有这种过载能力，在选型时为了克服这种惯性力矩，往往需要选取较大转矩的电机，而机器在正常工作期间又不需要那么大的转矩，便出现了力矩浪费的现象。

四、运行性能不同

步进电机的控制为开环控制，启动频率过高或负载过大易出现丢步或堵转的现象，停止时转速过高易出现过冲的现象，所以为保证其控制精度，应处理好升、降速问题。交流伺服驱动系统为闭环控制，驱动器可直接对电机编码器反馈信号进行采样，内部构成位置环和速度环，一般不会出现步进电机的丢步或过冲的现象，控制性能更为可靠。

六、速度响应性能不同

步进电机从静止加速到工作转速（一般为每分钟几百转）需要200～400毫秒。交流伺服系统的加速性能较好，以山洋400W交流伺服电机为例，从静止加速到其额定转速3000RPM仅需几毫秒，可用于要求快速启停的控制场

合。

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.

控制课程 篇7

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.

计算机控制技术课程教学实践 篇8

1. 培养学生的学习兴趣，调动学习积极性

“兴趣是最好的老师”，培养学生的兴趣是关键。不论教师讲得多好，如果学生对讲的内容不感兴趣、感觉没用，他就不会努力学习这门课程，教学肯定是不成功的。为了避免学生出现对计算机控制技术这门课的误解，对它失去兴趣，起初上课时，教师不要讲授太多太深的理论知识，可结合学生所学专业，进行现场参观和动画演示。实例的有效引入，可以让学生了解计算机控制技术的实用性，激发学生的学习兴趣，培养学生的学习积极性。学生学习的积极性调动起来了，教学也就成功了一半。另外，还可利用网络通讯工具和学生交流，巩固学生已经树立起来的学习积极性，如在网上论坛上设立留言板和讨论板，学生可以向教师提出问题，教师在网上解答学生的问题，同时教师也可以在网上发布相关材料，让学生展开讨论，这样能极大地激发学生的学习兴趣，使得以往教师的“满堂灌”的填鸭式教学变成学生自主式学习。

2. 精心选择教材，吃透教材，形成适合教学的讲义

作为一门现代的交叉学科，计算机控制涉及自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术等诸多学科，呈现开放性、集散性、智能性和信息电子化与网络化的特点。基于本学科的这种特征，初学者很难掌握计算机控制的精髓，并应用于工业生产过程。因此，一本好的教材将有助于初学者理解、掌握和应用计算机控制技术。

选用教材的原则：首先，根据教学大纲选择教材，对于高职学生，不能选择本科教材，因为对于不同的学生，教材的侧重点不同，但教师可以选用本科教材作为参考书。其次，尽可能选用优秀教材、名校教材。最后，不能只凭订书单上的名称和简介来选定教材，选定之前应该看到样本。总之，选择合适的教材，既要有利于教师设计教学过程，又要有助于学生的学习。

教师拿到教材后，应尽早地备课。教师必须吃透教材，做到融会贯通，举一反三。这样才能对教材有整体把握，才能根据大纲的要求，合理地安排章节的取舍、章节的学时数，包括理论课、实践课等。教师应当发挥创造性，应该有自己的风格，不能“照本宣科”，要适当地穿插一些实际的资料，从而形成适合教学的讲义，提高教学质量。

目前，我院正在进行示范校建设，将逐步对专业课教材进行改革，我所讲授的计算机控制技术课程也进行了一些有目的的尝试。其核心就是采用“基于工作过程”的教学模式，使教材更接近学生实际，更接近生产实际。

3. 以学生为主体，不断改进教学方法

计算机控制技术课程的内涵十分丰富，涉及的知识单元和知识点很多。因此在教学过程中，教师不仅要培养学生计算机控制技术，而且要培养学生系统分析和系统开发的技能。实施“计算机控制技术”的教学，课堂教学中往往以教师讲课为主，要求学生紧跟教师的思路，但是教学方法极易造成教与学的脱节，限制学生创造力的正常发挥。因此，教师应以学生为主体，紧扣教学大纲所确定的培养目标，以应用为目的，以必需够用为尺度，打破课程界限，将相关课程的知识点加以整合，按照“实际、实用、实践”的原则重新组织教学内容。这是计算机控制技术教学方法的重要方面，也为教师在讲课过程中提出了更高要求。

根据计算机控制技术课程教学的实际要求，现有课程一般都在多媒体网络教室中授课。教师通过广播系统可将讲课内容和操作计算机的过程同步显示在所有的学生机上，可以使讲解的内容更加直观形象，更易于理解，极大地丰富课堂教学内容，加大传递信息的容量，提高教学质量和教学效果。但这种方式也有不足之处，首先，多数学生可能没有接触过这种教学方法，缺乏相应学习经验。其次，授课过程中，教师将讲课内容制作成电子教案或教学课件进行课堂演示，信息量大，如果速度太快，学生将无法做到边听课边做笔记，学生印象较浅，容易遗忘。因此，我改进了教学方法，建立了个人的网站，为学生提供教学相关的信息资源支持环境。学生可以通过上网获取教学大纲和教学计划等文件，也可以下载相关学习课件、实验素材和习题等，进行复习或自学，以加强和巩固课堂上所学的内容。另外，教师在教学过程中的角色转换也是一个重要环节，除了原有理论课教学、上机指导、习题课以外，还需加强包括网上通知、网上答疑、在线讨论等方面与学生的沟通和交流。

4. 强调实践环节，以培养学生能力为中心

计算机控制技术是一门实用性很强的课程，既有理论又有实践，既讲方法又讲动手能力。许多知识和技能是要靠学生自己动手，在实践中获取的，实践是学生认知的重要环节。经验表明，通过实践可以提高学生分析问题、解决实际问题的能力，可以提高学生的创新能力，可以提高学生自主学习能力，可以提高学生基于问题式的学习能力。

合理安排课堂讲授与实践的比例，这体现了对学生的培养目标。以我的经验，过去安排的学生实践比例太少了，应该适当增加。

实践方式也应该丰富多彩。实践的目的首先是印证对理论的理解，然后熟悉、掌握所学技能，最后综合利用所学知识，启发学生的创造能力和创新精神。在实践环节里，应尽量减少验证型实验的比重，适当增加设计型、综合型及实用型实验。目前大部分实验项目都在实验台上进行，缺点是学生无法看到真正的实物。为了增加学生的感性认识，授课教师可以准备一些如传感器、调节阀、小电机等实用的散件，要求学生完成系统的设计、安装和调试实验，以提高学生的动手能力，为学生创造性发展提供良好的条件。

只有多动手实践，学生才能激发对掌握计算机控制技术产生兴趣，才能成为既懂得理论又能实际操作的复合型人才。教师主要回答学生遇到的问题和引导他们去探索及创新，这就使学生的主体作用得到了发挥，让学生自己动脑、动手去实践，达到由不知到知的过程，有助于学生形成系统的知识结构。

《过程控制》课程教学改革和探索 篇9

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.

控制课程 篇10

《工厂电气控制技术》是电气工程及其自动化、机电一体化技术等专业的一门技术基础课程。它的培养目标是:使学生掌握交直流电机拖动、低压电器控制技术等方面的基本知识和技能, 将学生培养成为高素质技术应用性人才, 同时为学习后继课程打好基础。但传统的《工厂电气控制技术》课程教学方式主要采用课堂讲授的形式, 以讲授工厂电气控制相关各种理论知识为主, 实践环节偏少, 致使理论与实践脱节, 学生对电气控制的设计能力和动手能力很欠缺, 不能很好地将理论应用于实际, 与教育培养高级技能型专门人才相悖。为了改变这一现状, 适应“以就业为导向”的教学改革, 我们认为应当对《工厂电气控制技术》课程进行教学改革, 重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力, 立足于工学结合。

二、教学改革的内容、主要特色

根据电气工程技术应用专业的人才培养模式, 本课程从应用的角度出发, 基于工作过程采取“阶段性、梯次递进”的由简到难的原则, 以项目为例学习, 完成工作任务或项目, 驱动教学对象实现对工作过程的认识和对完成工作任务的体验, 从而形成职业岗位能力。确定了该课程的教学模式:是以职业核心能力培养为主线, 以电气控制设备和机床类电气设备的设计、运行、安装、调试与维护等项目为载体, 并将项目分解为若干个任务用以培养和训练学生的职业岗位能力;在教学过程中, 以学生为主体, 实施以“教、学、做一体化”和“任务驱动, 项目导向”为行动导向的基于工作过程的教学模式。教师的任务是对整个学习或工作的过程进行发动、监督、帮助、控制和评估。教学放在实验室中进行, 介绍各种典型控制电路工作原理, 各种工业控制低压电器的性能、特点及使用方法并配合现场动手操作, 帮组学生理解所讲内容, 提高实际分析问题和解决问题的能力, 做到真正的理论与实践相结合, 教师只是针对性的讲授、示范、引导, 重点突出技能培养。整个教学中, 要安排三分之二的左右的学时让学生自己连接控制电路。实行“教、学、做”一体化项目教学。

课程教学内容:根据机电技术应用专业核心职业岗位所需要知识、能力、素质要求选取的教学内容, 教学内容要涵盖国家职业标准 (中、高级) 相关应知、应会内容, 教学内容选取要考虑岗位职业要求, 注重岗位化能力培养, 按由简到难、由单一到综合、循序渐进的原则, 以基本控制线路为主线, 学习从低压电器的认识、低压电器的结构及工作原理、基本控制线路的分析和设计、典型工厂控制线路的分析、调试和设计、评价全过程。每一学习情境均以工作任务承载教学内容, 基于工作过程设计课程内容, 来达到即定的培养目标。

三、本项目预期的主要目标

1. 专业能力目标:

1) 掌握各种电器元件的基本原理、技术参数, 能够根据需要正确选择;

2) 能够正确使用常用的电工工具完成低压电器元件的安装;

3) 熟练掌握低压电器元件的文字和图形符号, 具备识读电路图能力;

4) 能够根据给定电气控制原理图进行电气接线;

5) 能熟练使用万用表进行低压电气控制电路故障排查;

6) 能实施常用机械设备电气控制电路的故障排查;

7) 可以根据给定的控制要求, 完成简单控制电路的规划与实施;

8) 了解PLC的结构和工作原理, 掌握PLC基本指令、功能指令和编程方法;

2. 方法能力目标:

1) 通过理论实践一体化课堂学习, 使学生获得较强的实践动手能力, 使学生具备必要的基本知识, 具有一定的资料收集整理能力, 制定、实施工作计划和自我学习的能力;

2) 通过该课程各项实践技能的训练, 使学生经历基本的工程技术工作过程, 学会使用相关工具从事生产实践, 形成尊重科学、实事求是、与时俱进、服务未来的科学态度;

3) 通过对电机及控制方法的认识和深刻领会, 以及教学实训过程中创新方法的训练, 培养学生提出问题、独立分析问题、解决问题和技术创新的能力, 使学生养成良好的思维习惯, 掌握基本的思考与设计的方法, 在未来的工作中敢于创新、善于创新;

4) 在技能训练中, 注意培养爱护工具和设备、安全文明生产的好习惯, 严格执行电工安全操作规程。

四、课程的总体安排及考核方案

1. 课时的分配及进度:

授课12周, 每周4学时, 总学时48。理论授课16学时, 实验实习32学时。

2. 考核方案:

《工厂电气控制技术》课程理论考核以够用、实用为基本原则, 降低了理论考核的要求。重点突出考核学生在电气控制方面的设计能力和实际动手能力考核, 强调实践效果。

考核评价方式采用过程考核+理论考核+技能鉴定。课程考核评价和职业技能鉴定紧密结合起来。学生必须参加劳动和社会保障部组织的电气控制中级工职业技能鉴定, 并将学生参加职业技能鉴定所取得的成绩作为学生《工厂电气控制技术》课程考核评价的组成部分 (占40%) 。其中理论考核以闭卷形式进行, 考察学生对电气控制原理的基本概念、原理、应用的了解。考试成绩的20%记入期末总成绩。实践考核在电气实训实验室进行, 每一位学生随机抽取任务工单, 含有设计和安装调试接线, 成绩的40%记入期末总成绩。

摘要：《工厂电气控制技术》课程是电气自动化和机电一体化专业的一门核心专业课, 对学生职业能力培养和职业素质养成起主要支撑作用, 也为学生考取中、高级维修电工资格证书做准备。通过本课程的学习, 学生能够独立完成中等复杂程度控制电路安装、调试、维护和设计, 并能获得电气控制国家职业技能中级证书, 并为后续课《电气综合实训》、《毕业设计、毕业实习》打下坚实的基础。

关键词：课程教学模式,专业能力目标,职业岗位能力

参考文献

[1]王永华.现代电气控制及PLC应用技术[M].北京:北京航空航天大学出版社, 2013:1-334.

[2]王仁祥.常用电压电器原理及其控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2006:1-120.

[3]马志勇主编.常用自动化控制器件手册[M].北京:机械工业出版社2012:1-180.

[4]吴勤勤.控制仪表及装置 (第二版) [M].北京:化学工业出版社, 2002:47-51.

[5]方承远.工厂电气控制技术[M].北京:机械工业出版社, 2000:1-100.

[6]赵明主编.工厂电气控制设备[M].北京:机械工业出版社, 1994.1-100.

[7]陈小华.现代控制继电器实用技术手册[M].北京:人民邮电出版社, 1998:1-380.

[8]余雷声.电气控制与PLC应用[M].北京:机械工业出版社, 1997:1-200.

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.

控制课程 篇12

关键词：理实一体化课程,可编程控制器 (PLC) ,教学法,资源建设

职业教育作为高等教育的重要组成部分, 为社会输送了大量的高素质技能型人才。随着社会经济与科学技术的发展, 社会对人才的需求与要求也逐渐的发生着变化, 为了适应社会对人才的需求变化, 职业教育教学目标也随之发生了变化, 因此, 职业教育教学过程所使用的方法和手段也需要适应新的教学目标, 需要教师转变教学观念, 改革传统的教学方式和方法, 创立新的教学模式。与此同时, 随着现代网络和通信技术应用, 优秀教育教学资源共享也成为现代教育的特点之一, 如何构建一门优秀的理实一体化课程及相关资源也成为了教学方法和手段改革的目标之一。

一、课程建设目标

明确课程建设目标既能够充分体现职业教育“先进教学内容、先进教学方法及手段、优质教师队伍、优质教材、优质网络资源、科学教学管理”等特点, 又能通过本课程的学习和训练, 使学生具备相应的专业课程基础知识、实践动手能力、较强的分析和解决问题的能力。与此同时, 它需要与其他专业课程共同实现培养技能型人才所需要的专业能力、通用能力、方法能力和社会能力。除了培养相关能力之外, 它还需要为学生考取相应的职业资格证书服务。针对《电气控制与可编程控制器》课程来说就是使学生具备对电气控制系统的安装、调试、维护等能力, 具备对常见电气控制系统提供继电器—接触器控制或PLC控制解决方案的能力。同时, 它也为学生考取中、高级电工职业资格证书和可编程控制系统设计师证书做准备。

二、课程建设理念及思路

1.建设理念。PLC控制技术本来就是在传统的继电器技术的基础上发展起来的, 因此为便于教与学, 把电气控制部分和PLC控制部分进行深度融合, 采用项目制方式, 以案例为中心, 同时讲解该案例的电气控制方式和PLC控制方式。同时, 坚持教、学、做一体化的原则, 在理实一体化教学环境中, 把课程中的各知识点融合到各个案例中, 使理论教学与实践教学有机融合, 提升学生的综合能力。

2.建设思路。高职教育要体现出职业教育的特色, 确立以人为本, 以教师为主导、学生为主体的教育理念, 要求教师转变教学观念, 改革传统的教学方式和方法, 创立新的教学模式。目前常见的教学方法包括:六步教学法、引导文教学法、项目教学法。六步教学法中的“六步”是指资讯、决策、计划、实施、检查和评估6个步骤。其教学组织的主要思路是教师先对工作任务进行一次完整的演示, 学生对教师的演示过程进行模仿, 然后完成工作任务并进行总结, 最后撰写实训报告。应用六步教学法时, 学生在整个过程中是对教师的活动进行简单的模仿, 其任务流程是由教师事先确定好的, 因此学生的主动性比较低。

引导文是引导文教学法实施过程中最重要的一个载体, 一个完整的引导文有工作任务的引入、工作计划的完成、具体工作的实施、对工作的检查及评价等。其教学组织的主要思路是通过应用相互联系、相互贯穿, 最终连成一根从任务进入点到最终任务的多个引导问题来完成教学任务。在引导文教学法中, 教师虽然没有规定具体完成工作任务的流程, 但是由于引导问题的存在, 因此学生在工作过程中的思路是受到引导问题的左右的, 这种方法教师的主导地位比六步教学法有所降低, 但是仍然左右了学生的思路。

项目教学法由教师给出任务书, 指明项目的要求及最终需要完成的内容, 由学生根据以往学习过程中得到的知识以小组为单位进行方案的确定、系统的设计到最终任务的完成。全过程以学生的独立思考作为主导, 教师在这一过程中主要起到答疑解惑的作用, 所有任务全部由学生独立完成。应用项目教学法时, 在任务实施的整个过程中, 教师的主导性已经降得很低了, 任务的完成全部是由学生独立进行的。

针对《电气控制与可编程控制器》课程特点提出采用行动导向的“3教学法”, 实施三级指导, 从而提高学生的知识综合应用能力和创新能力。“3教学法”指的是“六步教学法”、“引导文教学法”和“项目教学法”这3种行动导向教学法, 配合小组学习法的综合应用。“3教学法”目的是让教师的主导性逐渐降低, 学生的自主性逐渐上升, 最终让学生学会独立解决问题。但“3教学法”的应用不能只是简单的照搬使用, 而应该有相应的过渡, 否则就会出现学生无法适应的状况。

通过以上教学方法, 使学生全程参与教学活动, 通过意义建构的方式不仅获得知识和岗位的职业能力, 而且增强了学习工作的方法能力和与人协作沟通的社会能力。通过采用全新的教学模式, 使学生由外部刺激的被动接受者和知识灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者, 教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。

三、建设多种教学资源

1.动画课件库。制作满足教学需要的动画课件库, 利用计算机动画技术提高学生对于控制电路的理解能力。电气控制与PLC课程内容具有动作抽象、学生不宜理解的特点, 尤其是电路中有电或无电全靠抽象的思维想象, 这给教师的“教”和学生的“学”都带来了很大的困难。通过利用现代计算机动画技术可以很好的解决这一问题, 对电路中开关的状态、电流的状态以及各低压电器的工作状态等进行动画再现, 让学生通过动画的演示直接思维, 大大提高了学生对于控制电路的理解, 也可提高其学习兴趣。

2.开发设计网络课程。为便于学生课外学习, 可以开发设计集课程的学习内容、教学设计、学习指导等为一体的课程网站, 使课程的学习资源得到最大限度的发挥。

3.制作微课堂。将部分任务和重难点知识点制作成微课堂, 让学生通过观看简短的微课堂掌握相应的知识和技能。

4.开发网上虚拟实训室。利用动画和仿真技术, 开发网上虚拟实训室, 让学生即使不在实训室也可进行实训项目的训练, 真正体现“学以致用”的教学目的, 加强学生的动手能力, 加深对课本知识内容的理解和掌握。我们根据实际所需要掌握的典型电气控制电路和PLC项目, 设计实训项目, 训练学习者的动手能力和实践知识, 使学生在学习网络课程的感性认识上更加贴近真实课程, 增强职业竞争力。

四、结语