计算机控制技术实践教学研究.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date计算机控制技术实践教学研究Paper TitleStudy of the practice teaching of computer control technology courseXiaobin LI1, Haiyan SUN2, Jianhua WANG1, Naijie XIA 1, Congdao HAN 11. School of Electrical a

2、nd Electronic Engineering, Shanghai Institute of Technology，Shanghai，P.R.China2. School of Ecological Technology and Engineering, Shanghai Institute of Technology，Shanghai，P.R.ChinaAbstract: This Computer control technology is a main course for students majoring in electrical and information enginee

3、ring. It is important to explore the course teaching practice. Considering the multifarious disunity uncertainty to specialties of computer control course content, the course of experiment teaching, course design and training and other training research is combined with the computer control technolo

4、gy of scientific research project. The nimble diverse ways are used to reform practice teaching. The aim is to improve the abilities of students to analyze and settle the realistic problems. It is helpful to deep teaching method reform and excellent engineers the plan. This reform has been gotten th

5、e better results. The student of automatic and electrical engineering design and market amativeness is improved, the employment contract rate has been some improvement.Keywords: computer control technology; practice teaching; study计算机控制技术实践教学研究李晓斌1，孙海燕2，王建华1，夏乃洁1，韩从道11. 上海应用技术学院电气与电子工程学院,上海,中国,20141

6、82. 上海应用技术学院生态技术与工程学院,上海,中国,201418 【摘要】计算机控制技术课程是电类工科专业的主干专业课，其实践教学环节的有效实施非常重要。针对计算机控制技术课程内容繁杂，实践环节对象不统一和不确定，建立统一实验室较难等特点，本研究结合科技创新与科研项目，对课程的实验教学、课程设计及毕业设计等相关环节的内容进行了研究；依托科研项目的实施过程，采用灵活多样的方式进行实践教学改革，培养学生独立分析和动手解决实际问题的能力，为深化教学改革，卓越工程师计划的实施进行了有益的尝试，获得了良好的教学效果，使自动化、电气工程及其自动化电类专业毕业设计水平，市场适应能力，就业签约率得到了一定

7、的提高。【关键词】计算机控制系统；实践教学；研究-1 引言计算机控制技术课程自上世纪八十年代形成并延续至今已有近三十年的历史，是高校中电气工程及其自动化、自动化等电气与信息类专业的一门重要专业主干课程1-3，是随科学技术的不断发展而实时发展的一门新技术课程，本课程具有很强的工程应用性，注重理论与应用结合，设计与实现结合，要求学生通过本课程的学习掌握如何利用计算机控制生产生活过程的基本原理、分析设计与实现方法及在生产生活应用中的各种技术。由于本课程的这种特点，使得学生在课堂学习时很难领悟计算机控制技术的精髓，并将其应用于实际中，因此，研究提出了通过结合科研项目实施，进行课程教学改革，帮助学生融会

8、贯通掌握这门发展较快、理论与实践结合紧密的应用型课程。基金项目：2011年上海高校本科重点教学改革项目（405ZK110056006）上海应用技术学院教学改革项目（1020T120005）和教材建设项目（1020YM111001、405ZK110015008）2实践教学中存在的问题4-5计算机控制技术课程的学习应掌握计算机控制系统的基本原理，可以完成计算机控制系统的设计、安装、编程和调试，但是，大部分学生在学完该课程后，仍然无法完成计算机控制系统的设计、安装、调试工作，尤其表现在毕业设计中，主要造成的原因有以下几个方面。2.1 理论与实验教学的脱节计算机控制技术实践教学通常采用课内实验、课程设

9、计两种形式。课内实验为分立验证性和简单设计性实验，对应于个别理论教学内容，与实际工程有很大距离，系统性不强，创新性没有。同时，由于采用了成套的商品化过于简单的实验设备，没有设计过程，使得实验过程仅仅是按图接线、编程和记录结果等这对于提高学生的设计能力和创新能力作用有限，根本无法实现将主要教学内容与实验相结合的目的。2.2实践环节的缺乏计算机控制技术课程另一个重要的实践环节就是课程设计和毕业设计，由于实现这一环节需要较多的软件和硬件条件，如可供学生多次设计安装调试组合的模板和元器件，具有工程经验的教师等，所以，这一环节在各个高校目前是一个难题，通常选择综合本课程主要知识点的课题来完成理论计算、原

10、理性设计和仿真调试，对提高学生基本设计能力起到了一定的作用，但由于缺乏实际工程经验的教师，没有足够的模板和元器件，课时安排，实验难度等原因基本做不到实际设计与实物调试，这对于设计和调试系统能力的培养造成了欠缺。2.3不能与科研、实际工程项目结合由于计算机控制技术教材与实验设备一般都落后于实际计算机控制工程项目， 而且不一定所有教师都与此类项目实时相关，从而造成了教学与科研、实际工程脱节，尤其在课程设计和毕业设计环节中，致使学生缺乏面向工程实践的机会，学生虽然能学好课程的书本内容，通过课程理论考核没有问题，但是一旦遇到实际问题，他们往往不能从问题本身出发，而从书本出发，导致难以综合运用所学知识解

11、决实际问题。3 实践教学的改革面对高等教育发展的新形势以及经济建设、社会发展对高校工科专业人才培养提出的新要求，学生面临着较大的就业压力，以及现有实践教学存在的种种不适应问题，加强计算机控制技术课程实践教学方法的改革很有必要。下面从实验教学、课程设计和毕业设计等环节出发，探讨如何提高课程实践环节的教学质量，调动学生学习的积极性，提高学生的实践能力，以实现培养学生的工程设计和创新能力。3.1 实验教学的改革实验是培养理论联系实际、动手能力、严谨的科学态度和科学研究方法的重要手段，因此多数学校选择了最基础的且有较高实用价值的实验项目。然而一些实验内容又多是验证性的，专业所需的实践能力、工程意识与创

12、新精神得不到系统的培养与训练。我们目前的实验系统是已经使用多年的自行研发的化工过程简单计算机控制实验装置，缺点是实验项目有限。我们计划在原来实验设备的基础上，与美国Rockwell公司联合设计开发了多套新型的模块化、组合式与实际工业过程完全一致的集散控制系统实验装置与实践教学方案，花费较少的经费，提升了实验教学效果，使学生从开始学习理论方法到课程结束全过程与实际系统相对应，不严格划分理论学时与实验学时，考试成绩基本以实际项目的书面设计内容评定为依据，使学生通过本课程的学习基本掌握一个实际需要控制对象的设计方法。根据我们的调查，这种实验教学方法使学生的自主性得到充分发挥，由学生以自由灵活的方式来

13、完成实验，激发了学生的积极性，增强了学习兴趣，提高了实验的效果。3.2 课程设计的改革l 课程设计是本课程教学中的一项重要环节，结合学生科技创新计划、大学生科技竞赛和实际工程项目对象，通过解决各种实际问题，巩固和加深计算机控制技术课程中所学的理论知识解决实际问题的能力，掌握计算机控制系统的一般设计方法，培养学生分析实际工程问题的能力，为下一步的毕业设计和实际工作中的设计能力奠定基础。l 通过与大学生科技创新计划、大学生科技竞赛和实际工程项目结合的课程设计，其中2010年共获得各种项目50多项。l 2011年的课程实践教学以“卓越工程师”计划为依托，通过校企合作，共设立100多项大学生科技创新计

14、划、大学生科技竞赛和实际工程项目结合的课程设计，取得了前所未有的效果。3.3 毕业设计的改革为实现本课程毕业设计改革，学院首先通过“卓越工程师”计划，通过校企合作和选择有多年企业实践经验的教师，以及和企业共同投资建立教师培训基地等，为本课程通过毕业设计环节培养创新型应用人才培养模式的实施提供了师资保障。根据教师科研方向和本课程内容，将科研项目组与课程教学组有机结合，使教学内容更加贴近实际、更加丰富和生动，学生在课堂教学、实践教学等环节中受到工程实践能力培养的同时，了解到专业发展前沿和最新技术，从而切实发挥科研对教学的促进作用。学生还通过与产学研结合的科研工程项目的毕业设计，培养学生掌握计算机控

15、制系统设计、安装、调试等工程实践环节，进一步培养学生的工程应用能力。近2年来学生毕业设计参与完成经费在百万元以上的计算机控制系统工程项目7项。其中，每年有近60%的本科生能够直接参与包括国家“863 计划”、国家“科技支撑计划”、国家自然科学基金以及企业委托项目的研究工作，90 %的毕业设计题目都来自教师的科研项目，建立稳定的校外学生实践教学基地11个，教师实践培训基地2个。4 实践教学改革结果2010年有33人次分别获得了天华杯全国电子专业人才设计与技能大赛、西门子杯全国大学生控制仿真挑战赛、飞思卡尔智能车竞赛、全国大学生数学建模竞赛（上海赛区）全国二、三等奖和上海市一、二、三等奖。学生参与

16、设计的“柔性平移式手术传输系统”项目获得2010年中国国际工业博览会中国高校展区二等奖。2011年共获得32项国家级、市级学科竞赛奖项，包括全国大学生电子设计竞赛、全国电子类专业人才设计与技能竞赛、“飞思卡尔”智能车竞赛、Robocup全国服务机器人大赛、全国大学生ERP沙盘大赛二等、三等奖和华东赛区、上海市一、二、三等奖等。Figure 1. Three years graduate signing rate of Electrical engineering and automation, automation图1 电气工程、自动化专业三年毕业生签约率2012年主办了Robocup全国服务

17、机器人大赛，并且获得一、二、三等奖各一项。自2010年始，电气与信息类专业学生签约率每年增长6.7%，考研率每年增长10%左右。尤其是分配到设计研发单位的学生在大幅度增加，而且反馈信息良好。图1列出了电气工程及其自动化、工业自动化两个专业近三年的毕业生签约率。由图可以看出，由于进行了课程改革，2010和2011年毕业生的签约率比2009年有明显提高。 5 结束语通过对计算机控制技术课程实践教学过程中三个主要环节实验教学、课程设计教学和毕业设计教学中存在问题进行的研究，提出了通过本课程的学习如何掌握计算机控制系统的基本原理、分析设计与实现方法及在生产生活中的应用。研究提出了通过结合科研项目实施，

18、进行课程教学改革，帮助学生融会贯通掌握这门发展较快、理论与实践结合紧密的应用型课程。同时重视计算机控制技术课程实践改革，提高课程实践环节的教学质量，激发学生的学习兴趣，提高学生的实践能力，培养其创新精神。在“卓越工程师”计划支撑下，培养出适应社会发展需求的，具有工程设计施工能力的创新型一流工程师。References (参考文献)1 Karl J.Astrom,Bjorrn Wittenmark.Computer-Controlled Systems Theory and Design(Third Edition)M. The United States:Prentice Hall，19972

19、 Wang Janhua. Computer Controling TechnologyM.Beijing, Higher Education Press, 2009 王建华.计算机控制技术M.北京：高等教育出版社，20093 Yu Haisheng. Computer Controling TechnologyM.Beijing, China Machine Press, 2007 于海生.计算机控制技术M.北京：机械工业出版社，2007 4 Meng Fei,Zhou Xiangcai. Practice teaching reforms exploration for measureme

20、nt and control major in application of undergraduate course- as an example for Computer control technologyJ,China Electric Power Education, 2010,169(18):129130. 孟飞,周祥才.面向应用的测控专业本科实践教学改革探索以“计算机控制技术”课程为例J,中国电力教育,2010,169(18),P1291305 Fu Xiaorong. Exploration of the practice teaching of computer control technology curriculumJ,Chinas modern educational equipment, 2011,121(9),P8183. 辅小荣.计算机控制技术课程实践教学探索J,中国现代教育装备,2011,121(9),P8183.