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中图分类号:TP273.5 文献标识码:A
0 引言
当前,计算机控制技术取得了快速的发展,在国民经济发展和人们日常生活中有着广泛的运用,不管是微型的控制设备,还是大型的控制系统,计算机控制技术都在其中发挥着重要的作用。今后随着科学技术的进步和人们研究的进一步深入,计算机控制技术将会进一步发展,其作用也将更加凸显。
1 计算机控制技术的产生与发展
计算机控制技术是由数字计算机对动态系统进行控制的技术,它是随着计算机技术的发展而出现的。在计算机的控制系统,数字计算机代替自动控制中的常规控制设备,对动态系统进行调节和控制,从而实现了计算机控制技术的根本变革。数字计算机功能强大,具有采集、传送、存贮、处理大量数据的能力,推动了自动控制的发展和变革,实现了以计算机为主要控制设备的新阶段。在计算机控制系统当中,其控制过程主要包括数据采集、数据处理、实时控制三个部分。系统对被控参数进行实时检测,输入计算机系统当中,并对其进行处理,同时按照已经设计的控制规律计算出控制量,并实时向控制器发出控制信号。计算机控制技术要求控制实现实时性和实效性,对于信号的输入、计算和输出,要求能够在一定时间内完成。并且信息处理这个过程是不断重复的,能够按照一定的指标完成工作。同时,对于被控参数和设备本身所出现的异常情况进行监测,并能够做出迅速处理,促使系统更好的工作,满足实际工作的需要。
2 计算机控制技术的类型
根据控制功能和控制目的不同,计算机控制技术可以分为以下几种类型。
(1)操作指导控制技术。该技术是指计算机的输出不直接控制被控对象,而是每隔一定时间,计算机进行一次数据采集,将系统的一些参数经过转化之后送入计算机,由计算机进行处理,然后报警、打印和显示。根据这些结果,操作人员去改变给定值或者直接操作执行机构。该技术简单,控制灵活,并且安全性高,不过往往需要人工操作,速度受到相应的限制。(2)直接数字控制技术。是工业生产中运用得较为普遍的模式,通过检测元件,计算机对一个或者多个系统参数进行巡回检测,通过输入通道,将检测数据送入到计算机,计算机根据规定的控制规律进行运算,然后发出控制信号控制执行机构,使系统的被控参数达到预定要求。在该控制技术当中,计算机参与闭环控制过程,具有强大的功能和良好的控制效果,能够取代模拟调节器,实现多回路的PID调节,并且操作简单,只需要通过改变程序就能够有效的实现复杂的控制,如前馈控制、非线性控制、自适应控制、最优控制等。(3)监督计算机控制技术。计算机按照描述生产过程的数学模型,计算出最佳给定值,然后送入模拟调节器,最后由模拟调节器控制生产过程,使得生产处于最佳状态,达到最佳的生产效果。(4)分级计算机控制技术。由若干的微处理器或者管理计算机分别承担部分任务,该技术将控制任务进行分解,采用多台计算机的形式,分别执行不同的任务,不仅能够实现控制,还能够实现管理,满足生产运行的实际需要。
3 计算机控制技术的特点
计算机控制技术由软件和硬件组成,在实际工作中发挥着重要作用。与一般控制技术相比而言,计算机控制技术具有以下显著特点。计算机控制技术中既有模拟信号,也有数字信号,在实际工作中,只需要修改相应的程序,就能够实现改变控制规律的目的。同时,计算机控制技术具有丰富的指令系统和很强的逻辑判断功能,采用的离散控制方式。在实际工作中采用计算机控制技术,有利于实现控制与管理的一体化,显著提高工业企业的自动化程度,取得更好的生产效益。
4 计算机控制技术的应用
目前,计算机控制技术在国民经济发展和人们日常生活中已经得到了广泛的应用。不管是微型系统还是大型系统,都越来越离不开计算机控制技术,其作用和地位日益凸显。伴随着计算机技术的快速发展和微型计算机的日益普及,各种微型控制器逐渐出现,不仅性能优良,而且价格也低廉,适用范围也比较广泛,同时也促进了计算机控制器成本的降低,更好的推动了计算机控制技术的运用和发展。此外,通过各种软件编程,还能够实现复杂的、灵活的控制算法,使得计算机控制技术在工农业生产、交通运输、国防建设等众多领域得到了运用,并取得了良好的效果。随着控制理论的发展和计算机技术的进步,更为先进的计算机控制技术将会出现,其控制效果必将更为可靠,适用范围也必将更为广阔,将为国民经济发展做好发挥更大的作用。
5 结束语
近些年来,随着对计算机控制技术研究的深入和对国外先进成果的吸收和引进,我国计算机控制技术也取得了较快的发展,在国民经济发展中发挥着重要的作用。我国人力资源丰富,科技队伍不断发展和壮大,随着工业的发展和进步,计算机控制技术也有着更为广大的应用市场,今后应该加强这方面的研究,提高工艺水平,满足高精尖技术发展的需要,促进计算机控制技术在国民经济发展和人们日常生活中更好的发展作用。
参考文献
中图分类号:TP273.5-4 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 06-0177-01
高校自动化专业的一门主要课程就是计算机控制技术,这门课程在学生今后的工作和工程应用中十分重要,通过对该课程知识的学习和研究,学生可以对计算机控制系统的基本原理和构成有进一步的了解,并且能把计算机控制系统的设计运用实际工程中。
一、课程改革及教学模式
(一)教学内容的改革
1.选择主流的计算机主机。随着社会科学技术的发展,计算机的性能有了很大的改进,在现代的工业社会中,微机已广泛进入工控领域,主要应用于自动控制系统,提高了安装和调试的工作效率。微机作为控制系统的核心主机教学是计算机控制技术课程教学的主要方式,重点介绍控制技术的工作原理和应用方法,而系统性的综合实践能力尤其重要。这方面的的技能主要在实践中获得。因此要加强实践教学。可以加大对设计方面、综合试验研究方面内容,主要是以系统型的综合实验研究为主要方式,环节性的实验可以在其它专业课中进行。
2.选择应用广泛的开发软件。 应用软件设计是计算机控制技术课程的关键环节。计算机控制技术的相关教材普遍是采取汇编语言进行编程的,结果是直接导致了可移植性差,并浪费了时间。软件教学内容则为以微机为主,为在应用软件教学中采用高级语言提供了有效保障。随着科学技术的发展,高级语言为主的程序设计已经取代了计算机控制技术课程的应用程序设计,这对应用程序设计教学的效率有了很大的提高,对学生应用程序设计水平的提高也起到了重要的作用。主要体现在学生的创新能力的培养。由学生自己动手,将主动权交给学生,实行人性化教学,让他学生本人从查阅资料、方案的规划、控制算法程序的编制、调试系统、参数的选取,直到实验结束。自由的想象和大胆的创新是这种创造性的教学的内涵所在,对学生创新欲望的激发起到了积极的作用。
(二)教学实践改革
经过改革的计算机控制技术教材的内容比较倾重于应用方面,侧重点在于软件。对理论知识和硬件没有过高的要求。计算机采用PC或IPC,主要是运用可视化的高级语言来对软件进行设计,以软件设计和实践教学为主要方式。主要体现在:1.对学生学习中遇到的困难有很好的帮助,即直接体现了兴趣的持续性和效果的良好性方面。控制系统整体概念以具体应用和功能实现为主要切入点,教材尽可能的降低理论知识,是学习比较易懂但却对控制系统知识的整体性没有丝毫影响。通过实验的实例说明,教学实践改革更有助于学生掌握计算机控制技术知识的精华。2.在设计中可以看到,PC或IPC作为主机的控制系统在当代社会得到了广泛推广,其余各种设备都有了与之相关的成熟产品。设计研究人员只需对相匹配部件进行选购,不需要自行设计就可构成某一控制对象的硬件系统。但是,作为学习研究人员,对硬件整体部件的组成和性能要有一定的理解,对于详细的电路设计以及控制理论等方面的知识可以在课后去学习。设计者创建完成硬件系统之后要开发测控功能程序。但是目前的PC测控系统设计者已经不会在采取汇编或C语言,因此,为使得计算机控制技术得到更好地推广和发展,我们主要以Visual Basic语言、King View监控组态软件等典型的实例去详细说明测控程序开发步骤和实现方法。
教材内容教学主要体现在控制理论和实践应用两方面,学校可以根据自身的情况全排教学。但是都要在加大实践教学是前提条件,是教学基础,加强实践能力的培养,提高设计控制系统的操作能力。
二、教学模式改革
教学模式改革主要指以下三种模式:
1.以课堂讨论的方式进行教学。讨论内容由教师设定,学生做主要发言,一般是老师在课堂开始时提出一些讨论题目,学生分组相互探讨,一段时间过后老师选学生代表发言。发言过程中要做到边写边讲,明确个人所持观点,其他学生也要认真聆听并就自己的观点与发言者作比较,这样发言者与聆听着都能够分辨出各自观点的利与弊。因为解决问题的方法可以有很多种,学生之间相互探讨可以使问题解决的更全面,最重要的是能够加深印象,开动脑筋。在进行课堂讨论时教师做到充分引导、学生积极准备,那么一定会提高学生的学习积极性和主观能动性。因此这种方法不但可以活跃思想、培养学生的创造性思维能力,而且还能够使学生分析问题和解决问题的能力得以提高。
2.运用工程实例辅助教学。此方法不仅要求学生在学习时要加强对原理和基础内容的掌握,而且还要使学生兼顾实际工程中广泛应用的新技术实例,促进学生正确工程观的养成。对教师而言,可以亲自实践,让学生实际动手操作,同时也可以提供个别案例,让学生自己寻找答案。同时,真正的计算机监控系统设计需要做到对电压等级、成本控制、设备可靠性、维护升级等方面的了解,课程即将结束时老师应选择具有典型意义的监控系统设计来做演示和讲解,进而可以更好的使学生掌握所学知识的综合性能及科学应用。
3.通过专业讲授进行教学。由于学生的专业基础课程已经完成,处于毕业设计的前夕,对本专业在国内外的技术动态和发展趋向有强烈的了解欲。这就要求教师认真负责的把自己所了解的相关计算机控制技术在国内外的发展趋势毫无保留的教授给学生,特别需要注意的是要运用最新的理论及技术,让学生对其做到全方位的了解。只有这样才能使学生更清楚的了解到我国与国际先进水平的距离,做到及时更新自己的观念和技术。
三、计算机课程教学改革的成效
1.使教师的业务水平有所提高。在进行改革的过程中,教师必须对其进行全方位的了解和掌握,对专业课的教学内容必须进行实时更新,并做到及时总结教学经验,使该学科不断出现新的科研成果,使学生不断掌握最新的学习内容。
2.使学生学习的积极性有所增加。在教学内容和实践设备不断更新的环境下,大多教学内容都能够展现和反应时代的发展趋势,这样一来一方面可以使学生们的学习兴趣得到激发、工程实践能力得到提升。而且还能够使学生增加综合运用知识及编写计算机控制程序的能力。由此可见,计算机教学改革养成了学生独立自主分析问题、解决问题的能力。为以后的课程改革奠定了坚实的基础。
参考文献:
Abstract: the course of computer control technology in electric information engineering major is one of main professional courses, the teaching practice exploration is very necessary. In the course of computer control technology characteristics, from the experimental teaching, curriculum design and other aspects of practice and probes into the contents, adopting flexible mode of practice teaching reform, the cultivation of students' independent ability to analyze and solve problems, in order to deepen the teaching reform had beneficial attempt, obtained the good teaching effect.
Key words: computer control technology practice teaching construction and teaching research
中图分类号:G420文献标识码:A文章编号:2095-2104(2012)
随着科学技术的不断发展,在工农业生产的诸多领域中,人们广泛地使用计算机作为控制器来实现自动控制系统。计算机控制技术是融合了计算机技术和自动控制理论后发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科,它是高等学校中自动化、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业主干课程。学习本课程应从工程技术角度出发,要注重理论与应用结合、设计与实现结合,注重系统性和实用性,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过程的基本原理,并基本掌握计算机控制系统的分析设计与实现方法及计算机在工业过程控制应用中的各种技术。本课程的特点是理论和实践是密切联系的,由于本课程的这种特点,使得学生在课堂学习阶段很难领悟计算机控制技术的精髓,并将其应用于工农业的生产过程。计算机控制技术是一门实践性极强的应用性学科,本课程实践教学是帮助学生学好这门课程的一项重要手段。
一、目前课程教学中普遍存在的问题
学生在完成计算机控制技术课程学习之后,一般应掌握本课程介绍的基本原理,完成简单计算机控制系统的设计、安装、编程和调试工作。但是,大部分学生在学完该课程后,仍无法完成计算机控制系统的设计、安装、调试工作,主要存在以下几个方面问题:
(1)计算机控制技术是一门多学科、多课程相关、实践性强的课程。目前的计算机控制技术教材,在内容设置上或是偏重于理论分析或是以单片机和其他接口芯片为基础,讨论系统的构成和相应的应用软件设计开发的一般步骤,按这类教材组织教学,学生难以在规定的课时内全面掌握该课程的主要内容,从而制约了学生应用课程知识解决实际问题的能力。
(2)学生缺乏面向工程实践的机会,学生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,导致难以综合运用解决实际问题。
(3)理论教学、实验教学等实践环节不能有机结合。有的高校实验条件差,实验教学主要以验证性、演示性实验为主,缺乏综合性操作训练项目,实践学时少等极大限制学生实践能力的提高。课堂理论教学过程枯燥,学习效果差。
二、实践教学的探索
目前社会对高等学校工科专业毕业生的知识能力和素质结构,尤其是实践动手能力、工程意识与创新思维的培养方面提出了新的要求,原有的实践教学模式已不能培养符合现代经济发展与市场经济需求的生产技术应用型人才,很多高校传统的实践教学都是附属于理论课而设置的实验、实习和课程设计。近年来高校扩招后高等教育向大众化发展,学生面临着较大的就业压力,直接反映在毕业生就业方面,要摆脱所面临的困境,就必须培养社会所需要的实践能力强、真正具有工程意识和一定创造性的应用型人才。
加强计算机控制技术课程实践教学的探索很有必要。下面从实验教学、课程设计和其他的实训辅助教学环节出发,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,培养了学生的创新精神。
2.1 实验教学的探索
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、工程意识与创新精神得不到系统的培养与训练。2.2 课程设计教学之探索
计算机控制技术的课程设计是本课程教学中的一项重要内容,是完成教学计划达到预期教学目标的重要环节,是教学计划中综合性较强的教学环节,它对帮助学生全面深入地掌握课程教学内容、培养学生理论联系实际的能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。本课程设计的目的是通过解决某个实际问题,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,基本掌握计算机控制系统的一般设计方法,提高计算机控制系统的设计和分析能力,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
目前多数学校在课程设计时采用的方法是在计算机控制实验设备的基础上,完成一些综合性较强的系统设计题目,比如在TD-ACC计算机控制实验系统上可以完成基于8088微处理器的直流电机闭环调速控制系统设计和实现、温度闭环控制系统设计和实现等设计课题。缺点是系统的框架固定,可选范围有限。
针对课程设计,我们拟以单片机为控制器完成计算机控制系统的设计,融合Matlab和Protues等软件。利用Matlab在建立控制系统模型的优势,以Matlab软件作为课程设计的理论仿真平台,加深学生对计算机控制理论的理解和应用。另一方面,在Proteus平台和Keil软件的支持下,学生可以完成系统从芯片选择、电路设计、程序编写、调试、仿真运行的整个过程,可以锻炼学生解决问题的能力。因此我们设计了基于Protues的单片机步进电机控制系统设计、仓库温湿度控制系统设计、加热炉温度控制系统设计等课程设计课题,作为对原有课题的补充,解决了原有实物设计系统的不足,拓宽了课程设计范围。
2.2 重视辅助实训环节的探索
高等工科学校是培养社会所需要的有一定理论知识、实践动手能力强、具有工程意识和一定创造性的高等技术应用型人才,因此,要完成这一培养目标,我们就必须重视实训环节。我们学院不断加强实践教学与管理改革,创立了创新实训基地,以综合、设计创新实训为主,实训形式丰富多样,有综合性设计、计算机仿真、创新设计、实物制作与竞赛,并不断加强实训基地和课程教学的联系,目前实训基地已经有专人管理,走上了规范化的教学管理轨道。
机械电子是工程科学的一个跨学科的新兴专业,为了开阔教师和学生的国际化视野,探索一条适合于机械电子工程类课程的双语教学模式极为重要。本文在充分调研相关参考文献的基础上,立足于“计算机控制技术”课程,从开展机械电子工程专业课双语教学的重要意义与必要性、开展“计算机控制技术”课程双语教学的实施计划和进行“计算机控制技术”课程双语教学中应该注意的一些问题等方面进行阐述。
一、开展双语教学的重要意义和必要性
一般来说,双语教学指的是在教学过程中以外语为教学媒介来进行非英语专业课程的教学方式。双语教学可以完成专业课程的教学任务,通过使用原版英文教材、制作英语课件、英文授课、使用英语完成作业和考核等手段来提高学生的英语听说读写能力和使用英文进行交流和表达的能力。目前,比较受关注的双语教育模式有沉浸式双语教学模式、导入型双语教学模式和三向分流双语教育模式等。近些年来,我国的综合国力得到了迅速提高,在经济、科技、文化等方面与国际交流不断增加。这对英语的使用和交流表达能力提出了更高的要求。为了更好地适应经济全球化,英语的熟练掌握和灵活使用起着至关重要的作用。因此,大学学习中除了进行相应英语课程的教授外,专业课程双语教学也势在必行。
双语教学有利于学生提高英语的听说读写能力和交流水平。在专业课程双语教学中既传授了专业理论和英语语言知识,也可以通过课堂讨论、专题研讨等形式培养学生的语言交流能力,提高学生使用英语进行文献查询、问题讨论的水平。这样可以在很大程度上丰富学生的词汇。计算机技术和互联网技术的飞速发展使得学生获取知识和信息的手段与速度大大提高。双语教学中,学生可以频繁地接触和使用英语进行学习和交流。
二、“计算机控制技术”双语教学的实施计划
“计算机控制技术”是机械电子工程方向的一门重要的专业课程。涉及的教学内容丰富,难度相对较高,英语专业词汇多。因此在准备教学辅助材料时要做到精挑细选。计算机控制技术双语教学辅助材料的建设包括原版教材配套的讲义的制作、制作与收集相关音像资料和建立与双语教学相应的题库。在讲义中,要对原版教材的重点和难点内容进行注释,可以让学生更好地理解教材内容,避免因英文太难而产生厌学情绪。对书中的相关专业词汇和术语增加中文注释,在书后增加中英文词汇对照表,这样有利于学生对教学要点的理解和掌握。为了提高学生学习的积极性,应建立有利于激发学生学习主动性的试题库。
为了适应高校教学的要求和提高专业课程的授课效果,应该采用启发探究式的教学模式和研讨式的教学方法。在教学方法上,要充分调动学生的学习热情和积极性。在教学中,既要注重发挥传统教学灵活性强、节奏感好的优点,又要充分利用多媒体等新兴的教学手段教学形象、直观的特点。
三、双语教学中应该注意的一些问题
1.注重双语教学师资力量的培养。在双语教学中,常常会遇到这种情况,一方面,外语专业出身的教师具有较强的外语听说读写能力,但欠缺理工科专业课程的知识;另一方面,部分专业课知识扎实的相关专业教师由于缺乏外语使用的环境,虽然有一定的外语基础,却受到外语听和说的限制,无法胜任相关专业课程双语教学任务。因此,要重视双语教学教师的选拔和培养,积极引进英语水平高的年轻博士和有海外留学经历的教师。鼓励年轻教师积极阅读英文文献,撰写英文文章,安排教师去国外进行中长期的访学和短期的英文培训,提高教师的英文听说读写能力。
2.随着我国社会经济和国际化进程的不断发展,社会对大学毕业生外语能力的要求越来越高。这就对高校理工科的双语教学提出了更高的要求。
本文结合我院“计算机控制技术”课程双语教学的思考,阐述了在高校理工科学生中开展双语教学的重要意义和必要性,讨论了在学院开展“计算机控制技术”课程双语教学的实施计划。最后结合实际教学情况阐述了进行“计算机控制技术”课程双语教学中应该注意的一些问题。
参考文献:
[1]孙文,姜国新.浅析高校微分方程双语教学[J].教育教学论坛,2015(15):271-272.
中图分类号:F416.67 文献标识码:A
引言
计算机控制就是用计算机对一个动态对象或过程进行控制。在计算机控制系统中,用计算机代替自动控制系统中的常规控制设备,对动态系统进行调节和控制,这是对自动控制系统所使用的技术装备的一种革新。这一革新,改变了自动控制系统的结构,也导致对这类系统的分析和设计发生较多的变化。在初步介绍计算机控制系统之后,分别介绍计算机控制技术的特点和基本设计过程。
1 计算机控制系统的设计过程
计算机控制系统的软、硬件结构将根据不同的对象有所不同,但系统设计的步骤大体上相同,一般包括以下几方面。
1.1 系统的总体方案设计
根据系统设计任务书进行总体方案设计。选择系统的软、硬件组成方式根据系统的价格和时间要求,选择适当的方式组成系统。在时间要求比较紧的情况下,尽量选购现成的软、硬件系统进行组合;而在经费紧张的情况下可以考虑自己设计电路模块。值得注意的是,软、硬件工作比例的划分也将对系统的价格和实现时间产生重要的影响。系统的总体方案设计大概包括选择微处理器、确定存储器容量、选择接口电路、选择传感器、选择软件开发环境、硬件设计及调试六个基本内容。
1.2 确定控制任务
进行系统设计之前,首先要对控制对象进行深入调查、分析,熟悉工艺流程,了解具体的控制要求,确定系统所要完成的任务,包括系统要实现的功能、控制速度、控制精度、现场环境、完成设计的时间要求等。根据这些任务写好设计任务说明书,作为整个控制系统设计的依据。
1.3 软件设计
软件设计要根据系统总的设计要求,确定软件所要完成的各种功能及完成这些功能的逻辑和时序关系,并用软件流程图表述出来。按软件流程图中不同的功能,分别设计相应的软件功能模块。如模拟量输入模块、模拟量输出模块、数据处理模块、通讯模块和键盘处理模块等。每一种模块都可以单独进行调试,各种模块分别调试好后,再按流程图逻辑和时序关系将他们正确组合、连接、调试。
1.4 现场安装调试
首先要按工艺流程图将系统正确安装,然后对系统进行粗调和精确调试,根据实际对象确定各种控制参数,调整显示值或保存数据等。硬件调试和软件调试都可以在实验室环境下用对现场情况进行模拟的方式进行,并进行必要的联合调试工作,半实物仿真是系统调试的虽要基础,而最终的系统级调试要在现场完成。
2 概述计算机控制系统
计算机控制系统的组成是由硬件和软件两大部分组成。而一个完整的计算机控制系统应由下列几部分组成:被控对象、主机、外部设备、设备、自动化仪表和软件系统。
2.1 硬件部分
硬件部分用于一般数值计算和信息处理的计算机称为通用计算机(简韵;通用机)。用于工业生产过程控制的计算机称为工业控制计算机(简称控制机)。通用机由主机和外部设备组成,主机包括运算器、控制器和主存贮器(俗称内存贮器);外部设备包括输入设备、输出设备和外部存贮器,如键盘、CRT显示器、打印机、磁带和磁盘等,起着人机联系和扩展主机存贮能力的作用。它们是主机正常工作和人们使用主机所必需的设备。'通用机主要是同使用机器的人交流信息,控制机除了同人交流信息外,要自动地控制生产过程,它还必须与被控制的对象直接交流信息。这是控制机与通用机根本不同的地方。为此,控制机必须具备直接从生产过程获取信息,经过主机加工处理后,把控制信息馈送给生产过程的能力。这种能力表现在主机与被控对象之间直接进行信息的变换和传递上,具有这种能力的设备称为生产过程通道。相对于外部设备,通常把生产过程通道称为主机的设备。因此,可以简单地说,通用计算机由主机和外部设备组成;控制计算机由通用计算机与设备组成。
2.2 软件部分
软件系统是控制机不可缺少的重要组成部分。只有在适当的软件系统支持下,控制视才能按设计的要求正常地工作。控制机的软件系统包括系统软件和应用软件两大类。系统软件是用于计算机系统内部的各种资源管理、信息处理对外进行联系及提供服务的软件。例如操作系统、监控程序、语言加工系统和诊断程序等。应用软件是用来使被控对象正常运行的控制程序、控制策略及其相应的服务程序。例如过程监视程序、过程控制程序和公用服务程序等。应用软件是在系统软件的支持下编制完成的,它随被控对象的特性和控制要求不同而异。通常应用软件由用户根据需要自行开发。随着计算机过程控制技术的日趋成熟,应用软件正向标准化、模块化的方向发展。标准的基本控制模块由制造厂家提供给用户,用户只需根据控制的要求,经过简单的组态过程即可生成满足具体要求的专用应用软件,大大方便了用户,缩短了应用软件的开发周期。提高了应用软件的可靠性。
3 计算机控制系统的特点
由于计算机本身的特点,计算机控制系统与一般常规的调节系统相比,具有以下特点。精度高:通过多字长的数值运算,可以实现常规调节器难以达到的控制精度,而且不存在零点漂移、热噪声及元件老化对控制精度的影响。计算机具有分时处理能力。一台计算机(严格说是一个CPU)可以对多个控制回路进行控制。
计算机具有很强的贮存和逻辑判断能力,能够根据生产环境的变化,及时作出判断,选择最合理的控制对策;可以实现复杂的控制规律,以达到理想的控制效果。使用方便灵活。计算机的控制功能是通过硬件和软件共同实现的。在不增加硬件的情况下,可以通过修改软件来改变控制方案和控制机的功能。计算机除了能实现控制功能以外,还可以同时实现对生产过程的管理,如生产计划调度,经济核算等。
4 计算机控制系统的发展趋势
DCS和工业控制计算机技术正在相互渗透发展,并扩大各自的应用领域。原来一般流程工业的控制多选用集散型控制系统(DCS),离散型制造业的控制多采用可编程控制器(PLC)。随着DCS和PLC相互渗透发展继而扩大自己的应用领域,将出现DCS和PLC融合于一体的集成过程控制系统。工业控制网络将向有线和无线相结合的方向发展。计算机网络技术、无线技术以及智能传感器技术的结合,产生了基于无线技术的网络化智能传感器。这种基于无线技术的网络化智能传感器使得工业现场的数据能够通过无线链路直接在网络上传输、和共享。工业控制软件己向组态化方向发展,工业控制软件主要包括人机界面软件、控制软件以及生产管理软件等。
结束语
随着计算机技术的发展,计算机控制越来越深入地渗透于生产之中。因此,设计一个性能良好的计算机控制系统是非常重要的。计算机控制系统包括硬件、软件和控制算法3个方面,一个完整的设计还需要考虑系统的抗干扰性能,使系统能长期有效地运行。在综述部分对计算机控制技术的发展方向进行展望。
近年来我国在控制规律、控制方案、实施技术以及大规模的集中控制方面,有一定数量的成功典型,经济效益也比较显著。近年来,还开始运用数学模型方法,探讨和推广现代控制理论在化工过程控制中的应用,结合微型计算机的推广应用,不少项目开展了计算机控制和调度管理的研究, 使生产的技术水平和经济效益都有较大的提高。
参考文献
1.1变配电系统
1.1.1遥测、遥信对象附楼配电室技术屏低压I段主供回路、附楼配电室技术柜低压II段备供回路、附楼配电室动力屏低压供电回路、新闻网配电柜低压I段主供回路、新闻网配电柜低压II段备供回路、动力站新闻网低压I段送电回路、动力站新闻网低压II段送电回路、动力站全台网低压I段送电回路、动力站全台网低压II段送电回路。
1.1.2遥测信号每个供电回路线电压:Uab、Ubc、Uca;相电流:Ia、Ib、Ic;电源频率:PF;功率因数:cosφ;有功功率:P3;视在功率:S3;无功功率Q3;有功电度kWh;无功电度kVarh。
1.1.3遥信信号每个供电回路分闸信号、合闸信号。
1.2通风空调风机控制系统
1.2.1遥信、遥控对象排风机1#、排风机2#、排风机、1#回风机(备用)、2#回风机(备用)、3#送风机、3#回风机、4#送风机、4#回风机、5#送风机、5#回风机、1#送风机、2#送风机、1#回风机、2#回风机、1#送风机(备用)。
1.2.2遥信信号允许自动信号、停止/运行信号、热继电器故障信号、起动故障信号。
1.2.3遥控信号起动信号、停止信号。
1.3遥控信号发出当遥控信号发出后,风机实际未动作,经过延时后,发出操作故障信号,弹出报警窗口。
1.4日报表功能每日每小时记录一次所有供配电回路负荷情况,并附报表打印输出。
1.5供电回路负荷历史数据查询以历史趋势图形式查询,可按10min,任意时间段进行历史负荷查询。
1.6风机控制记录查询以历史趋势图形式查询,可按10min,任意时间段查询风机运行状态。
1.7报警事件查询热继电器故障信号、起动故障信号查询。
1.8操作事件查询对操作事件情况进行查询。
2控制系统开发
2.1色彩选择金属灰为背景,蓝色、黑色为字体主色,红色为强调。
2.2操作以菜单为主,按钮为辅,主系统图设置人性化开关点击等灵活多样的操作方式。
2.3主要画面设置低压配电系统图、低压系统遥测、日报表、风机控制、风机控制记录、事件查询、报警查询、用户管理、登陆、注销、退出。开发主界面如图2。
3主要控制界面开发
3.1低压配电系统图不带电状态下为绿色,带电状态下为红色;在画面上显示相电流:Ia、Ib、Ic;所有开关柜断路器位置均设置有透明按钮,点击后打开各开关详细的遥测画面;所有开关柜均判断开关分闸/合闸状态,并根据判断情况进行红绿色显示(如图3)。
3.2低压遥测画面主要显示每一开供电负荷的实时数据,包括线电压:Uab、Ubc、Uca,相电流:Ia、Ib、Ic,频率PF,功率因数cosφ,有功P3,无功Q3,视在功率S3,有功电度kWh,无功电度kVarh及断路器状态;用棒图形象显示负荷情况;用历史趋势图显示负荷情况(如图4)。
3.3日报表查询每天每小时记录一次三相负荷电流形成日报表,并计算一天中的最大值、最小值、平均值。可查询每一天的日报表,达到900操作权限可对报表进行打印、删除等操作。
3.机控制达到800操作权限,可进入风机控制画面。画面设置16台风机操作功能区;当就地/集中操作开关处于就地操作时,计算机不进行集中操作,但可对其运行状态进行遥测;当就地/集中操作开关处于集中操作时,计算机可进行集中起动/停止操作,并对其运行状态进行遥测。
3.5风机控制记录采用历史趋势图,对风机运行状况进行记录,可查询每台风机的运行状况,进行10min查询,参数查询,定义记录笔查询。
0.引言
现行的教学模式下存在的一些问题如下:偏于实际,忽略理论,将对学生深造和后续职业发展不利;偏重理论教学,难以将理论与应用结合,学生出校门却无一技之长,无法立即服务于社会;教与学的脱节,难于调动多数学生的学习积极性。为此本文在教学实践的基础上,提出了从教学的组织和实验的管理的计算机控制系统课程体系的安排,希望能得到同行的指点,共同进步。
1.课堂教学内容组织
课堂教学一直是教学的重点。首先要对课堂内容进行有机的组织。教学内容组织的原则是根据课程定位,兼顾基础性、实用性,注重基本理论和基本方法,注重工程应用价值,舍去那些理论上先进而工程上极少应用的高级或复杂算法,舍去那些适用场合不多的硬件配置模式,整合其他的相关课程资源,依照学生的水平,重点突出,主要确保多数学生不掉队。选定的课程四大核心内容为:以数字控制理论为主体,从连续控制引入数字控制;控制算法及其编程方法;智能控制理论的应用;典型计算机控制系统的组成结构和设计。教学环节中,教给学生学习的方法比传授知识更重要。教学中主要注意以下问题:
1.1在讨论式教学中学会问问题
学习中最重要的就是学会思考,带着问题来思考,是最重要的学习原则。在课堂上要尽量多提一些问题,注意将问题的来龙去脉说清楚,有些自我解答,有些找学生解答,有些则留给学生课后思考,下次上课时,利用较短的时间进行总结和讨论。
1.2培养兴趣,找到乐趣
“兴趣是最好的老师”。有了兴趣和乐趣,就能够忙而不累,乐而忘忧,就容易产生灵感,事半功倍。
1.3勤于动手,善于转化
要多给学生动手,以便能把知识转化为动手能力。这一点会由于不同学生差别很大,因此不同层次的学生要用实验室的时间不同。
1.4学会综合
要解决实际问题,靠哪一项单科知识都是不够的,靠的是综合后的知识。本课程的特点之一就是综合,包括多门已学课程的知识综合,理论与实践的综合,硬件与软件的综合等等。所以要在课程学习中注重综合。
教学可以和纵向科研联合,将科研成果转化成专业教学内容和教学设备,形成鲜明的专业教学特色,可以大大激发学生的学习兴趣。教学也可以和横向项目相联合,建设校企产学研合作实践基地,促成教学与生产的结合,校企双方优势互补、资源互用,是促进科技发展,培养专门人才的重要途径。
2.实验的设计和管理
传统的以课堂讲授为主、实验为辅的教学模式存在严重的缺陷。因为所开设的实验多数是验证型实验,所有的实验对象都已经封装好,学生只需要插线联接,很快就可以获得实验结果。学生尽管完成了实验,但无法真正将各门课程所学的内容融会贯通;更重要的是与实际工作中的设计过程差别甚远。
为此,采用了实验教学与理论教学并行的教学模式。学生的实验针对课堂上所设立的控制系统进行,如电阻炉温度控制系统。首先,利用两个学时在课堂上讲解整个系统的功能、组成和工作过程;在学生对整个计算机控制系统有了初步认识以后,在实验室演示已设计好的控制系统,向学生细致说明理论内容与实物的对应关系,如计算机、加热元件、接口电路、出发电路、检测元件和执行机构等,再结合实物和学生讨论设计方案及他们所提出的问题。然后,学生将自己的设计方案带到实验室去验证。最后是同学们对自己所设计的系统进行调试和优化。
通过系统级—元件级的循环过程,同学们不仅对计算机控制系统课程的核心思想有了深刻的理解,而且亲身体验了实际产品设计的全过程,也充分认识到实践操作的重要性,感受到设计成功的喜悦,大大激发了继续学习的兴趣。除了基础实验,按照从浅入深设计了四个综合实验:
2.1数字控制算法模块化
根据课程教学内容,采用C语言对各类数字控制算法(包括:PID算法及其变形、数字滤波算法、最少拍算法、达林算法、状态观测器算法等)按照模块化设计思想进行编程开发,以方便系统使用。
2.2温度闭环数字控制系统
用简易电加热温度控制箱与微机实验箱构成一个温度闭环控制系统,由学生按照自己设计的控制方案进行系统硬件的连接和配置,同时从控制算法模块中选择需要的算法,通过调整控制器参数以及外部扰动条件,观察系统的运行情况。
2.3步进电机数字闭环控制系统
用小型直流步进电机随动装置与微机实验箱构成一个步进电机闭环控制系统,由学生按照实验设计的控制方案进行系统硬件的连接和配置,同时从控制算法模块中选择需要的算法组态控制系统,通过施加外部扰动,观察系统的运行情况,并做实时记录分析。
2.4带上位监控的数字闭环控制系统
在数字闭环控制系统实现的基础上,可考虑开发带上位监控功能的在线闭环系统。通过该监控软件平台,可实现对系统控制算法的组态、控制器参数的调整和定值的修改等,同时要开发一些运行监控画面,包括系统工艺图、运行参数实时趋势曲线、报警画面和参数一览画面等。使学生可根据自己的设计方案,通过该平台系统灵活的调整控制算法和对系统运行监控。该课程的实验内容更加符合快速发展的计算机工程控制技术要求,使学生走上工作岗位后能够尽快地适应实际工作。
3.结语
最佳教学效果的取得,需要依据生源情况因材施教,课堂教学之外,教学的管理也很关键,实验教学,作业情况,答辩和最终考核都需要认真执行才能达到效果,避免流于形式。不过带来的问题是:对教师投入的精力要求较多。另一方面,实验室还没有实现全开放,学生自由实验受到资源和时间的限制。因此,还有必要探究更加合理的教学过程,改进教学手段,以达到该门课程教学效果的最优化。
【参考文献】
在“互联网+”及信息技术不断成熟发展的背景下,智能化时代的大局已经初步形成,而智能化的初期表现就是生产自动化。在计算机技术、电子信息技术的共同作用下,自动化生产线早已成为了现实,现如今,自动化生产线面临着新一轮的技术革新,其必须与最新的计算机控制技术相结合,形成更为智能化的发展。
一、计算机控制技术与自动化生产线概述
计算机控制技术是基于计算机编程而实现的电子控制技术,其采用电子控制元件与计算机后台控制模块相对接,电子元器件就可按照计算机内置编程来完成相应的工作任务。与此同时,工厂中必须安装相应的自动化生产线,自动化生产线上集成了生产某种类产品所必需的各类机器设备,这些机器设备中都安装了电子控制元部件,自动化生产线上的流程实现了对接,在第一个流程开始工作之后,后面的流程就会形成相应的自动运转。这种自动化生产设备的设计比较复杂,需要安装很多电子元器件,这些元件有的是感应运作,有的是按照编好的程序运作,最终实现个流程的相互配合。而在智能自动化生产线中,其不仅可以按照既定的流程完成生产任务,还可以根有很多功能上的拓展,比如智能化的识别、调整、修复、挑拣、标注等功能,甚至是智能化的设计、改造功能。
二、计算机控制技术在自动化生产线中的应用
(一)自动化生产线中的计算机控制设备结构及优化计算机控制技术实际上也是依托计算机硬件设备而实现的,所以在自动化生产线中需要相应的计算机总控后台及相应设备。在计算机控制设备的结构设计中需要计算机硬件设备、电路连接器、电子控制元件以及各类扩展单元。一般小型的自动化生产线的控制元件不会太多,相应的计算机控制设备也比较简单,但是大型的自动化生产线都有计算机总控后台,计算机总控后台也是专业设计生产的,并不是一台普通计算机就能够直接进行应用的。而在自动化生产线的不断优化发展中,计算机控制设备的结构以及所使用的配件也是在不断优化的。仅仅是从计算机控制设备的CPU来看,其就在不断更新换代,以提高计算机控制的效率。在智能化生产线的发展中,计算机控制设备也必须是智能化的构成,其可以进行更为强大的内部信息和程序处理,并能够对出现的问题作出自动化的分析和处理。
(二)自动化生产线中计算机控制器程序设计及优化在由计算机控制的自动化生产线中可以按照既定的功能编程来完成每一步的生产任务,同时完成各类检测要求,现如今的自动化生产线执行效率高,出错率低。之所以能够实现自动化的生产,除了在机械设备上做出了相应的协调配合设计之外,最主要依赖的还是计算机总控设备,也就是计算机控制器,其所具备的程序设计功能是支持和保障机械设备自动化运作的关键。在自动化生产线中所应用的计算机控制器是可以进行编程的,其一般在出厂时就内置了各种生产程序,但是在实际应用过程中,其所具备的程序设计扩展功能可以实现自动化生产线功能的进一步拓展。而且现如今所使用的机械编程比计算机编程要简单一些,其有一些已经合成的编程控制模块,可以拿来直接应用,不需要再从头进行原始编程操作。对计算机控制器程序进行优化可以从企业自动化生产线的工艺和功能要求方面来进行分析,从而提高生产效率。
(三)自动化生产线中控制总线的应用及优化计算机控制下的自动化生产线中需要由控制总线来进行连接,因为在计算机信息技术中的数据信息无法直接传输给机械设备来进行识别,必须要通过控制总线来实现数据信息和模拟信息之间的转换,从而让机械设备可以根据接收到的指令来完成相应的工作。一般在自动化生产线中总线从计算机控制系统中接出之后,连接到智能化远程的处理器以及变频器中,相应的机械设备上的控制器就可以完成相应的操作。具体在总线应用中需要采用节约总线并提高数据传输效率的方案,从而提高总线控制的运行效率,中间配置上相应的转换设备以及测量控制器,实现对各类机械设备的控制。
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)06-0281-02
一、引言
《计算机控制技术》是计算机、信息和控制类专业的一门专业必修课。该课程将自动控制原理、计算机技术和通信技术进行了结合,具体而言,就是通过计算机替代传统的控制器构成闭环反馈系统并实现较为复杂的控制算法。随着计算机技术、传感技术和通讯技术的发展,传统的控制系统正由集中的模拟控制体系加速向开放的数字控制体系发展。越来越多的控制系统正采用计算机来取代传统的控制器。与传统的控制系统相比,计算机控制系统具有成本低、效率高、安装和维修简便以及灵活性和可操作性强等优点,同时可实现计算资源共享,从而提高系统资源的利用率。这类日益广泛的计算机控制技术已在各类工农业生产、航空航天、交通系统、无线通信、机器人、智能建筑、国防等领域获得了广泛的应用。由于计算机控制系统本身所具有的特性,要求相关专业人员在了解并掌握工业计算机的软件、硬件以及设备的基本原理和方法的基础上,将被控对象、传感器、控制器、执行机构相联接构成一个有机的整体,完成预定的任务。
本门课程是在开设了《汇编语言》、《微机原理与接口技术》、《自动控制原理》及《电路电子技术》等先修课程后,再为学生开设。《计算机控制技术》是一门理论与实践相结合的课程,学生只有通过本课程的理论学习,在掌握了计算机控制系统的分析和设计的基础上,动手构造有关电路并上机调试设计的程序,才能充分领会、理解并掌握教材中的内容。
二、《计算机控制技术》实验教学存在的问题
在传统的教学活动中都是以教师为中心,教师的主要任务就是在课堂上以生动的语言来进行知识的传播,学生则在教学过程中处于一种被动的认知和接受的位置。《计算计控制技术》课程通常采用理论教学和实验相结合的方法进行教学,课堂讲解传授理论知识,实践教学帮助学生认知、提高应用能力。但以往的教学普遍以课堂教学研究为重点,而对学生进行有效的试验实践研究不够重视。尤其传统的实践教学通常是以验证为主的实验方法,一般只要求学生根据试验原理总结实验现象,而这些试验现象都是一种必然的结果,这种实验教学方法往往可以使学生取得一些深层次的认识或体验,但是对学生分析与综合设计能力、整体创新能力的培养仍然不够。达不到提高学生独立创新和应用能力的教学目标[1]。因此,对传统实验教学方法的改革迫在眉睫。
三、《计算机控制技术》实验教学的改革
1.重新编写与实验设备配套的实验指导书。试验教学的改革从编写新的试验指导书开始,新的试验指导书既与选用教材又与试验设备相配套。实验指导书的改革主要体现在三个方面:第一,增加学生独立设计试验步骤的部分。具体而言,在试验指导书中只需提出实验的目标、功能要求和性能指标,然后由学生独立完成所需要的试验步骤。只提实验要求,能够改变学生只按照实验指导书的步骤而不加思考的状况[2]。第二,由学生独立设计试验数据表格。试验的结论都是由试验数据总结出来的,所以要求学生能够完成试验表格的设计,且系统的设计与实验过程等所有工作也都由学生自己完成。第三,增加一些加宽、加深的试验内容。由于学生的试验能力不处于同一层次,所以需要为那些基础好、动手能力强的学生提供更多的学习机会。
2.减少验证性的实验内容,增加综合性的实验内容。教师要从教授实验方法、检查实验结果转变为引导学生完成相关实验项目,共同分析、解决实验中的相关难题。这样就给学生造成了一种学习压力,促使其提高学习热情和主动性,使学生从被动的学习转向自觉的研讨。在试验内容的安排上,要减少验证性的试验内容并相应增加综合性的试验。除个别规定的验证性实验外,不给定实验电路图,不指定详细的接线步骤,完全由学生在掌握现有实验资源的前提下设计相应的实验电路。在程序设计上也要强调学生在实践活动中的主观能动作用,除专门规定的验证性实验外,不指定详细的编程步骤,不给定详细的流程图和实验程序,对学生完全开放,由学生自主地编写相应的程序。同时学生也可以自由发挥,去做自己想做的不受教学内容局限的实验[3]。根据一直以来的教学总结,发现计划实验教学课上的时间还不足以满足同学门的实践需求。这就要求实验室除进行计划实验教学之外,还应满足学生自由进行实验的要求。为此,采取了开放式的实验室管理办法,将空闲实验室向学生开放。学生可以根据计算机控制系统的基本原理和现有的实验室资源,自己拟定试验目的以及预期试验结果,并设计构造相关的试验内容以及试验步骤。并且鼓励学生根据自己的兴趣爱好自由地去做想做的实验,这样学生的实验内容和要求都会有所不同,进而促进学生的学习兴趣。
3.组织学生参加课外兴趣小组。以上讨论的都是课程中的实验教学,除了规定的课程实验之外,教师还要组织对计算机控制技术感兴趣的同学成立计算机控制技术兴趣小组。这种兴趣小组可以让同学们自由发挥,比如,对新技术理论感兴趣的同学,可以在教师的指导下围绕最新技术收集资料,探索科学研究的前沿,成立讨论小组,并开设专题报告,从而增加自己的阅历;对设计感兴趣的同学,可以提供基本的原材料,让学生开发和研制一些实用的科技小产品。这种做法的最大好处就是带动了学生的学习积极性,让学生能够感到学习也是一种乐趣,同时还能让同学在无意识之中巩固了理论知识,并将理论应用到实践,提高了学生的实际应用能力。兴趣小组成立后,在兴趣小组中选取一部分优秀作品,根据作品的创新性和实用性,指导学生申报校级甚至更高级别的学生科研课题。对于有课题的教师,可以让部分优秀同学加入到教师的科研课题中,让同学尽早地接触科研活动的整个过程,启发学生独立思考,充分发挥学生的创造性,提高学生的综合素质。然后再从学生的科研课题中选拔优秀的项目参加设计大赛,比如电子设计大赛、飞思卡尔智能车大赛、机械创新设计大赛等,这些竞赛活动使学生受益非浅,从学生被动地要求做实验,到学生主动地要求进实验室做实验,加深了对课本知识的理解与融会贯通,学到了许多书本上所学不到的东西,培养了创新设计能力。
四、《计算机控制技术》实验教学改革的效果
1.激发了学习积极性,提高了自学能力。实验指导书中的设计内容都是根据学生的实际情况和当前计算机应用领域的最新案例自行设计的。这些案例在学生身边都能经常地接触到,也是学生非常感兴趣而又特别好奇的计算机控制系统,这可使学生感到所学内容跟得上时展的需求并具有相当的实用价值,学习积极性能够得到进一步的提高。由于部分实验是考查学生的自学能力,无法在课本中找到现成的答案,只能通过所学到的理论知识并查阅相关资料才能解决,从而促进了学生学习和自主思考的能力。
2.培养了学生的创新能力。在传统的实验教学中,学生不用思考也不需思考,只是按照已知的实验步骤完成实验,只是一个被动的接受者,很难谈得上训练创新能力和创新意识。而将学习的主动权交给学生,让学生成为实验的主体,改变学生从书本出发而不是从问题本身出发的思路,摆脱书本的束缚。让学生从查阅资料开始,进行总体方案设计、编写控制算法程序、调试系统、选择参数、直到得到最佳实验结果。在这种创造性的工作中,给他们提供了一个自由想象和大胆创新的空间,激发了他们的创新欲望。实验把动脑和动手有机地结合起来,培养了他们的创新意识和创新能力。
3.提高了学生的工程实践能力。实践是创新之源,工程实践是创新的基础,提高学生的工程实践能力才是工科教学的重点之重点3]。由于编写了新的实验指导书,学生在实验中必须考虑各部件之间的电路连接、相互控制、整体配合等细节,需要通过不断的摸索,总结出一套行之有效的办法。在这样的实验活动中,学生通过对相关资料的归纳、整理,对实验过程做有效的梳理,认真总结实践中出现问题的原因和解决问题的方法,充分地认识设计的优缺点,为探索更加优化的设计、实现方案,为今后的工作实践打下良好的基础,从而使学生不论是从知识的积累上还是能力的提高上都会产生一个极大的飞跃[4]。
五、结论
通过实验指导书的改编,提倡学生自己编程做计算机控制技术实验,这激发了学生的兴趣,增强了学生自主思考、综合运用知识的能力,提高了学生分析问题解决问题的能力,训练了学生的创新能力和创新意识,取得了良好的实验教学效果。随着学科建设以及实验室建设的发展,一些先进的实验设备已经到位,如过程控制实验系统、倒立摆实验系统、随动系统等,我们将逐步把这些设备与计算机控制技术实验结合起来,开发更加先进、更具有实际意义的新实验,为感兴趣的学生提供纵深发展的机会。
参考文献:
[1]马常旺,林卫星,谢建军.计算机控制技术实验课的改革与实践[J].实验技术与管理,2004,(2):125-128.
1、引言
《计算机控制技术》是一门涉及微电子技术、传感器与检测技术、通信技术等多学科交叉的课程,通过该课程的学习,使学生更好的将嵌入式技术(ARM/单片机)、可编程控制技术(PLC)、通讯网络技术以及电气自动化技术有机的结合起来,实现工业生产技术的精密化、设备的信息化、过程的自动化和控制的最佳化,因此,为了满足国家对高校创新型应用人才的要求,本文在实践教学的基础上对《计算机控制技术》课程教学进行了一些新的探索,并取得了一定的效果[1]。
2、《计算机控制技术》教学现状分析
2.1教材的设计不够科学
眼睛是心灵之窗,书则是心灵之门。一本好书不仅能让我们获取很多有价值的信息,而且能让我们少走不少弯路,因此好书有用,然而现实中学生采用的《计算机控制技术》教材不但书本的内容冗余复杂,而且层次杂乱无章,书本的很多章节几乎一个模式的介绍概念、组成和分类,而很少突出工程的运用,因此学生常在理论学习中丈二和尚摸不到头脑,觉得学无所用,课堂内容单调无味。
2.2 缺乏和理论相适应的实践教学
《计算机控制技术》属于工科自动化专业,单靠课堂的理论教学往往达不到理想的效果,必须让学生参加一定的实践操作来巩固所学理论,例如在介绍单片机技术的时候,学生只有通过实物的选材和连接、软件的设计和程序的调试方能提升学生的学习兴趣,让他们在自己的作品中感受知识的魅力,因此学校也需加强硬件设施的建设[2]。
2.3 教师的授课模式单一
目前,学校大部分教师都是刚从高校毕业就直接进入课堂,其实验基础和实践操作相对缺乏,而对于电气自动化专业来说,纯理论教学将不能有效展示学科的内涵,更不能很好的激发学生的兴趣,因此加强工科教师的实践培训或通过校企结合直接引入企业高工进入课堂教学相当必要,另外教师也可以采用网络教学和多媒体教学来增加授课的质量[3]。
2.4 学生的激励机制不够健全
通过单一的考试方式来衡量学生的学习水准很难激起学生的学习激情,现在得信息比较发达,很多学生知道社会需要什么样的人才,学校的考试往往不是企业考核人才的标准,因此很多学生不再单纯的为了满足学校的考核而放弃所谓“自己的发展”,然而“成绩”好的学生也常常是学校表扬的对象,因此,很多学生在很大程度上挫伤了学习的积极性,显露出学无所需、学无所用的表情。
2.5学生的迷惑不能有效的排解
《计算机控制技术》课程的理论教学并不复杂,然而在实际的操作中各种问题将会油然而生,如果不能及时有效的解决遇到的问题,学生的知识层面很难上升,甚至停滞不前,那么如何及时的为学生排忧解难呢?很多人的目光都会转向老师,其实不然,加强学生之间的相互帮助更为关键,因为高校教师并非和学生天天住在一起,因此,创造良好的“良性竞争,互助发展”的学习环境对专业教师来说才是主要任务,正所谓“三人行,必有我师焉,则其善者而从之,其不善者而改之”。
3、《计算机控制技术》创新型教学探索
作为该门课程的专业教师,首先要加强教材的研究,根据独立学院学生的知识结构和课堂接受能力,挑选或设计出以提高学生学习效率和增强学生学习兴趣为宗旨的新教材,其次,通过参加大型电子电气设计大赛等实践活动,培养学生自我学习、探索和创新的能力,同时结合《计算机控制技术》这门课程的本身特点做了以下几个方面的教学探索[4]。
3.1 教师更新教学理念
坚定以学生的发展做为教学出发点,培养学生自我学习的能力,让学生明白社会的发展结合课程需要学什么?如何来学?从启发式教学中让学生明白自己是学习的主人,老师是起辅导作用,另外通过鼓励式教学不断提升了学生的综合素质,树立正确的人生观、价值观和道德观,同时建立宽松、和谐的学习环境,让师生在互动中促发展。
3.2 创造宽松的课堂教学氛围,
多次教学实践表明,学生只有在宽松的学习环境下才具有较好的心理安全和心理自由,拥有活跃的创造性思维,以《计算机控制技术》课程教学为例,每次上课前通过示意友好的表情给学生营造一些期待,让学生在鼓舞中亲其师,信其道,同时在讲授专业理论知识时,不妨将实践引入课堂,通过实验的方式让学生明白知识的学有所用,为了增强学生的创新型探索思维,在课堂上通过学分奖励或比较教育的方式让学生获取优越感,创造积极进取的课堂氛围。
3.3上课前教师做好充分的准备工作
俗话说:“凡事预则立,不预则废”,教师的课前准备工作对课堂的活跃性非常重要,通过课前书本内和书本外的认真备课,教师方能把握知识的整体脉络和核心内容,课堂上才能有的放矢的给学生起到方向引导作用,当然有效的备课并非事无巨细,而是因势利导。
3.4 转变传统的教学方式和学生的考核机制
在《计算机控制技术》教学中教师通过寻求新的教学思路和方法,一改传统的教师循规蹈矩的教,学生死板的听的课堂格局,教师根据教材的内容和结构设计出一些新颖的教学方法,诸于项目式教学,通过现实的项目让学生更有效的把握课堂的核心内容,积极探索课堂的相关知识,避免华而不实的滥竽充数;另外,在学生的期末考评中增加能调动学生积极性的实践考评以及作业考评等,充分发挥学生的内在潜质,让学生感受付出后得到的快乐[5]。
4、结束语
知之者不如好之者,好之者不如乐之者,因此,教师的任务不单是教会学生知识,更重要的是让学生增加学习的方法和兴趣,自乐于知识,通过《计算机控制技术》课程的创新型教学探索,课程教学取得了良好的效果,首先教师在提高业务水平的同时还丰富了专业的内涵,寓教于学中受益匪浅;其次,学生在理论和实践相结合中体味到学习的兴趣,在良性的环境中养成良好的学习习惯;再次,学生每次设计参赛的优异成绩为学校赢得较好的口碑,为学校的发展添砖加瓦。
【参考文献】
[1]王建华,计算机控制技术[M],高等教育出版社,2009(11):2-9.
[2]郑伟,徐洪泽,理论课程转变为实践课程的探索[J],高等工程研究,2004(3):87-88.
[3]杨福家,大学的使命与大学生的责任[N],文汇报,2006:08-16.
[4]李大中,王炳谦.基于工程的计算机控制系统课程实验的改革构想[J],中国电力教育2007,(3)
[5]杨春生,孙琴,吴伟, 创新型工程应用本科人才培养新模式探索[J],江苏高教,2010(1):82-84.
【作者简介】
论文摘要:计算机控制技术课程是电气信息类工科专业的主干专业课之一,对其课程教学实践进行探索是十分必要。针对计算机控制技术课程的特点,从实验教学、课程设计及其他实训环节的内容进行了探讨,采用灵活多样方式进行实践教学改革,培养学生独立分析和解决问题的能力,为深化教学改革进行了有益的尝试,获得良好的教学效果。
随着科学技术的不断发展,在工农业生产的诸多领域中,人们广泛地使用计算机作为控制器来实现自动控制系统。计算机控制技术是融合了计算机技术和自动控制理论后发展起来的理论性和实践性很强的一门交叉学科,它是高等学校中自动化、电气工程及其自动化等专业的一门重要的专业主干课程。学习本课程应从工程技术角度出发,要注重理论与应用结合、设计与实现结合,注重系统性和实用性,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过程的基本原理,并基本掌握计算机控制系统的分析设计与实现方法及计算机在工业过程控制应用中的各种技术。本课程的特点是理论和实践是密切联系的,由于本课程的这种特点,使得学生在课堂学习阶段很难领悟计算机控制技术的精髓,并将其应用于工农业的生产过程。计算机控制技术是一门实践性极强的应用性学科,本课程实践教学是帮助学生学好这门课程的一项重要手段。
1目前课程教学中普遍存在的问题
学生在完成计算机控制技术课程学习之后,一般应掌握本课程介绍的基本原理,完成简单计算机控制系统的设计、安装、编程和调试工作。但是,大部分学生在学完该课程后,仍无法完成计算机控制系统的设计、安装、调试工作,主要存在以下几个方面问题:
(1)计算机控制技术是一门多学科、多课程相关、实践性强的课程。目前的计算机控制技术教材,在内容设置上或是偏重于理论分析或是以单片机和其他接口芯片为基础,讨论系统的构成和相应的应用软件设计开发的一般步骤,按这类教材组织教学,学生难以在规定的课时内全面掌握该课程的主要内容,从而制约了学生应用课程知识解决实际问题的能力。
(2)学生缺乏面向工程实践的机会,学生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,导致难以综合运用解决实际问题。
(3)理论教学、实验教学等实践环节不能有机结合。有的高校实验条件差,实验教学主要以验证性、演示性实验为主,缺乏综合性操作训练项目,实践学时少等极大限制学生实践能力的提高。课堂理论教学过程枯燥,学习效果差。
2实践教学的探索
目前社会对高等学校工科专业毕业生的知识能力和素质结构,尤其是实践动手能力、工程意识与创新思维的培养方面提出了新的要求,原有的实践教学模式已不能培养符合现代经济发展与市场经济需求的生产技术应用型人才,很多高校传统的实践教学都是附属于理论课而设置的实验、实习和课程设计。近年来高校扩招后高等教育向大众化发展,学生面临着较大的就业压力,直接反映在毕业生就业方面,要摆脱所面临的困境,就必须培养社会所需要的实践能力强、真正具有工程意识和一定创造性的应用型人才。
加强计算机控制技术课程实践教学的探索很有必要。下面从实验教学、课程设计和其他的实训辅助教学环节出发,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,培养了学生的创新精神。
2.1 实验教学的探索
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西安唐都公司的TD-ACC计算机控制实验系统,缺点是实验项目有限。我们计划在原来实验设备的基础上,设计一些新的实验方案,花费较少的经费,提升实验教学效果。根据我们的调研,可以利用Matlab软件,设计仿真实验方案,如数字PID控制器、最小拍计算机控制系统设计实验,这些理论性很强的实验用Matlab软件来作为原实验的补充,这些补充部分学生在实验前通过个人电脑可以自己做些准备,增强学生的主动性,对于学生深入理解该实验有很大帮助。
另一方面,我们利用Proteus软件,设计了计算机控制系统输入输出通道实验,使学生有更多的自主性,解决实验设备接线固定呆板的缺陷,使得学生在选择ADC和DAC这些典型器件时有了更多的余地,对端口译码电路的设计理解更加透彻。这样设计实验,可以减少验证性实验内容,增大设计性、研究性的实验内容,学生根据提出的功能要求和性能指标,由学生自己完成系统的设计和实验等工作。学生自主性得到充分的发挥,由学生以自由灵活的方式来完成实验,以激发其积极性,增强了学习兴趣,提高了实验的效果。
2.2 课程设计教学之探索
计算机控制技术的课程设计是本课程教学中的一项重要内容,是完成教学计划达到预期教学目标的重要环节,是教学计划中综合性较强的教学环节,它对帮助学生全面深入地掌握课程教学内容、培养学生理论联系实际的能力、提高学生全面素质具有很重要的意义。本课程设计的目的是通过解决某个实际问题,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,基本掌握计算机控制系统的一般设计方法,提高计算机控制系统的设计和分析能力,为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。
目前多数学校在课程设计时采用的方法是在计算机控制实验设备的基础上,完成一些综合性较强的系统设计题目,比如在TD-ACC计算机控制实验系统上可以完成基于8088微处理器的直流电机闭环调速控制系统设计和实现、温度闭环控制系统设计和实现等设计课题。缺点是系统的框架固定,可选范围有限。
针对课程设计,我们拟以单片机为控制器完成计算机控制系统的设计,融合Matlab和Protues等软件。利用Matlab在建立控制系统模型的优势,以Matlab软件作为课程设计的理论仿真平台,加深学生对计算机控制理论的理解和应用。另一方面,在Proteus平台和Keil软件的支持下,学生可以完成系统从芯片选择、电路设计、程序编写、调试、仿真运行的整个过程,可以锻炼学生解决问题的能力。因此我们设计了基于Protues的单片机步进电机控制系统设计、仓库温湿度控制系统设计、加热炉温度控制系统设计等课程设计课题,作为对原有课题的补充,解决了原有实物设计系统的不足,拓宽了课程设计范围。 2.3 重视辅助实训环节的探索
高等工科学校是培养社会所需要的有一定理论知识、实践动手能力强、具有工程意识和一定创造性的高等技术应用型人才,因此,要完成这一培养目标,我们就必须重视实训环节。我们学院不断加强实践教学与管理改革,创立了创新实训基地,以综合、设计创新实训为主,实训形式丰富多样,有综合性设计、计算机仿真、创新设计、实物制作与竞赛,并不断加强实训基地和课程教学的联系,目前实训基地已经有专人管理,走上了规范化的教学管理轨道。
为配合本课程,我们学院组织一些动手能力强、有兴趣的同学成立实训小组,利用课余时间进行培训,指导教师只给出训练项目的基本要求、所要实现的功能和性能指标,系统设计、元件选用、PCB板制作、焊接工艺和电路调试等环节,均由学生独立完成,以加强学生的工程意识与实际应用能力,并要求学生对一些课题的设计制作具有创新性。学生还通过到产学研结合的企业实习、参与教师所承担的工程课题工作等,进一步培养学生的工程应用能力,如完成智能温度闭环控制系统设计、循环温度检测仪等项目。尽管这种形式灵活的环节目前面向的学生人数不是很多,但是结出了甜美的果实。经实训基地训练的一批学生获得了优良成绩,我院学生于近几年连续在全国大学生电子设计等竞赛中获奖。
3结束语
通过对计算机控制技术课程教学过程中存在的问题进行探讨,我们认识到实践教学环节在本课程教学中的重要作用,在具体实施实验教学、课程设计教学和其他辅助实训教学等方面做了一些探讨,在教学实践过程中积累了一些经验,取得了较好的教学效果。重视计算机控制技术课程实践改革,可以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。同时,我们发现提高教学质量和学生的学习效果、培养学生独立动手能力和分析解决问题的能力,是一个值得我们不断研究的课题。我们在实际教学中尚存在一些问题和不足,希望在今后的教学研究和教学实践中,可以进一步探索出更好的方法,提高学生理论联系实际的能力。
参考文献
[1] 于海生.计算机控制技术[M].北京:机械工业出版社,2007
[2] 王建华,黄河清.计算机控制技术[M].北京:高等教育出版社,2003
[3] 邢航,张铁民.计算机控制技术教学改革探索与实践[J].实验室研究与探索,2007,12(6):370~372
[4] 李敏艳.计算机控制技术课程设计的创新与实践[J].实验室科学,2010,12(2):112~114
作者简介:张立富(1971-),男,黑龙江哈尔滨人,黑龙江大学机电工程学院,副教授。(黑龙江 哈尔滨 150080)
基金项目:本文系黑龙江大学新世纪教育教学改革工程项目(项目编号:2011C112)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0148-02
“计算机控制技术”以控制技术、电力电子技术、计算机技术等为基础,综合运用了传感与检测技术、PLC技术、工程技术、电机测控技术、单片微控制器技术和网络构建技术,其核心是微电子控制技术,是实现生产技术的精密化、生产设备信息化及生产过程自动化的专门学科。[1]近年来,企业对计算机控制领域的应用人才需求很大,为了适应科学技术发展对高层次人才培养的需求,各高校都在积极寻求“计算机控制技术”课程教学改革的有效方法和手段,加强对学生创新能力与综合素质的培养。由于“计算机控制技术”课程的理论性和实践性都很强,因此,对理论教学和实践教学、考核方式进行探讨、研究和实践显得尤为重要。
一、“计算机控制技术”课程现状分析
在“计算机控制技术”教学实践中,存在的主要问题有:
1.理论学时数多,实践学时数少
目前,“理论课+实验”是被各高校所普遍采用的“计算机控制技术”传统教学模式,课堂教学往往占主导地位,实验教学起辅的作用。这就直接导致了学生学到和掌握的理论知识较多,但真正面对实际系统的时候仍然是一片茫然,而如果盲目减少理论学时数又会影响课程内容的系统性和完整性。
2.实验教学内容单调
当前,在大部分高等院校所开设的“计算机控制技术”实验中,通常是演示性的实验和验证性的实验居多,比如A/D转换实验、PID控制实验等,而开发性较强的综合性实验设置偏少。学生通常对于简单的验证性实验能够较好地掌握,效果也较好,而在进行独立的综合性系统开发时显得一片茫然,无法将学到的理论知识有效地转化为实际的动手能力。
3.考核方式不能客观地反映学生的能力
该课程传统的开卷考核方式和闭卷的考核方式都对课本的依赖程度较高,学生往往可借助死记硬背的方法就能获得较高的分数。而对于那些平时善于独立思考,具有创新意识,兴趣点在于解决实际问题的学生来说显然是不公平的,这是因为他们不喜欢死记硬背,取得的成绩自然也不是很理想。显而易见,这种单一靠一张试卷来评价学生的考核方式存在的弊端较大,更不能如实地反映一个学生的真实能力和水平。
二、“计算机控制技术”课程的理论教学和实践教学改革
1.进行理论教学改革,注重对学生创新能力和综合素质的培养
课程改革除了优化教学内容之外,教学方式、方法的改革也很重要。随着现代科技的不断发展和进步,单纯的继承型、守业型人才已经无法满足社会的需求,未来的人才应以能够独立思考、善于进取、有创造性思维为基本特征,并能够顺应新形势的发展、变化。[2]
(1)重视教学目的和要求。在教学过程中,教师应重点强调“计算机控制技术”课程的教学目的和要求,这就决定了在教学过程中基本概念、基本规律的讲授形式。在讲解计算方法时,除了培养学生的计算能力,还可以借助计算所得的结果使学生更好地理解和掌握基本概念或基本规律。
(2)采用多种教学方法,使学生成为学习的主体。由于计算机控制技术非常密切地与实际应用相联系,枯燥的概念比较多,因此授课教师所采用的教学方法是否合理必然会影响教学效果的好与坏。[3]笔者根据具体的教学目标、课程的特点、学生的知识基础和心理特征,以及其自身的特点,采用多样化的教学方法大大降低了“计算机控制技术”的教学难度,所讲授的内容也就更容易被学生所理解。
积极运用项目驱动教学法。该方法将“理论教学、学生自学和独立实践”有机结合在一起,以集教学和实训为一体的实训室为载体,以小组为单位,由实际问题入手,通过技能训练引出相关的知识和理论,给出明确的学习目的、学习内容和学习要求。学生通过自主学习找到解决问题的思路,最后通过独立动手实践进一步加深对于概念的理解和掌握,同时相关的技能也获得了提高。这种教学方法将理论知识的实用性放到首位,彻底打破了传统的先理论后实践的教学模式。
积极采用探究式教学法。在教师的指引下,让学生对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并辅之以小组合作交流或讨论,这种教学模式既可以提高学生的学习兴趣,培养创新思维和创新能力,还可以帮助学生更深入地理解和掌握所学内容。
该教学法能够取得成功的关键是要保障学生在学习过程中的主体地位,同时还需要有教师启发和引导,离开其中的任何一方,探究式教学模式都很难取得良好的效果。由此可见,“自主、探究、合作”是这种教学模式的基本特征。
(3)转变授课方式,培养学生独立学习和思考的能力。通过改变授课方式加大课堂信息量,在总学时无法增加的情况下适当减少理论课教学时数,增加实习实训教学时数,即做到:在课堂教学上抓住重点内容,尽量选择有代表性的方法和技术来讲解,给学生留出课后自学的空间。课堂教学内容从刚性化向柔性化转变,从单一化向多样化转变,从灌输式向启发式转变,鼓励学生自主学习,独立思考。
2.改革教学手段,增强教学效果
研究和改进教学手段也是提高教学质量的重要一环,在明确教学目的和内容之后,教学手段将直接影响学生对于知识的理解和掌握,对于能否高质量地完成教学任务和教学目的意义重大。本课程在教学过程中大胆采用高科技教学手段,尤其是多媒体辅助技术、3D动画制作技术和模拟仿真技术,突破了传统的“教材+粉笔+板书”教学模式。改革教学手段不但可以使晦涩难懂的教学内容变得更加直观形象,而且还可以节省教学资源,提高教学质量。
3.实践教学改革,培养浓厚的学习兴趣
(1)为培养学生的动手能力和创新意识,课题组以作业的形式安排了小型课程设计。如“锅炉温度计算机控制系统设计”、“直流电机闭环调速控制系统设计”、“产品装箱计算机控制系统设计”等与课程密切相关的内容,同时在设计任务和内容上要考虑到学生能力的个体差异,既要照顾到一般水平的同学,也要给少数优秀的学生发挥聪明才智的机会。通过这样目的性很强的实际设计会使学生得到不同程度的锻炼,如:方案的选择、硬件的构建、软件的开发等。巩固所学知识的同时,也为将来顺利完成毕业设计打下了良好的基础。
(2)除了在教学过程中增加课程设计这一教学环节之外,在教学改革的过程中,笔者还对实验室进行了完善,对原来的实验内容进行了优化,设置了综合性的设计实验与传统性的印证性实验,以期通过实践教学,达到培养学生应用所学的控制理论去解决实际问题、将实际遇到的问题抽象为理论问题的能力的目的。综合性实验与印证性实验的区别在于:只给出实验的目标和要求,详尽的实验步骤、实验电路图是没有的,学生可以根据个人的实际情况选择难易程度不同的实验并在实验之前完成预习报告,根据实验给出的性能要求,独自进行系统的设计、系统的搭建和调试,完成实验任务之后,要求学生写出实验报告及心得体会。通过采取这些措施,极大地调动了学生的学习主动性和积极性,有利于培养学生的实践能力和创新思维。
(3)加强实践环节,引入企业现场教学环节。加强实践教学环节,培养学生的创新能力和创新意识。由于本课程具有综合性与实践性强的特点,在教学过程中,笔者引入了企业现场教学环节来弥补传统教学模式的不足。企业现场教学的意义主要体现在:一方面,通过带领学生深入企业现场了解产品的研发过程,让学生对于所学知识的实际应用有个直观的认识和了解,切身感受所学课程的重要性,提高学生的学习兴趣;另一方面,通过在企业现场结合实际应用的讲授,可以引导学生做到学以致用,增强理论联系实际的能力;通过在企业的参观、学习还可以加深学生对企业的认识,了解企业对人才的需求,从而引导学生及时地调整自己的学业规划,为将来的就业做好准备。
(4)积极参加各种科技实践活动。机电工程学院所设置的专业分成机械和电气两个方向,属于纯工科性质,将来学生的就业领域以工程应用居多。因此,自学院建立以来一直非常重视鼓励学生积极组织或参加各种形式的科技活动,如:3D建模竞赛、大学生挑战杯比赛,同时还建立了大学生创新实验室,有对相关的科技创新活动提供研发平台;选择一些优秀的学生组建应用软件的学习团队,配备专业的教师为学生提供必要的学习指导,如:利用MATLAB软件进行控制系统的仿真研究;利用Protel软件进行电路板设计;利用SolidWorks或UG软件进行三维建模设计。在提高学生的计算机应用能力的同时,还进一步拓宽了将来的就业机会。[4]
三、改革考核方式,加大对动手能力的考核力度
尽管可以把对学生进行考核作为督促他们学习的有效手段,但绝不是最终的目的。传统的考核方式通常是凭借一张考试卷来评判学生学习效果,这种评价方式无法体现学生的综合能力,尤其是动手能力和创新能力,而更为科学的评价模式应该不仅能激发学生学习的热情,而且还能反映学生的综合实力。
最后的成绩除要考虑闭卷考试成绩之外,还应该引入平时的作业、测验、实验、课程设计等环节。笔者经过多次实践,总结出比较合理的权重分配为闭卷考试成绩占45% +平时成绩(含作业和测验)占20%+实验成绩占20%+课程设计成绩占15% 的模式。通过采取这种灵活多样的多环节考核方式,可更为有效地激励学生学习热情以及对实习实训的重视程度,使考核的结果也更加客观。
四、结论
“计算机控制技术”是电气工程及其自动化专业的重要课程,涉及科目种类繁多,具有专业性强、内容更新快等特点。课题组为有效提高学生的综合素质,根据课程特点从理论教学以及实践教学两个方面进行了研究与实践,并对考核方式进行了优化,获得了较好的教学效果。
参考文献:
[1]林敏.计算机控制技术及工程应用[M].第2版.北京:国防工业大学出版社,2010.
[2]陆锋,陈桂,林健.应用型本科院校《计算机控制技术》课程教学改革实践[J].创新教育,2011,(12).