深化高職自動控制系統課程實踐教學

摘 要：本文分析了高職院校自動控制系統課程實踐教學的重要性，并就如何建設高職院校實踐教學平臺，教學內容設置進行了深入分析和探討。

關鍵詞：高職；自動控制系統；實踐教學

隨著科學技術的發展，所需自動化人才數量在相應增加，更重要的是對自動化人才的能力要求在不斷提高。在需求的自動化人才中，大部分是從事對自動化設備運行管理、檢修維護，自動化設備集成，自動化設備部件生產等，這類自動化人才需具備高技能和一定的理論水平，而高職院校正是培養這類人才的搖籃。自動控制系統是實現自動化的主要手段，因此《自動控制系統》課程的教學目標是幫助學生具備與企業銜接緊密的高級技能和所需的理論知識，而實踐教學環節是實現教學目標的主要手段，對高職《自動控制系統》課程實踐教學深化研究具有重要意義。

一、《自動控制系統》課程教學現狀

在本科院校，《自動控制系統》課程是在學習《自動控制理論》課程之后開設的，由于本科院校更注重學生理論知識掌握的全面性和深度，在教學中對實踐環節重視程度相對較弱，部分院校幾乎無實踐教學平臺，即使有實踐平臺，也不成體系，與理論銜接也不緊密。高職院校注重學生理論知識培養的同時，更注重技能的掌握和提高。實踐教學在整個課程教學中占有更重要的地位。通過調查表明，開設控制系列課程的高職院校大都構建了充足的實踐教學平臺，但也存在諸多問題，諸如實踐平臺可開設實踐內容與理論銜接不緊密；實踐平臺的設備對學生提高能力的訓練“力度”不夠；實踐內容設置和實踐設備配置比較“零散”，不系統；購買的實踐設備技術落后，過于簡單，根本不可能實用于生產，導致與企業銜接不上。這樣不僅不利于人才培養，還浪費了大量人力和財力。同時開設《自動控制系統》和《自動控制理論》兩門課程在高職院校是較為困難的，一般情況下，只開設其中的一門。但無論開設哪門課程，其教學內容都需要經過精化，需涉及兩門課程的內容。因此，結合課程理論教學內容，如何系統化設置實踐教學內容和構建合理高效實用的實踐平臺是高職院校控制課程教學亟待解決的問題。

二、實踐教學設置

《自動控制理論》課程主要研究自動控制過程的共同規律，主要涉及利用時域分析法或頻域分析法對自動控制的暫態過程和穩態過程進行分析，考慮系統在穩、準、快三個方面折中處理的方法和措施。《自動控制系統》課程主要以生產實踐中廣泛使用的控制系統為研究對象，對自動控制系統進行功能分析。高職院校控制課程是將“控制的暫態過程和穩態過程分析嵌入實踐使用的自動控制系統中，并沒有獨立開來講”。實踐教學內容總體要基于“工作過程”來安排，需達到幾個方面的要求：（1）滿足學生對系統穩、準、快三個方面性能的認知，即從實踐設備運行中了解什么是“穩” “準” “快”；（2）幫助學生理解系統配置（系統參數）對“穩” “準” “快”三個性能的影響，提高學生折中處理這3方面性能的能力；（3）滿足學生對自動化設備組成結構一般規律的認知，構建學生集成自動化設備的思維模式，以及篩選自動化設備組成部件的能力；（4）提高學生對自動化系統運行管理能力，以及解決自動化系統運行故障的能力。因此，《自動控制系統》課程實踐內容結合理論教學，基于“工作過程”系統化設置如下內容，見表一。

表一 《自動控制系統》實踐教學項目

三、實踐教學平臺建設

實踐教學平臺是實現實踐教學的重要手段，實踐平臺構建是否合理是課程教學目標能否實現的主要因素。因此，在構建實踐教學平臺時，在經費允許的條件下，以實踐教學目標和設置的實踐教學內容為依據，需遵循“完整性” “普適性” “模塊化” “關聯性”四大原則。其意義如下：

（1）“完整性”是指各類實踐設備能獨立成為一個系統，具有完備的功能，并且是實踐中正在使用的系統，或是一個復雜系統的子系統。此項確保學生對自動化設備的認知是完整的。

（2）“普適性”是指各類實踐設備在生產實踐中大量使用。此項確保學生在教學中掌握這些自動化系統的知識后，能在后期的職業生涯中有用武之地。

（3）“模塊化”是指各類自動化設備（實踐設備）采用模塊“積木”而成。此項確保完成對各類實踐設備進行拆卸和組裝訓練，幫助學生提高動手能力和對系統組成部件的認識。在后期“按要求設計系統”項目中，需要學生自己選擇系統組成部件，確保系統項目順利完成。

（4）“關聯性”是指實踐平臺的所有自動化設備能夠按照一定方式組建成一個復雜的大系統，能具有生產的能力。

上述的《自動控制系統》實踐平臺建設可分期實現，對暫時不能全部實現的情況，可以采用建立虛擬實踐平臺來達到實踐教學目的。同時也可以借助專業教師自己的科研課題，將科研成果轉化為實踐裝置。層次較高的學生也可以參與到教師的科研課題中，培養其更完備、更精湛的實踐技能以及對理論的實際應用能力。

（作者單位：中山火炬職業技術學院）

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責任編輯 賴俊辰