檢測控制技術綜合應用課程改革探討

摘要：為了適應高職類電氣自動化專業畢業生的教學要求，適應社會對高素質技能型人才的要求，首創的開發了一門應用型的新課程，對該課程的教學內容、教學方法進行了大膽的改革。實踐證明，學生的學習積極性、技能及分析問題、解決問題的能力得到了很大提高，課程改革取得了很大的成功。

關鍵詞：教學改革；綜合應用；檢測控制系統

作者簡介：周冀馨（1981-），女，天津人，天津電子信息職業技術學院，講師。（天津?300350）

中圖分類號：G642?????文獻標識碼：A?????文章編號：1007-0079（2012）21-0069-01

針對高職類的電氣自動化專業大三學生普遍存在的面臨畢業心浮氣躁，不能塌下心來學習理論知識的特點，我們專業將大三上學期的全部課程都改成了實踐性為主的課程。結合自動化專業的核心課傳感器技術、虛擬儀器技術以及電子技術的主要內容，我們首創開發了一門名為檢測控制技術綜合應用的實踐性課程。該課程以動手實踐為主體，采用任務導向的教學方法，充分調動學生學習的積極性和主動性。其主要任務是綜合運用多門電氣自動化課程的知識和技能開發一個完整的檢測控制系統，目的是使學生通過一個較為簡單的檢測控制系統項目，了解一個完整的檢測控制系統開發過程，學會根據需求文檔組織建立一個符合工程規范的檢測控制系統，提高開發能力，培養團隊協作精神，逐步積累檢測控制項目開發經驗，為學生從事檢測控制項目開發工作打下堅實的基礎。

一、培養目標

學生在前兩年學習了多門課程，每一門課程都是由一名專業教師單獨進行講授，各自為戰，各門課程內容沒有形成一個有機的整體，學生缺乏系統的概念。各門課程的單獨學習使學生的思維限定在狹窄的范圍內，缺乏對學生創新意識的培養和綜合能力的提高。

通過本課程的學習，學生應該能夠實現各種基本能力的整合、遷移，形成更高一級的綜合能力，從而能夠獨立開發小型的檢測控制系統，能夠在電氣工程師的帶領下參加大中型檢測控制系統的開發。

專業知識方面，要求學生能夠通過分析用戶需求文件，了解客戶的需求；能夠對自己開發的軟件進行演示講解，并編寫軟件使用說明書。希望學生了解根據分析結果開發一個完整的小型系統的過程；了解根據總體設計搭建系統硬件的過程；了解根據系統模型開發相應的軟件模塊的過程；了解根據系統設計要求編寫符合工程規范的程序代碼的過程；了解對自己開發的模塊進行單元測試的過程。

方法能力方面，希望通過本課程的學習培養學生制定工作計劃的能力，使學生們能夠有效地獲取、利用、傳遞信息，并且能夠通過獨立學習，不斷獲取新的知識和技能，能夠在工作中尋求發現問題、解決問題的途徑。

社會能力方面，希望通過本課程的學習培養學生在工作中的溝通能力與良好的團隊協作精神；能夠公正坦誠、理解他人，尊重他人，樂于助人，學會與人相處；能夠掌握和控制開發進度，合理安排時間。

二、教學內容

這門課程需要學生綜合運用所學知識開發出一個系統，需要學生掌握軟硬件設計與調試技術，并且需要學生結合以前學過的電路知識、傳感器、信號處理、電子測量以及虛擬儀器的知識，在編程過程中學生會不斷發現問題和提出問題，自己嘗試著去尋求問題的答案，探索解決問題的途徑和方法，把積累知識的過程變成同時形成能力的過程，在增進知識的同時增進創新精神和創造能力。

本課程需要學生完成凝血檢測系統的構建，具體的說包含有四個學習情境：總體設計、硬件系統構建、軟件系統編程和系統調試。

1.總體設計

該學習情境的主要內容是根據用戶需求書確定系統要求，繪制系統流程圖，對整個系統進行總體設計，分析硬件功能、軟件功能及它們之間的接口技術。構建系統的體系結構，劃分子系統，定義子系統功能。教師提供用戶需求說明書，提出需求分析所要完成的工作，提供相關知識背景及教學資源。教師介紹檢測控制系統參考模型，學生修改完善相應的模型。學生以組為單位進行討論，共同完成繪制系統流程圖、制定小組開發方案、系統硬件功能描述、系統軟件功能描述等工作，最后進行方案演講。學生通過學習實踐了解通過分析用戶需求書確定系統功能的過程，掌握系統流程圖的畫法和軟硬件功能劃分的依據。

2.硬件系統構建

該學習情境的主要內容是進行硬件系統的構建，其中包括根據硬件功能描述選取合適的測量傳感器，搭建調理電路，實現對檢測信號的放大、調制或濾波。選取合適的數據采集卡對信號進行A/D轉換，傳入到計算機中。另外還要設計相應電路執行計算機中給出的控制信號。

教師提出硬件設計所要完成的工作，提供相關知識背景及教學資源；講解參考電路圖和參考電路模型，完成建立硬件系統的過程演示，提供相關元件資料。學生分組討論選擇合適的檢測傳感器，根據要求設計硬件電路，繪制硬件電路圖，搭建檢測部分和控制部分電路，選擇合適的數據采集卡。要求各組學生要進行方案演講，并且要進行作品展示。學生通過學習實踐了解硬件系統構建的全過程；將傳感器知識與電路知識結合，并進行綜合應用；了解檢測傳感器、數據采集卡的選擇方法。

3.軟件系統編程

該學習情境的主要內容是根據軟件功能要求繪制軟件系統框圖，劃分功能模塊，編寫相應的程序，其中包括人機交互界面、采集程序、數據處理程序、數據庫程序、查詢程序和控制程序等，進行單純的軟件調試。

教師提出軟件設計所要完成的工作，提供相關知識背景及教學資源；介紹軟件系統參考模型，學生修改完善相應的模型。先以班級為單位進行一體化教學，再以小組為單位進行軟件程序設計。要求學生運用虛擬儀器課程學習的LabVIEW軟件進行程序設計，LabVIEW是目前國際上應用最廣的虛擬儀器開發環境之一，與傳統程序語言不同，LabVIEW采用強大的圖形化語言編程，面向測試工程師而非專業程序員，編程方便簡單，特別是畫面生動，編程序就像搭積木一樣，容易引起高職類院校學生的興趣。學生通過學習實踐了解軟件設計的全過程，掌握軟件系統框圖的繪制方法，軟件程序的調試技術。

4.系統功能測試

該學習情境的主要內容是編輯軟硬件系統連接的接口部分，對設計構建的整個系統（包括硬件、軟件及接口部分）進行功能測試，測試通過后，將軟件系統打包，撰寫使用報告及相關技術文件。

教師布置工作任務，提出具體要求，幫助學生分析測試大綱。學生完成系統全部測試，扮演用戶運行系統。學生通過學習實踐了解測試、測試活動及基本的測試方法，掌握測試報告及相關技術文件的撰寫方法。

三、教學方法

采用任務驅動法組織教學，以班級為單位的一體化教學和以小組為單位的學生自主學習相結合。在一體化教學中采用直觀演示法，即教師將展示檢測控制系統參考模型，提供相關知識背景及教學資源，帶領同學將模型拆分開來，了解其內部結構，構建方法，找到其中的不足，布置任務讓學生去完善。拆裝和講解的整個過程調動了學生的學習積極性，給學生留下較深刻的印象。在以小組為單位的學生自主學習中，教師安排一些任務讓學生完成，學生通過小組討論、分工合作或各種其他活動來完成任務，教師只在必要時對學生指導和幫助，僅僅起到導游和導演的作用，學生在完成任務的過程中，發揮了自身主體性和主動性，體驗了成功的喜悅，滿足了表現自我的愿望，學到了原本以為神秘高深的知識。

四、考核方式

本課程考核采用日?？己伺c系統開發作品相結合的方式，其中平時成績占總分的50%，作品成績占總分的50%，課程總成績為百分制，60分以上（包括60分）算合格。

日?？己酥饕獜慕M織紀律、人際交往、環境意識幾方面綜合考核學生。要求學生不能缺勤、遲到、早退；積極參加討論，主動提問或回答問題，樂于幫助他人；保持環境，不損壞公物。教師對于同學的平時表現看得很重，并鼓勵學生在平時積極表現。

作品考核主要從硬件設計能力、軟件設計能力、系統調試能力、系統功能實現和文字相關材料撰寫等五個方面進行考核評分。

五、總結

經過兩學期的實踐，與原有大三學生的課程相比，新課程檢測控制技術綜合應用取得了顯著的教學效果，鍛煉了學生的綜合應用能力，提高了學生的團隊意識和學習的積極主動性。但為了培養更好的應用性高職人才，將來的課程探索之路還很長。

參考文獻：

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（責任編輯：劉麗娜）