《計算機控制技術》課程建設探討

蔡建文

（常州工學院 光電工程學院，江蘇 常州 213002）

《計算機控制技術》課程定位為常州工學院測控技術與儀器專業的一門核心專業課，理論性、應用性、實踐性和綜合性都很強。本課程重點介紹計算機控制系統的組成原理和結構，計算機控制系統的工程設計方法，復雜控制算法的實現等方面的內容。通過本課程的教學，使學生掌握計算機控制系統方面的相關技術、基本理論和設計方法，給學生將來從事計算機測控相關的工作打下堅實的基礎。

1 課程教學內容

計算機控制技術是一門核心專業課，它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性，在本科教育中起著重要的作用。課程特別強調理論聯系實際，注重培養學生解決實際問題的能力和工程實踐能力。

課程理論教學內容主要圍繞以下幾個方面開展：①總線技術與總線擴展技術；數字量輸入輸出接口與過程通道；模擬量輸入輸出接口與過程通道；硬件抗干擾技術。②步進電機控制技術與伺服電機控制技術。③數字控制器的連續化設計技術、離散化設計技術；純滯后控制技術、串級控制技術、前饋-反饋控制技術；解耦控制技術。④程序設計技術；測量數據預處理技術；數字控制器的工程實現；系統的有限字長數值問題；軟件抗干擾技術。

在設計該課程實踐教學內容時，課程組確立了先進的實驗教學理念與改革思路，制定了科學的教學體系與教學內容，堅持實踐與理論并重，能力培養與素質提高并行，課程實驗與工程訓練、創新設計、科學研究有機結合，創造以學生為本的人文環境，堅持把知識傳授、能力提高、素質培養貫穿于實驗教學始終，注重培養學生建立大工程觀、大系統觀、大集成觀，強化實踐技能，著力培養學生的創新精神和創新意識。課程開設的實驗主要包括：采樣與保持實驗，學生主要了解常見ADC 和DAC 器件的使用方法；直流電機控制實驗，理解用PID 控制算法控制直流電機的方法，了解PWM 調制、直流電機驅動電路的工作原理；最小拍控制算法的研究實驗，學生主要學習并掌握最少拍控制器的設計和算法，了解最少拍控制系統輸出采樣點間紋波的形成和危害性；PID 控制實驗，掌握常規的數字PID 控制算法的原理及其應用，掌握PID 調節器參數整定的方法。

2 教學方法與教學手段

計算機控制技術是一門與工程實際聯系十分緊密的專業課程，涉及的相關專業基礎課程有多門，因此，給課程教學帶來了一定的難度。為了使學生能夠全面掌握本課程的相關知識，我們在教學方法、手段等方面進行了一些有效的嘗試，取得了良好的教學效果。

2.1 五位一體的立體化課程教學體系

五位一體的立體化課程教學體系：采用了“課堂＋實驗室＋教學網站”的教學平臺、“研究型+啟發式+工程案例”的教學方法、“講課＋習題課＋討論課＋實驗課”的教學形式、“基礎型+分析型+綜合型+設計型”的課后作業、“平時成績+實驗成績+考試成績”的考核方法。

2.2 將科研資源與教學資源有機結合，提高課程教育質量

雖然常州工學院定位為應用型本科院校，但隨著測試計量技術及儀器校重點建設學科的建設，科研水平不斷提高，具有良好的科學研究和工程應用平臺，取得了一些科研成果?？蒲兴降奶岣邘訉W科專業的發展，學科專業水平的進步對教學水平的提高具有積極的作用。將科研資源轉化為教育資源，也是提高課程教育質量的一個重要因素。

我們較好地實現了教學資源、科研資源在人才培養和科學研究方面的開放和共享。在學生進入大三后，根據學生的興趣，組織學生進入不同的學科方向進行鍛煉，委派科研學術骨干教師給學生進行學術講座，使學生對科研產生濃厚的興趣，激發學生的學習熱情和求知創新欲望。

教師的科學研究工作也是學生獲得知識的一個重要的途徑。在專業課程學習過程中，許多抽象的理論知識學生很難理解，教師在理論課程教學過程中，注重理論聯系實際，結合自身的科研工作，將抽象復雜的理論知識通過具體的工程應用實例來描述，加深了學生對理論知識的理解，增強了教學效果。

2.3 利用現代教學手段提高效果

制作了計算機控制技術多媒體課件，應用MATLAB 仿真實驗系統向學生展示計算機控制技術的最新發展狀況和應用成果。并且通過可動態更新的課程網站，使不同層次、不同需求的學生可以跨越時空限制，按需索取所需資料?！皩W生資源共享”和“網上答疑”系統的運用大大加強了學生和教師之間、學生和學生之間的交流和互動，進一步擴大了網站的資源來源和共享性。

2.4 嚴格課程考試管理、規范課程考核形式

本課程考核由兩部分構成：理論考試成績占總成績的60%，實驗成績占總成績的20%，平時成績占總成績的20%。理論考試采用閉卷方式，試題由主講教師按照大綱要求命題加入試卷庫，并做好相應的參考答案和評分標準。實驗成績根據學生的實驗預期、實驗操作、實驗報告綜合評分。

3 結論

《計算機控制技術》 課程建設課題組成員在教學改革上進行了一些有益的探索和嘗試，對教學內容的調整、教學手段和方法的改進與完善等方面進行了詳細的總結，取得了一定的效果。

［1］于海生，丁軍航，潘松峰，等.微型計算機控制技術[M].2 版.清華大學出版社，2009.

［2］邢航，張鐵民.“計算機控制技術”教學改革探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2007，26(12):370-372.

［3］輔小榮.計算機控制技術課程實踐教學探索[J].中國現代教育裝備，2011，9：81-83.

［4］溫淑慧.計算機控制技術實驗教學改革初探[J].教學研究，2010，33(6):59-61.