《計算機控制技術》課程體系改革的研究與實踐

祁紅巖，常國祥，梁燕華，徐益民，李 滿

（黑龍江科技大學電氣與控制工程學院，黑龍江哈爾濱150022）

國內很多院校在不同時期進行了《計算機控制技術》課程體系改革，但大多為理論研究，因為各種原因限制實際應用比較少。《計算機控制技術》作為電氣信息類重要的專業課，由于與工程實際聯系較緊密，并且直接涉及到學生畢業設計和就業等問題。學生在學習本課程時，由于正處于畢業設計的前夕，所以對于將來所要從事的研究領域均十分感興趣，非常希望了解本專業目前在國內外的技術動態和發展趨向。因此，《計算機控制技術》課程體系改革勢在必行。

一、“計算機控制技術”理論教學模式改革

1.培養學生的學習興趣，調動學習積極性

一個老師不論課程講得多好，如果學生對所講的內容不感興趣、感覺沒有什么用，他就不會努力去學習這門課程，這樣的教學一定是不成功的。為了盡量避免學生對計算機控制技術這門課程的誤解，對其失去興趣，剛剛開始上課時，任課教師盡量不要講授太多和太深的理論知識，可結合學生所學的專業，進行現場參觀或動畫演示。應用實例的有效引入，不僅可以讓學生多多了解計算機控制技術的實用性，還可以激發學生的學習興趣，并且培養學生的學習積極性。在教學的過程中，把計算機控制和自動控制原理的相關理論進行對比講解，例如，在講解穩定性的時候，我們可以復習在自動控制原理中穩定性的定義以及判別穩定性的方法，從而引出在計算機控制技術中穩定性的定義和相應的判別方法，這樣更有利于知識的學習。

2.精心選擇教材，吃透教材，形成適合教學的講義

任課教師拿到教材后，應該盡早地備課。教師不僅要吃透教材，還要做到融會貫通，并且能夠舉一反三。這樣才能從整體上把握教材，才能根據教學大綱的要求，進行合理地安排教學內容的取舍、教學內容的學時數，包括理論課和實踐課等。教師應當發揮創造性，還應該有自己的風格，不能“照本宣科”，在授課的過程中要適當地穿插一些實際資料，從而可以形成適合教學的講義，有利于提高教學質量。

3.利用多媒體演示課件進行教學，并利用matl a b/sim ul ink進行仿真演示

計算機控制技術這門課程是工科類電氣相關專業主干課程之一，這門課程具有難于理解、概念抽象、數學理論強等基本特征。在教學過程中，為了使學生更好地理解知識，可以利用matlab/simulink進行仿真演示。例如在講解數字PID控制器時，我們可以通過simulink仿真來講解，先仿真只有P控制時的單位階躍響應，適當地調節比例參數，這樣可以清晰地看出P的作用；接著加入積分作用，可以看出引入I作用后，在控制效果上得到了什么改善；最后引入微分作用，再看看引入D后，控制效果又得到了什么改善，通過這樣的講解方法，同學們自己就可以總結出PID每一項的作用。

4.開發網絡教學平臺

因為“計算機控制技術”這樣的課程，內容既多又細、而且應用性強，在課堂教學中不可能面面俱到。所以利用現代化的手段建立信息網絡平臺是必要的。教師把任課中用到的教學資料、多媒體課件和程序傳到網絡平臺上，這樣學生就可以在任何時間、任何地點都能學習到《計算機控制技術》這門課程，同時為了及時地和學生進行交流，應該建立信息網絡答疑平臺。

二、“計算機控制技術”實踐教學模式改革

1.增強實驗環節，培養學生解決問題的能力

為了培養學生解決問題的能力，對理論課與工程實踐課程進行整合，充分利用學校現有實驗室的軟硬件資源。為了達到“理論指導實踐，實踐促進理論”的目的，合理安排理論課程及工程實踐的課程內容。任課教師布置一些實驗課題針對教學大綱的要求，讓學生進行一些驗證性試驗，讓他們把書本上一些東西得以實現，這樣更加有利于理論教學；也可以讓學生選擇科技創新比賽中比較感興趣的課題，指導學生查閱相關資料，學生來選擇適合的設計實驗方案，教師通過檢查學生的實驗方案進而來啟發學生，并且挖掘學生的創新潛能。在實驗過程中，教師要積極地發揮引導作用，增強學生自學能力和創造熱情，針對實驗內容促進學生之間的相互討論和交流。除此之外，把與本課程相關的工程實踐基地進行開放，這樣感興趣的同學就可以靈活到實驗室進行實驗。

2.增加綜合實踐設計環節

為了讓學生把課程中的理論知識和實踐知識有機的結合，課程改革中引入一個實際工程案例，這樣可以增強學生分析以及解決問題的綜合素質。例如：實際工程案例為《步進電機數字閉環控制系統》，采用小型直流步進電機作為隨動裝置，控制器可以采用單片機或DSP等，進行一個步進電機閉環控制系統的設計，學生首先確定設計方案，然后根據控制方案進行系統硬件的設計，同時選擇需要的算法，對控制系統進行調試，觀察系統的運行情況，并做好實時記錄并進行分析。

3.科研成果轉化為實驗課題

雖然書本上的知識是死的，但是科學研究的課題是活的，因此將平時的科學研究的成果轉化為實驗課程，并且將科研工作過程中得出的新知識、新方法以及一些科研前沿問題及時添加到教學內容中，這樣可以培養學生解決問題的意識和能力。

三、采用適當的考核方式

目前，在我們學校的考試辦法中普遍采用的仍然是閉卷考試。閉卷考試對基礎理論類的課程教學中是適用的，但對計算機控制技術這類應用性和實踐性較強的課程，完全采用閉卷考試，還是有其弊端的。因此，我們在教學實踐中采用了開卷考試和閉卷考試相結合的方式，每種方式所占比例各為50%。在閉卷考試中，主要考查學生對基礎知識的掌握情況；在開卷考試中，學生要作一個綜合設計，并且要求將自己的設計進行仿真演示或者實物演示，教研室組織相關的老師對學生的作品進行演示，并且進行公開答辯，從而給出合理的分數，這樣可以考查學生對所學知識的應用能力、實踐能力、創新能力和創業能力。本課程在近兩年的考核中，就是采用的這種閉卷+開卷的方式，效果比較顯著。

四、結束語

我們在計算機控制技術課程體系的改革中進行了一些有益的探索，取得了較為顯著的教學效果。在今后的教學工作中我們將進一步改革理論教學和實踐教學方法，以達到提高教學質量、培養應用型人才的目的。

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