計算機控制課程教學淺析

王莉

【摘 要】計算機控制是電子信息科學專業的一門專業方向課程，是理論和實踐相結合的一門綜合性課程。為了進一步提高教學質量，本文針對該課程的課堂和實踐教學內容以及教學方法進行了探討，尤其強化了實踐環節的內容。這些方法和內容設置提高了學生對計算機控制系統的設計能力，對系統整體的認知能力，以及將理論應用于實踐的能力。

【關鍵詞】計算機控制；課堂教學；實踐環節

中圖分類號： TP273-4 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2017）29-0059-001

【Abstract】Computer control is a specialized course of electronic information science， and it is a comprehensive course combining theory with practice. In order to further improve the quality of teaching， the classroom and practical teaching of the course content and their teaching methods are discussed， especially strengthening the practice teaching content. These methods and content adjustment improve students ability to design computer control systems， ability to understand overall system， and the ability to apply theory to practice.

【Key words】Computer Control； Classroom Teaching； Practice

計算機控制是電子信息類、自動化及電氣工程類專業的主干課程，是融合了計算機技術、通信技術、CRT技術、檢測技術、自動控制技術等多學科的理論性和實踐性都很強的一門綜合性課程；該課程的教學目的是使學生掌握計算機控制系統的組成、原理，并基本掌握計算機控制系統的設計、性能分析、實現方法及計算機控制過程中各種技術的應用。根據本課程的特點，在課堂教學、實驗教學及其他實踐環節中，將理論知識消化、應用，使得學生能夠針對實際問題進行分析，自行設計一個完整的計算機控制系統。課堂教學和實踐環節的結合很好地鍛煉了學生的動手能力，教學效果良好。

1 課堂內容設置與教學方法探析

針對計算機控制課程，各個高校根據各自不同的專業、不同的辦學條件，制定了不同的教學內容。我們所開設的內容中主要講述了計算機控制系統性能分析、輸入通道數據處理技術、直流電機與步進電機控制技術、數字控制器的設計、可編程序控制器、抗干擾技術等等。

針對不同的教學內容采用了不同的教學方法，比如對于計算機控制系統的性能分析，首先通過連續系統使學生對控制系統的性能指標有直觀認識，再通過連續系統與離散系統相互比較，認識到離散系統的特點，在實驗環節中也強調了系統性能分析，從而對系統設計提供了依據。這部分內容主要通過對仿真結果的分析，使學生對控制系統的性能指標有比較直觀的認識；對于電機控制部分，理論講解電機原理后，主要通過實驗實現電機控制的方法，與控制工程相結合，對學生的應用能力進行訓練；可編程控制器的軟件使用部分主要通過實驗過程講解，在課堂教學中基本不體現；計算機控制分類主要通過案例讓學生對各種類型的計算機控制系統的特點和結構進行理解，結合工程實際，進行類型選擇。在整個課程的課堂和實驗內容考核方面，增大實驗環節的比重，使學生對實驗重視起來，刻意地把實驗和理論知識相結合，就可以增加學生課堂學習積極性，提高學習的效率。

2 實驗內容與課程設計相互配合

計算機控制實驗內容的安排主要有控制器的設計，可編程序控制器的應用。控制器的設計部分主要利用Matlab和Simulink仿真實現PID控制器的參數整定， 通過搭建仿真模型，分析仿真結果，通過系統性能指標的改變來反應系統的特性，將控制系統性能分析部分的內容在這部分實驗內容中加以利用和體現，訓練學生的編程能力；最少拍控制器的設計主要是驗證性的實驗內容，使學生通過實驗對理論講解的內容有實際體會；可編程序控制器部分的實驗讓學生掌握PLC編程軟件，完成系統硬件組態，完成系統軟件編程，主要通過梯形圖編程語言，讓學生實現了簡單的交通燈控制和相對復雜的直流電機與步進電機的電梯控制的模擬實驗。通過這部分實驗內容，一方面讓學生學習了可編程控制器的編程，另一方面也使學生鍛煉了對步進電機和直流電機的控制應用能力。通過這些實驗內容的安排提高了學生的學習興趣，效果很顯著。

課程設計內容的安排更能夠鍛煉學生的實際的動手能力，對課堂所學知識的鞏固和利用起到了更好的作用。設計內容較多，主要有相對復雜的溫度控制系統、電子稱、完善的電梯控制系統、智能小車的循跡避障控制系統、節日彩燈控制系統等等。在課程設計環節以小組的形式進行，最多兩人一組。所有的項目都是以單片機作為控制器。教師指導學生對整個系統進行需求分析，對Protel軟件進行學習和應用，硬件電路板制作、焊接，要求學生獨立進行軟件編寫、調試。在這個過程中鍛煉了學生的項目管理能力，系統設計的協調能力，計算機控制的系統觀念，將理論應用與實踐的能力。在這個過程中，教師起到了引領的作用，引領著學生將計算機控制技術的理論知識應用到教學實踐中，小到元件，大到系統，硬件和軟件的結合，使學生整個設計過程中目標明確，對學生的設計信心起到了保證作用，提高了學生的自覺性、積極性，增強了學習興趣。

3 課堂內容和實踐環節嚴格考核

對課堂內容和實踐環節的考核都非常嚴格地執行。做到對課堂內容階段性考核，根據課堂內容的安排，不定時安排課堂測試，一方面可以督促學生按時上課不缺席，另一方面也可以督促學生及時消化所學內容，及時查漏補缺。教師對測試結果嚴格評判，測試結果也作為整個成績評定的一部分，與實驗成績和期末考試成績一起按比例構成整個課程的總成績。實踐環節中在實驗課堂上嚴格要求，由于可編程控制器實驗環境的限制，需要4人一組完成實驗內容，要求每個人實驗前單獨準備，實驗前嚴格檢查；課程設計環節要求學生按照系統設計內容做出時間安排，嚴格按照時間安排檢查設計進度，只能提前不能拖后；對每個系統提出明確的設計要求，成果驗收時以此設計要求為達標底線，鼓勵學生在基本要求的基礎上自由發揮。

4 結論

本文主要針對本校電子信息科學專業的計算機控制技術課程的課堂和實踐內容的結構進行了分析，整個內容的安排是結合本專業的培養目標，自有的開課條件，兄弟院校的培養經驗和用人單位反饋的專業需求進行構建的，這是不斷改進的結果。教學方法也在不斷地改進創新中，從教學效果來看，學生的興趣、積極性、專業能力都很不錯，為學生的就業提供了保障。

【參考文獻】

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