工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下計算機控制技術(shù)教學(xué)改革

摘要：本文以工科專業(yè)的工程教育專業(yè)認(rèn)證為背景，分析計算機控制技術(shù)課程在工程教育專業(yè)認(rèn)證條件下的教學(xué)改革方法。首先對計算機控制技術(shù)的課程背景進行簡介，分析工程認(rèn)證下該課程的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，并對課程的主要學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)進行設(shè)計，包括理論課程教學(xué)設(shè)計和實驗課程教學(xué)設(shè)計，最后介紹了計算機控制技術(shù)的課程考核情況。

關(guān)鍵詞：工程認(rèn)證;計算機控制技術(shù);教學(xué)改革

工程教育是高等教育中工程技術(shù)人才培養(yǎng)的不合缺少部分，工程教育專業(yè)認(rèn)證是保證高校工程教育教學(xué)質(zhì)量的重要措施。教育專業(yè)認(rèn)證最基本最關(guān)鍵的部分是要求該專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生達到社會的認(rèn)可和尤其是本專業(yè)本領(lǐng)域的共同認(rèn)可。工程認(rèn)證對專業(yè)課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)評價有較高的要求。本文探討了工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下計算機控制技術(shù)教學(xué)改革。

一、計算機控制技術(shù)課程背景與簡介

計算機控制技術(shù)是計算機技術(shù)與控制理論相結(jié)合的一門課程，包括計算機控制系統(tǒng)原理、計算機控制系統(tǒng)的硬件組成、數(shù)字控制技術(shù)、常規(guī)及復(fù)雜控制技術(shù)、先進控制技術(shù)、計算機系統(tǒng)軟件設(shè)計和計算機控制系統(tǒng)實現(xiàn)。計算機控制技術(shù)是機械設(shè)計制造及其自動化、機械電子工程專業(yè)的一門專業(yè)課程，是高級語言程序設(shè)計、自動控制理論、微機原理與接口技術(shù)、過程檢測及儀表的后續(xù)課程。通過課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生在已學(xué)控制工程基礎(chǔ)，即經(jīng)典控制理論、微機原理及接口技術(shù)等課程的基礎(chǔ)上，了解計算機控制技術(shù)的應(yīng)用，掌握各類控制技術(shù)、控制技術(shù)設(shè)計理論與方法。

工程教育專業(yè)認(rèn)證背景下，計算機控制技術(shù)以培養(yǎng)學(xué)生實際應(yīng)用能力為導(dǎo)向，以理論和實踐活動為主的教學(xué)過程。課程內(nèi)容以理論課為基礎(chǔ)，結(jié)合實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用所學(xué)知識和解決工程問題的能力。課程內(nèi)容的深度廣度根據(jù)工程實際應(yīng)用中的特點和需要確定，并注意與其它相關(guān)課程的聯(lián)系、滲透、分工和銜接。

二、預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果

這部分包括計算機控制技術(shù)課程的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果，以及預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果對畢業(yè)要求的支撐情況，所有知識點對預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果支撐情況。計算機控制技術(shù)的預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果如下：

1.熟悉計算機控制系統(tǒng)的組成、典型型式、工業(yè)控制機的組成及特點;

2.理解工控機的總線技術(shù)，控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計技術(shù);

3.應(yīng)用數(shù)字控制技術(shù)的基本原理、掌握數(shù)字控制器的插補原理;

4.理解數(shù)字控制器的連續(xù)化設(shè)計方法和步驟，掌握PID控制器的原理，能進行PID控制器的調(diào)試和參數(shù)優(yōu)化;掌握純滯后控制技術(shù)、串級控制技術(shù)、前饋—反饋控制技術(shù)等復(fù)雜控制技術(shù)。

5.應(yīng)用計算機控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序設(shè)計與實現(xiàn)技術(shù)，熟悉測量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)。

三、主要教學(xué)環(huán)節(jié)

主要教學(xué)環(huán)節(jié)針對課程的每個章節(jié)進行詳細的課程教學(xué)設(shè)計，包括每個章節(jié)的重點和難點，每個章節(jié)的課程主要內(nèi)容，采取的具體教學(xué)方法，各章節(jié)的習(xí)題設(shè)計。以計算機控制技術(shù)第一章緒論為例，該章重點難點是計算機控制系統(tǒng)及其組成，計算機控制系統(tǒng)的幾種典型型式;第一章的課程內(nèi)容包含三個小節(jié)：計算機控制系統(tǒng)概述、計算機控制系統(tǒng)的典型型式、計算機控制技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢;第一章的教學(xué)方法主要采用多媒體課件教學(xué)，將文字、圖片、動畫和視頻綜合應(yīng)用在課程教學(xué)中，提高課程生動性和趣味性，重要知識點將采用板書增強學(xué)生對知識點的印象。該章節(jié)的習(xí)題為計算機控制系統(tǒng)的原理、計算機控制系統(tǒng)型式和特點。

此外，工程教育認(rèn)證要求理論教學(xué)和實踐教學(xué)緊密相連，全面提升人才培養(yǎng)能力。因此對計算機控制技術(shù)課程進行了理論和實驗相結(jié)合的教學(xué)改革。實驗部分包括了本課程所需開展的實驗教學(xué)名稱、和實驗所需課時數(shù)，并編制每個實驗活動的內(nèi)容與目標(biāo)、活動任務(wù)、考核形式和詳細評分標(biāo)準(zhǔn)等。計算機控制技術(shù)實驗課程要求學(xué)生掌握不同控制系統(tǒng)應(yīng)用，掌握PID控制器的設(shè)計、PID控制器的調(diào)試和參數(shù)整定，掌握采用工控軟件進行實際控制系統(tǒng)的設(shè)計。

四、課程考核

課程考核包括預(yù)期學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)果考核達成情況、成績評定、考核要求和細則。預(yù)期學(xué)習(xí)內(nèi)容結(jié)果考核達成情況內(nèi)容包括各預(yù)期學(xué)習(xí)結(jié)果、考核內(nèi)容和考核方式。本課程按成績評定由考勤與平時作業(yè)（10%）+實驗教學(xué)成績（50%）+期末考試（40%）三個部分組成，各項詳細考核如下：

考勤與平時作業(yè)（10%）：包括考勤遲到一次扣1分，曠課一次扣2分;平時作業(yè)根據(jù)實際情況分A、B、C、D、E個等級，分別對應(yīng)95，85，75，65，0分?？记谂c平時作業(yè)的最終成績=（平時作業(yè)成績的平均值）-（考勤分扣分×10）。

實驗教學(xué)成績（50%）：包含實驗課考勤，是否遲到、早退、曠課（5%）;再根據(jù)課堂任務(wù)完成情況進行評分（20%）;實驗報告撰寫規(guī)范，數(shù)據(jù)計算正確，圖表是否清楚，實驗報告完整性（25%）。

期末考試（40%）：主要考察學(xué)生基本概念和技能方法的理解、應(yīng)用、分析、綜合和評價，以及對計算機控制技術(shù)的理解和應(yīng)用。

五、結(jié)束語

工程教育專業(yè)認(rèn)證是工科專業(yè)提高人才培養(yǎng)能力和提升專業(yè)實力的重要措施，工程教育認(rèn)證是一個長期積累的過程。工科專業(yè)的工程認(rèn)證是建立在專業(yè)課教學(xué)改革的基礎(chǔ)之上，只有專業(yè)課在人才培養(yǎng)中所培養(yǎng)的學(xué)生達到被社會認(rèn)可的專業(yè)能力，工程認(rèn)證才達到真正的效果和目的。

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課題項目：重慶市教委科學(xué)技術(shù)研究項目（KJQN201801 228），重慶三峽學(xué)院重大教學(xué)成果培育項目“新工科機械類人才培養(yǎng)體系與方法的重構(gòu)及實踐”（項目編號：201917703）

作者簡介：王輝（1989.5-）男，重慶開州人，講師，博士，研究方向：機械工程。