電控工程認識與實踐課程的創建與教學體會

何立新

摘 要 介紹電控工程認識與實踐課程體系建設的必要性和學科定位，介紹該課程的理論教學和實踐教學內容以及課程特色，對教學方法和考核方法也進行簡介。

關鍵詞 電控；工程實踐；課程建設

中圖分類號：G642.4 文獻標識碼：B 文章編號：1671-489X（2013）03-0114-02

Creation of Electronic Control Engineering Knowledge and Practice Courses and Teaching Experience//He Lixin

Abstract This paper introduces the necessity and subject position of the curriculum system construction of Electric Control Engineering knowledge and practice. It introduces the theory teaching and practice teaching content and course characteristics of this course， the teaching method and evaluation method， too.

Key words electric control； engineering practice； course construction

20世紀產生的電子技術和自動控制技術，經過幾十年的飛速發展，已經進入一個嶄新的階段。進入21世紀后，新材料新技術不斷誕生，新器件新產品不斷問世，新知識鋪天蓋地而來。這個知識爆炸的時代無疑對高等學校的教育產生了巨大的影響、沖擊和挑戰，同時也推動了高等學校對教育的進一步深入思考，產生了新的認識和教學理念。

在新形勢下，如何提高教學質量，如何提高學生綜合素質，如何培養學生使其成為掌握工程基本技能，具備創新能力的優秀人才，以滿足人才市場的需求，已成為各高校領導和相關教師關注和重視的重要課題。控制技術工程訓練中的電控工程認識與實踐課程，就是在這樣一種大環境下應運而生。該課程的教學目標是：通過這門課的學習，使學生初步形成對電控技術的認識，建立電控技術在工程實際應用中的思想，培養學生基本實踐技能、創新意識、工程意識和團結協作的精神，并為日后的學習和工作打下良好的電控技術認識基礎和實踐技能基礎。

北京航空航天大學2004年起為全校大一學生開設了電控工程認識與實踐課程，該課程集中了電子技術、自動控制技術和計算機技術等多種學科知識，相互交叉滲透，是一門內容豐富、綜合性和實踐性都很強的課程。涵蓋如此多內容的課程，以及該課程的教學模式，目前在高校尚屬先列。

1 學科定位

電控工程認識與實踐課程是針對全校大一年級學生開設的一門必修課，它是控制技術工程訓練的先導或初級課程，其目的是使學生了解電控技術的發展歷程、發展全景和最先進的技術，培養他們的實踐基本技能，使他們對電控技術形成整體概念。這些對培養學生的學習興趣、基本技能和嚴謹的科學的工作作風，培養學生獨立解決問題和解決綜合問題的能力，培養學生創新意識和工程意識都具有重要的意義。同時也為工程專業的學生日后的學習打下良好的認識基礎和實踐技能基礎。

2 教學內容的設置

2.1 理論部分

1）電控概論。控制技術的核心是控制器，而控制器與電子技術是密不可分的。為了便于教學，針對大一新生的特點，教學研究組自編一本教學講義《電控概論與實驗課指導書》，其中電控概論的內容包括模擬電子技術、數字電子技術、自動控制技術和電子工藝基礎。書中用通俗易懂的語言列舉了大量日常生活中常見的例子，通過這些例子反映電控技術的特點、發展歷程和發展前景，引出和深化電與控的概念、電與控的關系以及控制是如何與電子技術結合來實現控制的目的的。教材中講解了以單片機為核心的實際恒溫控制系統，充分地反映了電控技術在工程實際中的應用。教學實踐中自制了電控技術展板，上面有大量的實例和圖片，使得教學更直觀和生動，收到良好的教學效果。

2）繼電器控制基本原理，內容包括繼電器控制的基本概念，繼電器控制在工程實際中的應用及基本控制線路介紹。

3）氣動控制基本原理，內容包括氣動元件的工作原理、功能和使用方法，氣動控制在工程實際中的應用以及基本控制回路介紹。

4）可編程控制器基本原理，內容包括可編程控制器產生的歷史、基本構成、基本編程思想和工程實際應用。

5）計算機組成及拆裝方法，內容包括計算機構成、發展動態、總線與各硬件的連接關系以及計算機拆裝方法。

2.2 實驗部分

1）繼電器控制線路實驗。學生自己動手搭接控制線路并實現之，按要求填寫實驗報告。

2）氣動控制實驗。學生自己動手搭接控制線路并實現其功能，按要求填寫實驗報告。

3）可編程控制器軟件應用練習實驗。要求學生學會可編程控制器的使用方法和應用軟件寫程序的方法，并實現其給定軟件的功能。按要求填寫實驗報告。

4）計算機拆裝實驗。要求學生掌握計算機拆裝的方法，通過拆裝，初步理解總線與硬件的連接關系，按要求填寫實驗報告。

3 教學模式

該課程采用模塊式教學，共分五大模塊：電控概論；繼電器控制基礎；氣動控制基礎；可編程控制器技術基礎；計算機拆裝。此外，對有能力的學生，完成課堂內的內容后，鼓勵他們自主設計實驗線路并實現之，或提出實驗方案，教師協助他們完成硬件及軟件設計。在這里舉一例。05級大一學生接觸了可編程控制器后，提出設計五環旗的設想，在教師的鼓勵下，他們完成了硬件設計，且編寫了軟件，實現的功能是：1）5個環全亮5秒鐘；2）5個環全滅1秒鐘；3）5個環依次亮，時間間隔0.5秒，直到全亮；4）5個環依次滅，時間間隔0.5秒，直到全滅；5）5個環同時閃爍10秒鐘，閃爍一次1秒鐘。

4 教學特色

1）理論密切結合工程實際。教學中邊講邊實踐，其中實驗內容都是反應工程實際的基本應用。

2）內容注重基礎，反映時代特征。由于大一學生剛剛接觸工程實際，因此教學內容都是以反應基本技能為主，而且具有時代特征。如可編程控制器的基本應用，目前工業生產大多以可編程控制器為核心，組成控制系統，進行產品的加工和生產。

3）自己動手，自主設計。該課程屬于開放式的教學，學生在完成規定內容后，教師鼓勵學生大膽提出自己的想法，進行自主設計，并在教師的指導下，課內或課外完成。這大大提高了學生的學習興趣。

4）體現工程實際應用和綜合應用。如繼電器控制實驗、氣動門控制實驗等都是工程實際常用到的知識；再如PLC控制交通燈實驗，這是基本的綜合應用。

5）培養學生對電控技術的興趣和基本技能，培養創新意識和工程意識。

5 考核方式

考慮到該課程要達到的目的是使學生通過實踐來認識電與控的基本思想、電與控的關系以及控制是如何實現的，因此，考核方式主要以學生課后填寫兩份實驗報告和一份電控知識答卷為主，其他情況如出勤、學習態度、勞動也各占有一定的分值。

由于這門課無可借鑒的資料，經歷一段痛苦的思考歷程，也經歷了幾年的艱辛實踐過程，才走到今天。如今這門課的教學模式已基本形成，目前只能說比較成熟，隨著實踐的進程和科學技術的發展，還會有新知識或新內容的補充以及教學方式和方法的調整，使該課程的實訓過程和培養結果符合社會對人才的需求。

6 結束語

電控工程認識與實踐課程建設還只是一個摸索和學習的過程，需要在教學中邊干邊探索，在教學模式、教學方法和教學手段上需要進一步研究和提高。相信經過幾輪實際教學實踐，會逐步增強電控工程認識與實踐課程的教學效果，使教學過程更符合學生的認識規律。

參考文獻

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