計(jì)算機(jī)控制課程教學(xué)淺析

王莉

【摘 要】計(jì)算機(jī)控制是電子信息科學(xué)專業(yè)的一門專業(yè)方向課程，是理論和實(shí)踐相結(jié)合的一門綜合性課程。為了進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量，本文針對(duì)該課程的課堂和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容以及教學(xué)方法進(jìn)行了探討，尤其強(qiáng)化了實(shí)踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容。這些方法和內(nèi)容設(shè)置提高了學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力，對(duì)系統(tǒng)整體的認(rèn)知能力，以及將理論應(yīng)用于實(shí)踐的能力。

【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)控制；課堂教學(xué)；實(shí)踐環(huán)節(jié)

中圖分類號(hào)： TP273-4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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(jì)算機(jī)控制是電子信息類、自動(dòng)化及電氣工程類專業(yè)的主干課程，是融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、CRT技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等多學(xué)科的理論性和實(shí)踐性都很強(qiáng)的一門綜合性課程；該課程的教學(xué)目的是使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成、原理，并基本掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、性能分析、實(shí)現(xiàn)方法及計(jì)算機(jī)控制過(guò)程中各種技術(shù)的應(yīng)用。根據(jù)本課程的特點(diǎn)，在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及其他實(shí)踐環(huán)節(jié)中，將理論知識(shí)消化、應(yīng)用，使得學(xué)生能夠針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析，自行設(shè)計(jì)一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。課堂教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)的結(jié)合很好地鍛煉了學(xué)生的動(dòng)手能力，教學(xué)效果良好。

1 課堂內(nèi)容設(shè)置與教學(xué)方法探析

針對(duì)計(jì)算機(jī)控制課程，各個(gè)高校根據(jù)各自不同的專業(yè)、不同的辦學(xué)條件，制定了不同的教學(xué)內(nèi)容。我們所開設(shè)的內(nèi)容中主要講述了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)性能分析、輸入通道數(shù)據(jù)處理技術(shù)、直流電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)、數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)、可編程序控制器、抗干擾技術(shù)等等。

針對(duì)不同的教學(xué)內(nèi)容采用了不同的教學(xué)方法，比如對(duì)于計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的性能分析，首先通過(guò)連續(xù)系統(tǒng)使學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有直觀認(rèn)識(shí)，再通過(guò)連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)相互比較，認(rèn)識(shí)到離散系統(tǒng)的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中也強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)性能分析，從而對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。這部分內(nèi)容主要通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析，使學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)有比較直觀的認(rèn)識(shí)；對(duì)于電機(jī)控制部分，理論講解電機(jī)原理后，主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制的方法，與控制工程相結(jié)合，對(duì)學(xué)生的應(yīng)用能力進(jìn)行訓(xùn)練；可編程控制器的軟件使用部分主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程講解，在課堂教學(xué)中基本不體現(xiàn)；計(jì)算機(jī)控制分類主要通過(guò)案例讓學(xué)生對(duì)各種類型的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行理解，結(jié)合工程實(shí)際，進(jìn)行類型選擇。在整個(gè)課程的課堂和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容考核方面，增大實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的比重，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)重視起來(lái)，刻意地把實(shí)驗(yàn)和理論知識(shí)相結(jié)合，就可以增加學(xué)生課堂學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)習(xí)的效率。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與課程設(shè)計(jì)相互配合

計(jì)算機(jī)控制實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排主要有控制器的設(shè)計(jì)，可編程序控制器的應(yīng)用。控制器的設(shè)計(jì)部分主要利用Matlab和Simulink仿真實(shí)現(xiàn)PID控制器的參數(shù)整定， 通過(guò)搭建仿真模型，分析仿真結(jié)果，通過(guò)系統(tǒng)性能指標(biāo)的改變來(lái)反應(yīng)系統(tǒng)的特性，將控制系統(tǒng)性能分析部分的內(nèi)容在這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中加以利用和體現(xiàn)，訓(xùn)練學(xué)生的編程能力；最少拍控制器的設(shè)計(jì)主要是驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)理論講解的內(nèi)容有實(shí)際體會(huì)；可編程序控制器部分的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握PLC編程軟件，完成系統(tǒng)硬件組態(tài)，完成系統(tǒng)軟件編程，主要通過(guò)梯形圖編程語(yǔ)言，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的交通燈控制和相對(duì)復(fù)雜的直流電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的電梯控制的模擬實(shí)驗(yàn)。通過(guò)這部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，一方面讓學(xué)生學(xué)習(xí)了可編程控制器的編程，另一方面也使學(xué)生鍛煉了對(duì)步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的控制應(yīng)用能力。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，效果很顯著。

課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的安排更能夠鍛煉學(xué)生的實(shí)際的動(dòng)手能力，對(duì)課堂所學(xué)知識(shí)的鞏固和利用起到了更好的作用。設(shè)計(jì)內(nèi)容較多，主要有相對(duì)復(fù)雜的溫度控制系統(tǒng)、電子稱、完善的電梯控制系統(tǒng)、智能小車的循跡避障控制系統(tǒng)、節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)等等。在課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以小組的形式進(jìn)行，最多兩人一組。所有的項(xiàng)目都是以單片機(jī)作為控制器。教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，對(duì)Protel軟件進(jìn)行學(xué)習(xí)和應(yīng)用，硬件電路板制作、焊接，要求學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行軟件編寫、調(diào)試。在這個(gè)過(guò)程中鍛煉了學(xué)生的項(xiàng)目管理能力，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)能力，計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)觀念，將理論應(yīng)用與實(shí)踐的能力。在這個(gè)過(guò)程中，教師起到了引領(lǐng)的作用，引領(lǐng)著學(xué)生將計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的理論知識(shí)應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，小到元件，大到系統(tǒng)，硬件和軟件的結(jié)合，使學(xué)生整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中目標(biāo)明確，對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)信心起到了保證作用，提高了學(xué)生的自覺性、積極性，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣。

3 課堂內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)嚴(yán)格考核

對(duì)課堂內(nèi)容和實(shí)踐環(huán)節(jié)的考核都非常嚴(yán)格地執(zhí)行。做到對(duì)課堂內(nèi)容階段性考核，根據(jù)課堂內(nèi)容的安排，不定時(shí)安排課堂測(cè)試，一方面可以督促學(xué)生按時(shí)上課不缺席，另一方面也可以督促學(xué)生及時(shí)消化所學(xué)內(nèi)容，及時(shí)查漏補(bǔ)缺。教師對(duì)測(cè)試結(jié)果嚴(yán)格評(píng)判，測(cè)試結(jié)果也作為整個(gè)成績(jī)?cè)u(píng)定的一部分，與實(shí)驗(yàn)成績(jī)和期末考試成績(jī)一起按比例構(gòu)成整個(gè)課程的總成績(jī)。實(shí)踐環(huán)節(jié)中在實(shí)驗(yàn)課堂上嚴(yán)格要求，由于可編程控制器實(shí)驗(yàn)環(huán)境的限制，需要4人一組完成實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求每個(gè)人實(shí)驗(yàn)前單獨(dú)準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)前嚴(yán)格檢查；課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)要求學(xué)生按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容做出時(shí)間安排，嚴(yán)格按照時(shí)間安排檢查設(shè)計(jì)進(jìn)度，只能提前不能拖后；對(duì)每個(gè)系統(tǒng)提出明確的設(shè)計(jì)要求，成果驗(yàn)收時(shí)以此設(shè)計(jì)要求為達(dá)標(biāo)底線，鼓勵(lì)學(xué)生在基本要求的基礎(chǔ)上自由發(fā)揮。

4 結(jié)論

本文主要針對(duì)本校電子信息科學(xué)專業(yè)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程的課堂和實(shí)踐內(nèi)容的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，整個(gè)內(nèi)容的安排是結(jié)合本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)，自有的開課條件，兄弟院校的培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)和用人單位反饋的專業(yè)需求進(jìn)行構(gòu)建的，這是不斷改進(jìn)的結(jié)果。教學(xué)方法也在不斷地改進(jìn)創(chuàng)新中，從教學(xué)效果來(lái)看，學(xué)生的興趣、積極性、專業(yè)能力都很不錯(cuò)，為學(xué)生的就業(yè)提供了保障。

【參考文獻(xiàn)】

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