“數據采集與監控系統”課程教學方法討論

陸麗 李建國

摘要：“數據采集與監控系統”是上海電機學院電氣學院自動化專業的重要的專業課程，講授如何利用計算機、控制等技術實現現場環境的數據存儲和采集、監控的系統。基于專用的組態軟件，使學生掌握數據采集與過程監控系統的實現方法。本文結合我校技術立校、應用為本的辦學方針，分析了我校開設本課程教學過程中存在的不足，對該課程的教學改革方法進行探討并提出建設性意見，以達到進一步提高課程教學水平的目的。

關鍵詞：數據采集與監控系統;教學改革;自主學習能力

一、引言

“數據采集與監控系統”是自動化專業重要的專業課程，通過這門課程的學習，培養學生良好的自動化工程技術能力，具有扎實的基礎理論和專業知識，能夠從事自動化系統安裝、調試、維護與改造，系統開發，系統工程設計以及技術服務與管理等工作，使得學生滿足畢業要求中的能力要求。并結合我校學生的特點，貫徹我校“技術立校，應用為本”的辦學方略，不斷提高教師隊伍在工業控制系統領域的理論水平和實踐能力，讓學生通過本課程的學習能夠了解數據采集與監控系統的理論基礎及其應用，并掌握初步的系統設計與開發方法，為畢業后從事自動化系統的相關工作打下基礎。目前我們學校自動化專業獲得了上海市試點專業資助建設，作為自動化專業課程的數據采集與監控系統課程教學也迎來了改革建設好機遇。

二、存在的問題

本人從事相關課程的教學已有五年，在數據采集與監控系統課程的教學過程中，發現存在以下問題：

首先，學生的基礎比較薄弱，學習態度不夠積極。可能是因為上海電機學院是第二批本科錄取院校，相對于985和211重點高校，生源質量相對較低，加上近幾年各高校大幅度擴招，學生整體素質呈現下降趨勢。學生基礎知識不夠扎實，學習態度不夠端正，一些學生上課不認真聽講，在課堂上悄悄玩手機或看其它書籍。而且因為教學是連續的，學生前面有些知識點沒有聽，后面聽不懂也就更不愿意聽講了。

其次，本門課程的理論課程部分講課效果不佳。在第一章講解數據采集與監控系統的產生、特點與發展的時候，學生比較感興趣，但是對后續章節學生就不太感興趣了，上課聽講不積極不認真。在課堂上講解理論知識時，學生反饋比較抽象不容易理解。在教室中演示相關例程時，因為學生沒有實際操作過，所以不太能跟得上具體的步驟，聽得云里霧里，于是就不愿意聽講了。

第三，實驗課程中學生不能有效進行實驗內容的練習。學生在課堂中理論講解與案例操作時沒有認真聽講，沒有掌握相關的方法。雖然會要求學生提前看一下實驗指導書和相關知識點，但是實際上相當一部分學生沒有看過，而且還有學生不帶教材到實驗室，導致沒法根據書本的具體例程進行實驗和練習。因而學生不能通過實驗來很好地掌握數據采集與監控系統的組建方法。

由上，這門課的教學方法首先要多給學生上機自主學習的機會，讓學生在實際操作中掌握相關的軟件編制技術。還要對學生的學習加強監督，督促其在實驗前預習，實驗中主動學習，實驗后及時完成實驗報告。這樣才能讓學生更容易理解和掌握知識點，同時能學以致用。

三、教學改進措施

針對前面列出的這門課程存在的問題，本人提出了以下改進措施，并在最近的教學當中進行了應用，學生反映較好。

1、教學大綱的制定。因為“數據采集與監控系統”是新設置的課程，在課程建設中，通過教學團隊的一起研究和努力，針對課程內容和學生的具體情況，制定了合理的課程教學大綱、教學計劃，滿足我校自動化系人才培養的需求。

2、教學課時安排的改進。針對教師在教室中講解理論部分和案例的實現過程時，學生不太感興趣也不容易跟上講解進度，很容易開小差甚至完全不聽講的現狀，與學校相關人員和實驗室溝通后，除了第一節課講概述部分仍然在教室中講解，其它課時都安排在實驗室。

3、課程PPT的編寫。針對課程大部分是在實驗室上課的，編寫了適合在實驗室講解的PPT。在講解具體方法的原理與實現過程中，按照課程進度，每節課都加入了7-10個課堂小練習，讓學生邊學邊練。具體的示例教師演示一遍，馬上就可以讓學生實踐一遍，有不明白的地方，再演示一遍，這樣邊講邊練習的過程，學生很感興趣。

4、實驗課程改進。在實驗室中，每位學生一臺計算機，確保每個人都有充分練習與實際操作的機會。在實驗過程中，對碰到問題的學生給與及時解答。大多數學生在實驗室中學習的主動性很高，因為學生發現實際動手操作和編程練習，很容易掌握學到的知識和方法，因此學習熱情較高，提高了學生的自主學習能力。

5、對學生的學習加強監督。在課堂和實驗室中，對學生的行為加強監督，確保學生能認真聽講，積極參與課程實踐活動和課程實驗。針對學生上課看手機的情況，予以勸告甚至沒收，確保上課沒有學生看手機。針對有些學生不帶課本，不提前預習實驗內容，導致實驗課上課效率不高的問題，教師加強了對學生學習的監督，一方面每節課下課前會集中講解下一節課要做的實驗內容，督促學生下次實驗課前再具體看一下實驗指導書。另一方面，當出現學生不好好提前看實驗指導書的情況，當面指出，督促下次改進。

6、課程考核方式的改進。為了增加學生學習的主動性與積極性，加大平時成績的比例。在實驗課上，對軟件編制的好的學生予以鼓勵和加平時分，對實驗報告完成的好的學生予以加分。期末考試也由卷面考試改為上機考試，每位學生獨立完成一個項目的軟件編制。并提前告訴學生考試內容主要是平時的實驗內容，這樣學生做實驗更加認真。

四、增加自動化過程監控系統的感性認識

對于如何提高學生對數據采集與監控系統的感性認識，本人認為可以從以下這三個方面展開：

1、參觀實習：我校每年都會安排自動化專業的學生到企業參觀實習，應盡可能安排學生到生產現場進行參觀實習，帶學生到生產現場的監控室，實地參觀監控系統的運行情況，看一下監控系統是如何用生動直觀的畫面展示現場的生產情況的。

2、企業專家進課堂講課：邀請企業專家和工程技術人員進課堂講課，給學生介紹數據采集與監控系統在實際生產過程中的應用，使學生了解數據采集與監控系統當前的應用情況與未來發展前景。

2、經驗分享：我校每年都有很多學生進入自動化生產廠工作，每學期可以考慮請這些校友在休息的時候返回母校給學弟學妹分享工作經驗，讓他們把現場拍攝的圖片或者視頻現場給學生講解。

3、畢業實習：我校畢業生在大四第一學期會有一個畢業實習，對于自動化專業的學生，應盡量安排他們去相關企業的生產現場實習，在這樣對他們可以真正做到學以致用，可以將實習中發現的問題帶入課堂，甚至他們的畢業設計可以把控制功能與監控系統相結合，為他們將來更好的適應自動化相關工作奠定堅實的基礎。

結束語

“數據采集與監控系統”課程是對監控系統實現方法的學習與實際應用，實踐性強，這要求我們要不斷完善授課方式，不斷更新授課理論知識、增強工程應用實例的講解，提高實驗課程的教學效果，從而真正達到提高自動化專業學生的學習效率，進一步提高本課程的教學水平。

基金項目：

項目資助：“上海市屬高校應用型本科自動化試點專業建設項目資助”

（作者單位：上海電機學院電氣學院自動化系）