以培養應用型人才為目標的《計算機控制技術》課程改革探討

曹美媛，周 瑩，覃 鳳，谷紅霞

（廣東理工學院，肇慶 526100）

0 引言

隨著計算機技術與互聯網技術的不斷發展，物聯網技術興起并逐漸應用于制造業、農業、工業等各個行業與人們的日常生活中。計算機控制技術是整個物聯網中不可缺少的一部分，對于未來智能化、自動化和便攜化的技術發展起著關鍵作用。在這樣的發展背景下，對從業人員的要求更高，從而對高校人才的培養要求更高，特別是應用型人才。要求從業人員不僅能根據應用需求選擇相應的硬件，包括計算機、外圍設備和接口通道，還要整合計算機控制系統中各個模塊，包括被控對象、執行機構、傳感元件和數據接口等等，并在此基礎之上，搭建起完整計算機控制系統，然后通過軟件驅動系統。《計算機控制技術》是電氣工程類、信息工程類和自動化專業中一門非常重要的課程。該門課程的理論艱深、實踐復雜，要求學生不僅具有較強的理論基礎，更加需要學生能夠結合實際的應用場景，進行分析與設計，解決實際的應用問題，更有甚者，具有一定的創新能力。然而，傳統的《計算機控制技術》課程教育模式下，課堂教學側重于理論的分析與公式的推導，實驗內容與實際的生產應用有一定差距，并且學生學習成果評價過于傾向于理論知識考查，沒有考慮學會的綜合能力。

目前許多技術企業內，高端人才充足，基礎工人眾多，但是具有一定技術基礎與管理能力的中層人才卻非常短缺。針對這類“應用型”人才的斷層，分析了該門課程的實踐性強特性和日常教學中所存在的一些問題，并結合企業實際生產中對于人才的要求，從理論教學、實踐教學和評價方式等方面，提出一種《計算機控制技術》課程改革的方案。

1 《計算機控制技術》課程教學中遇到的問題

1.1 理論教學

《計算機控制技術》這門課程的理論知識涵蓋范圍廣，所需理論基礎知識深，尤其對數學基礎要求高。但實際情況是，大多數的學生的數學基礎差，知識講解過程中，因基礎差造成學習困難，形成心理上的厭煩。而學習困難和心理上的厭煩又會導致學習效果下降。基于這樣的惡性循環，學生學習的積極性一落千丈。當然，根本原因還是在于學生基礎問題，教師要盡可能使用不同方法來對學生進行引導，給予其解決問題的動力。除此之外，智能手機也是課堂教學的一大挑戰，學生會將時間精力投入到手機中，而忽略掉課堂教學。反之，智能手機也可以讓學生迅速鏈接到海量的優質學習資源，擴寬學生視野，促進學生學習。如何利用好高新科技，將其應用于教學之中，也是教室工作的一大挑戰。

1.2 實踐教學

目前，大多數的實踐教學的內容是脫節于企業生產，學生去到企業實習，將要面對的技術是遠超于教學內容的。落后的教學內容與先進的生產力之間的矛盾，會給學生的學習質量與效果造成阻礙。這也導致學生在進入企業后，甚至進入企業前，要到學校之外學習最新的技術，付出額外的努力。實踐教學環節，學生只是淺層的了解一些電子元件、硬件連接，并編寫一些較為簡單的程序，并不能深層次地了解到整個系統的架構與設計環節。一個完整的計算機控制系統的項目，包括需求分析、硬件選擇和搭建、功能模塊設計和軟件編寫等等過程，但在實踐課程中并不涉及。

1.3 評價體系

現有的《計算機控制技術》的評價體系包括理論與實踐兩部分，并且基本是以理論考試成績為主，實踐成績為輔。評價體系是對于課程目標最為直接的體現方式，這反映出這門課程仍然認為理論知識的學習是主要的，實踐學習是次要的。這與企業對人才的需求背道而馳，企業中需要的人才要么是具有較強的項目管理能力，要么就有較強的技術解決能力，當兩者兼有之最好，但這種人才較為稀少。對于教學者來說，盡可能培養具有某些特長的人才，較為明智。故而，評價體系應做適當修正，給予學生學習一個明確的目標。

2 《計算機控制技術》課程改革方案探討

2.1 在項目中學習

針對學生學習理論知識時，基礎較差，學習主動性下降的問題，提出“在項目中學習”的課程改革嘗試。傳統教學中以“學以致用”為主，先向學生輸入知識，然后學生在輸出成果。這種方式會導致學生在學習相關理論知識，產生較深的枯燥感和無意義感。“在項目中學習”是將“學以致用”轉化為“用以致學”。給學生一個明確的項目，將項目分解成一個個的小問題組，每一次課程要求學生解決一個小問題組。這就要求學生每次上課必須要輸出，為了輸出解決方案，學生就必須要輸入知識。帶著問題去學習，具有明確的目標感，能夠提高學生的主觀能動性與學習效率。在尋找答案的過程，就可以利用到智能手機，搜集海量的優質學習資源，將手機轉化為學習助力。當然，其中教師的作用不可忽視，適時的引導、講解與總結是必不可少的。

2.2 基于Android的智能家居系統設計

鑒于，現有實踐項目脫離于現有生產實際，故選用“基于Android的智能家居系統設計”作為實踐項目。智能化是未來發展最為重要的方向之一，家居系統的控制也是延伸與已有實踐項目，該項目既與實際生產連接，也能夠充分用到本門課程所學的知識。本項以ARM為控制中心搭建了一個家居控制系統，單個家電設備作為系統中單個節點，使用STM32作為通信設備，以射頻的方式進行通信。整個家居控制系統處于同一網絡下，方便數據傳輸。而在移動控制端，利用Java語言編寫控制APP，連接移動口中那個會端與被控端，構建完整的計算機控制系統。

教學中按照企業當中資料收集、假設、實踐和驗證的方式，讓學生分組成立相應的項目組，分步完成項目。首先是相關資料的搜集，根據搜集的資料，提出自己的設計方案。然后，通過實際的操作來驗證設計方案，不斷反復，紙質完成項目。最后，反思總結整個項目過程中，遇到的問題，犯的錯誤，形成自己的設計流程。教師過程中，充當引導者的角色，在學生遇到障礙時，適時給出幫助。

2.3 綜合評價體系構建

基于企業對于具有技術能力與管理能力的綜合要求，故嘗試將評價體系分為兩個主要方向：理論知識與實踐能力。其中，實踐能力包括兩個方面：技術能力和項目管理能力。實踐過程中，將學生分為不同組別，一個組別代表一個團隊，每個團隊自己命名。將項目分解形成進度表，每一個進度階段中，每一個團隊須有一名學生作為隊長，每名學會都必須擔任隊長。隊長負責對該進度的完成情況負全責，并且每個進度階段結束，隊長需上臺做簡報。每個進度階段以每隊完成度與質量評價其技術能力，以隊員的打分來評價隊長的管理能力。

3 結束語

對于《計算機控制技術》課程這樣的改革嘗試，既是一種挑戰，也是一種機遇。該課程改革方案在試推行的過程中，開始并不受到學生的歡迎，因為這種改革方案，使得學生沒有辦法繼續之前舒適的上課方式，使得他們必須提高思考量，投入更多的精力。但是在有一定成果出來后，學生發生一些轉變，學習的主動性提高了，學習效果有較為明顯的提升。雖然這樣一種嘗試，并不能說明這樣的課程改革方案能夠長遠起到作用，但也為提高教學質量和教學效果提供了一定的參考。