工程教育專業認證背景下計算機控制技術教學改革

摘要：本文以工科專業的工程教育專業認證為背景，分析計算機控制技術課程在工程教育專業認證條件下的教學改革方法。首先對計算機控制技術的課程背景進行簡介，分析工程認證下該課程的預期學習結果，并對課程的主要學習環節進行設計，包括理論課程教學設計和實驗課程教學設計，最后介紹了計算機控制技術的課程考核情況。

關鍵詞：工程認證;計算機控制技術;教學改革

工程教育是高等教育中工程技術人才培養的不合缺少部分，工程教育專業認證是保證高校工程教育教學質量的重要措施。教育專業認證最基本最關鍵的部分是要求該專業培養的學生達到社會的認可和尤其是本專業本領域的共同認可。工程認證對專業課程的教學內容、教學方法和教學評價有較高的要求。本文探討了工程教育專業認證背景下計算機控制技術教學改革。

一、計算機控制技術課程背景與簡介

計算機控制技術是計算機技術與控制理論相結合的一門課程，包括計算機控制系統原理、計算機控制系統的硬件組成、數字控制技術、常規及復雜控制技術、先進控制技術、計算機系統軟件設計和計算機控制系統實現。計算機控制技術是機械設計制造及其自動化、機械電子工程專業的一門專業課程，是高級語言程序設計、自動控制理論、微機原理與接口技術、過程檢測及儀表的后續課程。通過課程的學習使學生在已學控制工程基礎，即經典控制理論、微機原理及接口技術等課程的基礎上，了解計算機控制技術的應用，掌握各類控制技術、控制技術設計理論與方法。

工程教育專業認證背景下，計算機控制技術以培養學生實際應用能力為導向，以理論和實踐活動為主的教學過程。課程內容以理論課為基礎，結合實驗教學，培養學生的應用所學知識和解決工程問題的能力。課程內容的深度廣度根據工程實際應用中的特點和需要確定，并注意與其它相關課程的聯系、滲透、分工和銜接。

二、預期學習結果

這部分包括計算機控制技術課程的預期學習結果，以及預期學習結果對畢業要求的支撐情況，所有知識點對預期學習結果支撐情況。計算機控制技術的預期學習結果如下：

1.熟悉計算機控制系統的組成、典型型式、工業控制機的組成及特點;

2.理解工控機的總線技術，控制系統的硬件設計技術;

3.應用數字控制技術的基本原理、掌握數字控制器的插補原理;

4.理解數字控制器的連續化設計方法和步驟，掌握PID控制器的原理，能進行PID控制器的調試和參數優化;掌握純滯后控制技術、串級控制技術、前饋—反饋控制技術等復雜控制技術。

5.應用計算機控制系統的應用程序設計與實現技術，熟悉測量數據預處理技術。

三、主要教學環節

主要教學環節針對課程的每個章節進行詳細的課程教學設計，包括每個章節的重點和難點，每個章節的課程主要內容，采取的具體教學方法，各章節的習題設計。以計算機控制技術第一章緒論為例，該章重點難點是計算機控制系統及其組成，計算機控制系統的幾種典型型式;第一章的課程內容包含三個小節：計算機控制系統概述、計算機控制系統的典型型式、計算機控制技術的現狀和發展趨勢;第一章的教學方法主要采用多媒體課件教學，將文字、圖片、動畫和視頻綜合應用在課程教學中，提高課程生動性和趣味性，重要知識點將采用板書增強學生對知識點的印象。該章節的習題為計算機控制系統的原理、計算機控制系統型式和特點。

此外，工程教育認證要求理論教學和實踐教學緊密相連，全面提升人才培養能力。因此對計算機控制技術課程進行了理論和實驗相結合的教學改革。實驗部分包括了本課程所需開展的實驗教學名稱、和實驗所需課時數，并編制每個實驗活動的內容與目標、活動任務、考核形式和詳細評分標準等。計算機控制技術實驗課程要求學生掌握不同控制系統應用，掌握PID控制器的設計、PID控制器的調試和參數整定，掌握采用工控軟件進行實際控制系統的設計。

四、課程考核

課程考核包括預期學習內容結果考核達成情況、成績評定、考核要求和細則。預期學習內容結果考核達成情況內容包括各預期學習結果、考核內容和考核方式。本課程按成績評定由考勤與平時作業（10%）+實驗教學成績（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（10%）：包括考勤遲到一次扣1分，曠課一次扣2分;平時作業根據實際情況分A、B、C、D、E個等級，分別對應95，85，75，65，0分。考勤與平時作業的最終成績=（平時作業成績的平均值）-（考勤分扣分×10）。

實驗教學成績（50%）：包含實驗課考勤，是否遲到、早退、曠課（5%）;再根據課堂任務完成情況進行評分（20%）;實驗報告撰寫規范，數據計算正確，圖表是否清楚，實驗報告完整性（25%）。

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

五、結束語

工程教育專業認證是工科專業提高人才培養能力和提升專業實力的重要措施，工程教育認證是一個長期積累的過程。工科專業的工程認證是建立在專業課教學改革的基礎之上，只有專業課在人才培養中所培養的學生達到被社會認可的專業能力，工程認證才達到真正的效果和目的。

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課題項目：重慶市教委科學技術研究項目（KJQN201801 228），重慶三峽學院重大教學成果培育項目“新工科機械類人才培養體系與方法的重構及實踐”（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。