王雪潔+婁瑩

《計算機控制技術(shù)》作為自動化專業(yè)一門重要的專業(yè)必修課，教學質(zhì)量的高低直接對自動化專業(yè)學生的專業(yè)技術(shù)水平起到至關(guān)重要的作用，所以制定一個好的切實可行的教學實施方案勢在必行。

課程簡介與定位

教學目標 《計算機控制技術(shù)》教學目的是使學生從系統(tǒng)集成的角度掌握計算機控制系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計方法，不但能夠分析與應(yīng)用、設(shè)計并實施滿足實際工業(yè)生產(chǎn)需要的計算機控制系統(tǒng)，而且能夠不斷地根據(jù)已有的基礎(chǔ)知識，迅速進行知識更新。

在專業(yè)課程體系中的定位 在浙江大學城市學院自動化專業(yè)的專業(yè)必修課中，《計算機控制技術(shù)》是講述控制手段的一門必修課程，是自動化閉環(huán)控制系統(tǒng)的重要組成部分。

在專業(yè)能力培養(yǎng)中的定位 控制精度要求比較高的實際控制系統(tǒng)大多為閉環(huán)控制系統(tǒng)，在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，計算機將作為一個重要的控制手段而存在，所以經(jīng)典PID為代表的控制算法將成為《計算機控制技術(shù)》這門課程的重點研究內(nèi)容，本課程將搭建以溫度、電機和液位為主要控制對象的閉環(huán)控制系統(tǒng)，并完成對位置型PID、增量型PID、積分分離式PID、模糊控制等先進控制算法的學習。

與核心課程群中其他課程在知識體系與能力培養(yǎng)上的整體設(shè)計 隨著現(xiàn)代化工業(yè)復雜性與集成化程度的增加，計算機控制技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個工業(yè)領(lǐng)域。因為《計算機控制技術(shù)》教學目的是使學生能夠分析與應(yīng)用、設(shè)計并實施滿足實際工業(yè)生產(chǎn)需要的計算機控制系統(tǒng)，所以在教學內(nèi)容方面主要講述計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)相關(guān)的硬件、軟件、控制策略、數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等方面的理論知識與技術(shù)。包括計算機控制系統(tǒng)的基本概念與基礎(chǔ)理論，控制系統(tǒng)的接口技術(shù)、數(shù)字通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、軟件技術(shù)，計算機控制系統(tǒng)中常用的控制策略，不同規(guī)模的計算機控制系統(tǒng)的設(shè)計范例，以及流程工業(yè)的計算機集成制造系統(tǒng)。

能力培養(yǎng)要求 借助本門課程的學習，培養(yǎng)學生了解計算機控制系統(tǒng)組成、分類、硬件及軟件構(gòu)成、控制算法等相關(guān)知識，使學生從系統(tǒng)集成的角度掌握計算機控制系統(tǒng)的基本原理與設(shè)計方法，不但能夠分析與應(yīng)用、設(shè)計并實施滿足實際工業(yè)生產(chǎn)需要的計算機控制系統(tǒng)，而且能夠不斷地根據(jù)已有的基礎(chǔ)知識，迅速進行知識更新。

實踐教學要求 實踐教學方面采取實驗課與課外課程設(shè)計相結(jié)合的形式，實驗課上主要學習組態(tài)監(jiān)控軟件在計算機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，并以液位為控制對象，搭建以計算機為控制核心的閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過特性調(diào)試，了解計算機控制算法在實際系統(tǒng)中的應(yīng)用。課外則要求同學們完成以電機為控制對象的閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計報告，深化學生對計算機控制系統(tǒng)的理解和掌握，完成理論到實踐的轉(zhuǎn)換。

作業(yè)及考核要求 《計算機控制技術(shù)》作業(yè)基本都要求網(wǎng)上提交，每個章節(jié)結(jié)束，都會按照講授內(nèi)容布置相應(yīng)網(wǎng)上作業(yè)，要求學生按照規(guī)定時間完成。同時為了鞏固學習效果，還會配備相應(yīng)章節(jié)的網(wǎng)上在線測試題目。最后同學們要完成以電機為控制對象的閉環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計報告。期末成績的構(gòu)成為到課率及課堂表現(xiàn)10%，平時作業(yè)和小測試10%，期中考試15%，設(shè)計報告15%，期末考試50%。

教學實施方案設(shè)計

教學內(nèi)容組織 針對計算機控制技術(shù)綜合知識比較多、專業(yè)性較強、不易理解的特點，具體從以下幾個方面組織教學內(nèi)容：

第一，準確把握課程的性質(zhì)與作用。計算機作為閉環(huán)控制系統(tǒng)的一個重要控制手段，經(jīng)典PID等算法講解將成為《計算機控制技術(shù)》這門課程的重點研究內(nèi)容，同時在搭建以溫度、電機和液位為主要控制對象的閉環(huán)控制系統(tǒng)時，了解信號檢測、信號傳輸、信號處理、信號顯示等相關(guān)知識。

第二，突出學生綜合能力的培養(yǎng)。在課程知識的講授過程中，注意教育和啟發(fā)學生用哲學的思想、辯證的觀點來分析和思考問題，如主要矛盾與次要矛盾的轉(zhuǎn)化、事物都是一分為二的道理等，健全學生的心智，提高學生綜合素質(zhì)。

第三，通過課程教學，教給學生現(xiàn)代科學研究的方法。以實際控制系統(tǒng)為主線，將設(shè)計方法、分析方法、算法編寫等過程梳理清晰，將講述內(nèi)容集中在目前的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的使用技術(shù)上。

教學策略 ①結(jié)合課程知識和社會調(diào)研以增強學生學習動力；②理清思路，從簡到繁，強化計算機控制系統(tǒng)的理解和應(yīng)用；③觀看模型理解抽象閉環(huán)控制系統(tǒng)概念，加深學生對知識的掌握；④引導學生參與課堂教學，分組討論促進學習主動性和能力齊頭并進；⑤設(shè)計貫穿理論教學周期，通過實踐加深學生對課程知識的理解和掌握；⑥加強課外輔導鞏固學生對課程知識的掌握；⑦結(jié)合現(xiàn)代教學手段開展輔導。

結(jié)束語

《計算機控制技術(shù)》課程的改革在實施過程中，通過計算機控制系統(tǒng)的硬件和軟件技術(shù)等工作原理的講解，將模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電路原理、自動控制理論等相關(guān)課程的知識進行點對點的連接，學生對所學專業(yè)知識有了更加系統(tǒng)化和模塊化理解，有利于專業(yè)整體知識的消化和掌握。

【本論文由2016浙江大學城市學院在線開放課程《電機與拖動》（ZX1603）資助】

（作者單位：浙江大學城市學院信息與電氣工程學院；遼寧科技大學電子與信息工程學院）