李瑾
摘 要:我國各高校為培養(yǎng)工程應用復合型專業(yè)人才,以控制類專業(yè)課程實踐教學內容進行了系統(tǒng)的規(guī)劃。根據(jù)不同課程的內容與實驗室設備平臺相結合。針對重復交叉內容,進行融合貫通,提出更有效的優(yōu)化整合方法、改革實踐方式,能夠有效的培養(yǎng)學生工程實踐與創(chuàng)新能力。
關鍵詞:計算機控制;實踐教學;教學模式;
1專業(yè)課實踐教學的全面規(guī)劃
計算機控制專類課程包括兩種形式,一種是專業(yè)課,一種是專業(yè)選修課,而在教學實踐中,實踐教學有非常重要的作用。首先,計算機控制的專業(yè)必修課包括計算機控制系統(tǒng)、慣性技術、過程控制、運動控制以及自動控制仿真等。選修課內容包括樓宇自動化、應用自適應、現(xiàn)場總線技術以及集散控制系統(tǒng)等,主要為了豐富學生知識,提高專業(yè)適應能力;其次,該專業(yè)的課程內容的設置有非常緊密的聯(lián)系,而且交叉性也較強,但是不同的科目又單獨設立了實驗內容,具有一定獨立性。一些課程還設立了課后設計與專業(yè)綜合實驗等內容,但是在具體環(huán)節(jié)上沒有對本專業(yè)的課程內容進行有效的融合,導致學生在對專業(yè)的整體了解上存在欠缺;第三,加強課程實踐內容的整體規(guī)劃與設計,使實踐更具系統(tǒng)性,對于學生充分掌握相關知識并運用于實踐,提升綜合素質能力有非常積極的意義。
2實踐教學內容的改革
隨著計算機技術以及自動化不斷應用于實踐,要求學校在教學過程中必須對知識結構進行優(yōu)化。在構建實驗體系的時候,要理論充分聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、探索問題,分析并解決問題的能力,并以此為教學目標,在扎實理論基本功以及提高實踐操作能力的基礎上,充分引入工程技術的相關知識,增加設計類和綜合性實驗的相關內容,并且由簡入繁,逐步提高各課程的協(xié)調性,促進課程體系的進一步完善。
(1)加強專業(yè)基礎課課程實驗設計。首先要對計算機控制專業(yè)中用到的控制儀器以及設備的設計與使用方法進行熟悉,然后將理論與實踐相結合,加強基礎課課程的實驗內容設置,以提升學生綜合實踐能力??梢圆捎萌蝿諘姆绞较逻_實驗任務,并提出實驗要求和目的,教師指導過程中要采用啟發(fā)式教學的方式,要求學生在實驗過程中獨立完成設備選型、代碼編寫以及方案設計等內容。實驗設計要從簡單理論轉變?yōu)檩^為復雜的操作,通過提高項目的綜合性促進學生更好地掌握理論知識,不斷提升實踐操作能力水平。
(2)課程設計要設立獨立的綜合實驗教學環(huán)節(jié)。以現(xiàn)實應用為基礎,進行較為復雜的系統(tǒng)設計,實驗任務要包含題目選定、方案設計、可行性分析、硬件設計以及與軟件的聯(lián)調,完成仿真設計并編寫總結報告。若有必要,可以分組進行。此外,畢業(yè)設計中還應適當增加應用課題,提高學生對課程學習的深度。
(3)采取實驗室全開放式。目前學校在實踐教學方面投入較小,大部分學校的實驗資源不足,再加上過程控制現(xiàn)場的總線設備成本高昂,占地面積較大,導致計算機專業(yè)的實踐教學資源受到很大的限制,無法滿足工程技術人才培養(yǎng)的需求;針對這一情況可以采取實驗室全開放措施,方便學生隨時進行實踐學習。在完成專業(yè)必修課的基礎上,加強開放性實驗操作,可以充分培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神,有效發(fā)揮實驗設備的作用。學校還可以促織豐富多彩的設計比賽,倡導和鼓勵學生參與技能競賽以及控制系統(tǒng)仿真比賽,促進其工程實踐能力提高。
3教學方法和手段的多樣化
現(xiàn)階段,課程教學的實施主要由各任課老師單獨完成,對于課程中存在的知識內容交叉部分缺乏有效的溝通。在具體實踐教學過程中缺乏良好“協(xié)作”,學生處于被動實踐的狀態(tài),這樣的教學模式讓學生的專業(yè)知識和技能存在碎片化,面對實際項目時缺乏整體應對能力。這就要求在教學實踐中,各任課教師需不斷加強溝通,對實踐教學進行合理安排,加強實踐協(xié)作,基于現(xiàn)場總線過程控制裝置開展實踐教學,加強教學內容的融合,提高學生學習的積極性和主動性。
目前的被動實踐教學,大多是老師將實驗的內容、方法和步驟提前擬定,學生只需要照搬照抄,按照步驟操作就可以完成實驗任務,這對于培養(yǎng)學生的獨立思考能力以及創(chuàng)新思維非常不利,實驗也無法發(fā)揮應有效用。針對這一問題,可以采取基于任務驅動的實踐教學模式,提前發(fā)布實驗任務書,只提出實驗的要求、結果指標、可用設備并注明實驗注意事項,由學生獨立完成實驗方案設計以及實驗全過程,并出具實驗報告,然后指導教師再對過程進行審查,同時,針對實驗過程中出現(xiàn)的問題,教師應給予適當?shù)闹笇?。這種啟發(fā)式實踐教學模式,是以學生為主導,可以激發(fā)學生主動實驗的積極性,對培養(yǎng)其實踐與創(chuàng)新能力有積極作用。例如在現(xiàn)場總線課程設計以及自動控制系統(tǒng)實驗等環(huán)節(jié),可以通過分組形式,各小組的同學明確分工、相互配合,共同完成實驗任務,然后以小組為單位,進行實驗結果回報。其他課程的教師也可以在課堂上采用這種形式,結合實驗過程與結果,加強學生對知識的理解和鞏固,這對于提高整體教學質量水平有積極作用。
互聯(lián)網(wǎng)進一步的發(fā)展豐富了教學手段,除了傳統(tǒng)的課堂表現(xiàn)形式之外,慕課形式也越來越得到廣泛應用,該教學手段實現(xiàn)了對學校數(shù)字圖書館及網(wǎng)絡教學平臺資源的有效運用,對現(xiàn)有實踐教學條件起到了很好的補充作用。此外,日益普及的計算機仿真軟件也在一定程度上成為實踐教學的重要輔助工作,WINCC、STEP7、 MCGS、PLC Simulato、MATLAB等組態(tài)軟件已被較多的用于自動化??普n的實踐活動,有效完善了對系統(tǒng)結構及實驗前期控制算法的設計,如在控制算法的編寫過程中常用到MATLAB 軟件,經(jīng)調試運行,完成對系統(tǒng)運行監(jiān)控界面的設計,再通過OPC技術實現(xiàn)工控組態(tài)軟件與 MATLAB 軟件間數(shù)據(jù)的通信,促進了實際對象中陷阱控制算法應用的實現(xiàn),其工程實際意義明顯。
4結論
本文重點圍繞如何培養(yǎng)和提升“應用技術主導型計算機專業(yè)人才的專業(yè)素質對實踐教學模式進行研究和探討,根據(jù)現(xiàn)有實驗室環(huán)境對學生計算機控制技術應用能力進行培養(yǎng)和鍛煉,就控制類專業(yè)課的實踐教學內容、手段及方法進行全面的規(guī)劃和變革,充分激發(fā)學生積極主動的參與學習活動,提高學生對計算機控制專業(yè)技術及方法的了解和掌握水平,從本質上把握課程理論的精髓所在。
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