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《自动控制系统》课程改革的研究与实践.doc

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《 自 动 控 制系 统 》 课 程改 革 的 研 究与 实 践 徐益民 梁燕 华 祁红 岩 姜 艳秋 黑 龙 江科 技 大学 电 气与 控 制工 程 学院 摘 要: 《自动控制系统》 作为自动化专业一门实用性和工程性较强的专业主干课程, 其 所涉及的相应知识和技术更新较快。 为了使学生更好地掌握该课程, 培养学生的 实践动手能力和综合应用能力, 在教学过程中, 应注重根据课程的发展和社会 对相关知识的需求, 结合人才培养方案, 整合教学内容, 改进教学方法和手段, 加强实验实践能力的训练;充分利用课程设计与毕业设计环节, 构建 “理论教学 +实验实践教学+课程设计+毕业设计”四位一体的 课程建设体系。 关键词 : 《自动控制系统》; 四位一体; 实验实践教学; 作 者简 介: 徐益民 (1970-) , 女, 黑龙江汤原人, 硕士, 黑龙江科技大学电气 与控制工程学院副教授, 主要从事电力电子、 电气传动及自动控制等方面的教学 与研究。 基 金: 黑龙江科技大学 教学研究项目 (JY14-31) 一、引言 《自动控制系统》 是自动化专业的一门理论性、 实用性、 工程性和综合性很强的 专业主干课程, 旨在使学生掌握自动控制系统分析和设计的方法以及培养学生 解决大型控制系统技术问题的综合能力。 它不但综合了电路电子、 电机拖动、 自 动控制原理、 电力电子变流技术、 计算机控制技术[1-2]等先修课程的相关知识; 而且该课程的知识和课程内容更新速度快, 就控制手段来说, 现在系统的控制 全部是 数字化的;需要掌握的内容增加而课程总学时已减少, 要求我们必须对教 学内容进行精心选择, 大幅度地重新组织。 从黑龙江科技大学自动化学生的就业去向看, 到生产现场从事工程技术工作的 占多数, 现场设备一些强大功能一般都未能充分利用而发挥其应有潜力, 需要 工程技术人员从系统原理、性能等方面指导使用;一旦发生故障, 除能够应急处 理外, 分析原因、判断故障所在[3]都需要技术人员有较强的运用知识分析解决工程实际问题的能力。 作为开在大四学期的专业课 培养学生分析、 解决工程实际 问题能力成为重要的教学环节。 综上, 及时调整教学的重点和方法手段, 进行 《自动控制系统》 课程 教学改革的 研究与实践势在必行。 二、结合专业培养方案, 构建有特色的教 学模式 1. 构建 “ 理论教 学+ 实验 实践 教学+ 课程 设计+毕 业设 计 ”四 位一 体的课 程建 设 体系 教学要从人才培养目标出发, 遵循教学大纲的基本要求。 适应教育部提出的 “厚 基础、 宽口径 ”高等院校本科教育人才培养模式, 我校自动化专业人才培养方案 也做了一系列的调整。 虽然在 《自动控制系统》 课的授课学时上有所减少, 但通 过对自动化培养方案 上设置的实验实践环节及课程设计和毕业设计环节的有效 利用, 形成了 “理论教学+实验实践教学+课程设计+毕业设计”的课程建设模 式。 不但使学生打下扎实的理论基础, 巩固和拓展了所学内容, 注重了理论教学 与生产实践相结合; 还培养了学生创新能力和综合应用能力和工程意识。 2. 改 善实 验环境, 加大 实验 实践教 学力 度 为了培养学生理论联系实际的能力, 提高动手及创新能力, 充分利用学校的 “ 控制系统 ”与“电力电子与电气传动 ”工程实践基地, 任课教师积极配合学 院做好设备的维护和更新工作, 及时对学生进行开放, 随时为学生辅导 答疑, 为学生提供好的实验实践环境。 随着教学内容的调整和实验装置的更新, 及时改革实验实践教学环节的设计。 实 验内容分层次, 实验内容分为基础实验、 综合实验与设计性实验, 并加大综合设 计性实验的力度;拓展实验内容, 开设新实验, 多设置选做性实验, 重视学生的 个性发展。 每次实验课前, 安排学生一定的预习和思考内容, 特别针对综合设计 性实验, 在进入实验室前, 要求学生针对相应的设计方案进行局部环节及系统 的仿真, 再和调试的结果进行比较分析, 做到理论分析与实验的有机结合, 巩 固和加深学生对相关教学内容的理解 和掌握。 控制系统工程实践, 先于 《自动控制系统》 课程的开设。 在工程实践环节中, 时 间较充裕, 先安排一些简单的实验内容, 帮助学生复习和巩固进行系统分析和 设计用到的相关知识, 并引入了仿真实验, 增加了学生对课程的感性认识;还设 置了多个被控对象, 如电机、 温度、 液位及机 组等让学生根据提出的指标自主进 行设计和调试, 提高学生分析问题和解决问题的能力。 3. 充 分利 用课程 设计及 毕业 设计 “ 《自动控制系统》课程设计 ”是该课程的后续实践性教学环节[4], 是强化学 生知识的掌
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