计算机控制课程教学浅析

王莉

【摘 要】计算机控制是电子信息科学专业的一门专业方向课程，是理论和实践相结合的一门综合性课程。为了进一步提高教学质量，本文针对该课程的课堂和实践教学内容以及教学方法进行了探讨，尤其强化了实践环节的内容。这些方法和内容设置提高了学生对计算机控制系统的设计能力，对系统整体的认知能力，以及将理论应用于实践的能力。

【关键词】计算机控制；课堂教学；实践环节

中图分类号： TP273-4 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2017）29-0059-001

【Abstract】Computer control is a specialized course of electronic information science， and it is a comprehensive course combining theory with practice. In order to further improve the quality of teaching， the classroom and practical teaching of the course content and their teaching methods are discussed， especially strengthening the practice teaching content. These methods and content adjustment improve students ability to design computer control systems， ability to understand overall system， and the ability to apply theory to practice.

【Key words】Computer Control； Classroom Teaching； Practice

计算机控制是电子信息类、自动化及电气工程类专业的主干课程，是融合了计算机技术、通信技术、CRT技术、检测技术、自动控制技术等多学科的理论性和实践性都很强的一门综合性课程；该课程的教学目的是使学生掌握计算机控制系统的组成、原理，并基本掌握计算机控制系统的设计、性能分析、实现方法及计算机控制过程中各种技术的应用。根据本课程的特点，在课堂教学、实验教学及其他实践环节中，将理论知识消化、应用，使得学生能够针对实际问题进行分析，自行设计一个完整的计算机控制系统。课堂教学和实践环节的结合很好地锻炼了学生的动手能力，教学效果良好。

1 课堂内容设置与教学方法探析

针对计算机控制课程，各个高校根据各自不同的专业、不同的办学条件，制定了不同的教学内容。我们所开设的内容中主要讲述了计算机控制系统性能分析、输入通道数据处理技术、直流电机与步进电机控制技术、数字控制器的设计、可编程序控制器、抗干扰技术等等。

针对不同的教学内容采用了不同的教学方法，比如对于计算机控制系统的性能分析，首先通过连续系统使学生对控制系统的性能指标有直观认识，再通过连续系统与离散系统相互比较，认识到离散系统的特点，在实验环节中也强调了系统性能分析，从而对系统设计提供了依据。这部分内容主要通过对仿真结果的分析，使学生对控制系统的性能指标有比较直观的认识；对于电机控制部分，理论讲解电机原理后，主要通过实验实现电机控制的方法，与控制工程相结合，对学生的应用能力进行训练；可编程控制器的软件使用部分主要通过实验过程讲解，在课堂教学中基本不体现；计算机控制分类主要通过案例让学生对各种类型的计算机控制系统的特点和结构进行理解，结合工程实际，进行类型选择。在整个课程的课堂和实验内容考核方面，增大实验环节的比重，使学生对实验重视起来，刻意地把实验和理论知识相结合，就可以增加学生课堂学习积极性，提高学习的效率。

2 实验内容与课程设计相互配合

计算机控制实验内容的安排主要有控制器的设计，可编程序控制器的应用。控制器的设计部分主要利用Matlab和Simulink仿真实现PID控制器的参数整定， 通过搭建仿真模型，分析仿真结果，通过系统性能指标的改变来反应系统的特性，将控制系统性能分析部分的内容在这部分实验内容中加以利用和体现，训练学生的编程能力；最少拍控制器的设计主要是验证性的实验内容，使学生通过实验对理论讲解的内容有实际体会；可编程序控制器部分的实验让学生掌握PLC编程软件，完成系统硬件组态，完成系统软件编程，主要通过梯形图编程语言，让学生实现了简单的交通灯控制和相对复杂的直流电机与步进电机的电梯控制的模拟实验。通过这部分实验内容，一方面让学生学习了可编程控制器的编程，另一方面也使学生锻炼了对步进电机和直流电机的控制应用能力。通过这些实验内容的安排提高了学生的学习兴趣，效果很显著。

課程设计内容的安排更能够锻炼学生的实际的动手能力，对课堂所学知识的巩固和利用起到了更好的作用。设计内容较多，主要有相对复杂的温度控制系统、电子称、完善的电梯控制系统、智能小车的循迹避障控制系统、节日彩灯控制系统等等。在课程设计环节以小组的形式进行，最多两人一组。所有的项目都是以单片机作为控制器。教师指导学生对整个系统进行需求分析，对Protel软件进行学习和应用，硬件电路板制作、焊接，要求学生独立进行软件编写、调试。在这个过程中锻炼了学生的项目管理能力，系统设计的协调能力，计算机控制的系统观念，将理论应用与实践的能力。在这个过程中，教师起到了引领的作用，引领着学生将计算机控制技术的理论知识应用到教学实践中，小到元件，大到系统，硬件和软件的结合，使学生整个设计过程中目标明确，对学生的设计信心起到了保证作用，提高了学生的自觉性、积极性，增强了学习兴趣。

3 课堂内容和实践环节严格考核

对课堂内容和实践环节的考核都非常严格地执行。做到对课堂内容阶段性考核，根据课堂内容的安排，不定时安排课堂测试，一方面可以督促学生按时上课不缺席，另一方面也可以督促学生及时消化所学内容，及时查漏补缺。教师对测试结果严格评判，测试结果也作为整个成绩评定的一部分，与实验成绩和期末考试成绩一起按比例构成整个课程的总成绩。实践环节中在实验课堂上严格要求，由于可编程控制器实验环境的限制，需要4人一组完成实验内容，要求每个人实验前单独准备，实验前严格检查；课程设计环节要求学生按照系统设计内容做出时间安排，严格按照时间安排检查设计进度，只能提前不能拖后；对每个系统提出明确的设计要求，成果验收时以此设计要求为达标底线，鼓励学生在基本要求的基础上自由发挥。

4 结论

本文主要针对本校电子信息科学专业的计算机控制技术课程的课堂和实践内容的结构进行了分析，整个内容的安排是结合本专业的培养目标，自有的开课条件，兄弟院校的培养经验和用人单位反馈的专业需求进行构建的，这是不断改进的结果。教学方法也在不断地改进创新中，从教学效果来看，学生的兴趣、积极性、专业能力都很不错，为学生的就业提供了保障。

【参考文献】

[1]朱玉玺.《计算机控制技术第2版》.电子工业出版社，2012.

[2]温淑慧.计算机控制技术实验教学改革初探[J].教学研究，2010（6）：59-61.

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[4]王佳庆，等.基于项目教学法的计算机控制技术课程教学改革与探索.教育教学论坛，2014（15）：273-275.endprint