導語：如何才能寫好一篇電機課程設計總結，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞 士官高等職業技術教育 課程設計 電機與控制技術

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A DOI：10.16400/ki.kjdks.2016.08.057

Abstract Professional basic course is a public basic courses and professional courses of the bridge， the teaching quality will directly affect the professional course learning effect and the students post working ability， strengthen professional basic courses in curriculum design will help to improve the teaching effect of the course. The electrical equipment repair professional basic course of professional curriculum system in the motor and control technology curriculum design as an example， from the five aspects of teaching philosophy， content， process， methods and evaluation design， at the same time， a profound summary of the actual teaching experience. From the teaching practice， the reasonable and effective teaching design can greatly improve the teaching quality and realize the goal of teaching.

Key words Officer Higher Vocational and Technology Education； course design； motor and control technology

0 引言

“電機與控制技術”課程是士官高等職業技術教育電氣設備修理及相關專業課程體系中的一門專業主干課程和必修課程，課程內容涉及各類型直交流電機原理與控制、變壓器、微控電機原理與控制與直交流電機電力拖動基本原理等內容，除包括電機基礎理論知識外，還涉及到實際電機拖動與控制問題。課程理論抽象、工程技術應用要求較高，而士官學員的特點是理論知識掌握不精、不深、不夠，而實際動手操作的意識和能力較強。為解決上述矛盾，教學組緊緊圍繞課程“專業基礎服務專業”的課程定位，以專業與學員任職崗位需要為牽引，對課程進行了全方位的課程設計，主要包括理念、內容、方法和評價等方面內容，使得教學設計理念和目標更加細致、完整、科學合理，通過內容有針對性和指向性的設計，完善課程的形成性考核和評估機制，提升教學效果，更好地服務于專業教學和學員崗位任職能力的形成。

1 課程設計①的方法和原則

教學設計是教員根據教學層次或者對象對授課進行預先策劃與精心設計。教學設計的總體結構一般包括以下內容：課程教學理念設計、制定教學目標、構建教學內容、課程的組織實施設計、教學評估設計。

1.1 教學理念

教學理念指導和規范教員的教學行為。教員授課質量的好壞，教員的教學理念將對此產生直接影響。根據士官高等職業技術教育的特點和規律，教學理念要以士官職業崗位活動導向、突出能力目標、基于項目或任務載體、加強能力實訓、以學員為主體、一體化教學等基本原則。

1.2 確定目標

基于課程在專業人才培養方案的地位和作用，確定并細化課程教學目標。課程目標一般可分為總目標、分目標。總目標是對課程的方向性總體把握，分目標是對課程各個子部分的提出更為細致教學要求，包括知識與技能、過程與方法以及情感與價值觀等。課程目標設計與確定需要反復完善與修改，絕不能一成不變。

1.3 優化內容

教學內容是課程的實質部分。教學內容在設計時要重點考慮以下方面：（1）內容要符合學員的專業與崗位需要，對后續專業教學有支撐作用；（2）針對課程目標，構建優化教學內容；（3）內容應考慮專業的前瞻性；（4）內容應綜合考慮廣度、深度和難度的平衡。通過合理設計，優化內容，保證內容的基礎性和專業特色。

1.4 方案設計與組織實施

這是課程方案的形成和實施環節，設計時要重點考慮以下方面：（1）課程內容的組織形式；（2）選擇合理的教育方式與活動形式；（3）教學進程與課時分布。

1.5 課程評估

設計方案實施后，要及時對課程目標、內容、組織實施等因素進行評價，及時掌握反饋信息。根據反饋信息，進行有針對性的調整與改進設計。

2 “電機與控制技術”課程設計的主要內容

2.1 教學理念

根據士官學員特點、專業和崗位需求，構建應用性理論、驗證實驗與技能實訓的課程體系。課程教學強調“實用、適度”，重視應用性；加強教學互動，突出學員的主體地位。加強實踐性教學，實現電機理論知識和應用、電機實際控制的有機結合，通過“教、學、做”教學過程，使學員更快的掌握理論知識和操作技能。合理采用講授式教學、比較式教學、案例式教學等多種教學方法，靈活采用多媒體、部組件、實物等手段，理論與實踐密切聯系，激發學員學習興趣。實踐教學采用講解示范、分組練習、個別指導等方式，突出學員的主體地位，提高動手能力。建立過程性考核系統，調動學員在實踐訓練、師生互動、學員協作交流等方面的學習主動性。

2.2 教學實施

（1）教學中，教員要貫徹“以學為主”教學理念，實現由以教員為中心向以教員為主導、學員為主體轉變。②（2）要求教員要積極提倡學員主動參與、樂于探究、勤于動手，培養學員搜集和處理信息的能力、交流與協作學習的能力、分析和解決問題的能力。（3）要求教員突出“電機與控制技術”課程對電氣維修及相關專業學習的橋梁作用，正確處理基礎內容與實際裝備應用的關系，強調用電機拖動技術解決電機與控制技術問題的方法學習，調動學員探究性學習的主動性與能力。（4）實驗教學教員要圍繞培養學員的知識理解、綜合應用、技能訓練和動手能力的實踐教學目標，構建相對完整的實驗實訓內容。

設計了4個基礎實驗、4個實訓項目和多個開放性實訓項目等三個層次實驗項目。其中，基礎實驗緊密圍繞課程標準中知識點的要求，合理設計和組織了實驗內容，抓住了學員的興趣點，有效培養了學員主動學習和應用所學課程知識來分析、解決問題的能力。4個實訓項目，以修理車間的工作任務為載體設計項目或者任務，例如修理車間的配電系統安裝調試、電機正反轉控制、電機順序起停控制、電機Y/起動控制、典型機床電氣控制設計等。通過實訓項目，可以有效加強學員對課程中電機拖動與控制方面的理論知識深入理解，增強學員的實際動手能力，培養學員的基本素質和崗位能力。開放性實訓項目打破課程體系的束縛，設計具有綜合性、應用性和實踐性的項目任務，讓學員熟練掌握低壓電器等的使用方法和應用技能，同時也培養學員的工程實際動手能力，使理論知識具體化。

2.3 教學內容設計

教學內容按照專題的形式，從難到易，從理論到應用的過程逐步展開，同時結合各專業特點，對教學內容進行了必要的增減。

（1）壓縮電機原理的內容。電氣設備修理相關專業學習電機原理的目的是為了應用，為學習特種電機使用和維修打好基礎。因此，對電機原理內容進行了較大的壓縮。一是著重講授電機的工作原理、主要的電磁關系、工作特性及交流異步電機的等效電路等，對各類電機的繞組及磁動勢部分只作簡要的介紹即可；二是對此部分的重難點進行重點講授，如直流電機的換向、交流異步和同步電機的結構和工作原理等。

（2）強化電機拖動內容的教學。“電機及拖動基礎”應著重掌握電機的機械特性、運行特性以及對拖動系統運行的分析。因此，在教學中將重點放在電機的機械特性、電機的起動、制動和調速過程中各個物理量的變化情況及動態特性的分析上。對當前應用較廣泛的三相異步電動機的變頻調速，花較多的時間詳細分析，既分析不同頻率下電機的機械特性，又分析不同性質負載時電機的轉速、電動勢、電流、電磁轉矩等物理量的變化趨勢，為后續課程的學習打下良好的基礎。

（3）增加新型電機的教學內容。在新型車輛上特種電機應用也越來越廣泛，如無刷硅整流發電機、步進電機、伺服電機等。為此，控制電機要的同時增加這部分內容，并合理安排教學時數，使教學更加適應新技術和新型車輛發展的要求。

2.4 教學方法設計

針對教學對象和課程本身特點，確立以理論講授式為主，同時采用比較式教學、演示式教學、討論式教學和實踐性教學等多種教學方法相結合的教學方法，使學員系統掌握電機與控制技術的基本知識體系，形象化地理解抽象概念，使得理論與實際應用密切聯系，激發學習興趣。

2.5 教學評估設計

評估設計采用了針對教員教和學員學的雙向考核的措施，全面監督和評估教員教和學員學兩個方面的教學效果。③

在評估教員教的環節中，設計了學院教學督導組聽查課、系教學督導組聽查課、教研室領導聽查課三級聽查課制度，同時課程結束后立即組織召開學員評教會，在課程教學全過程進行教員教學的綜合評價。學院教學督導組將聽查課的情況和指導意見及時反饋給教務科；系教學督導組將聽查課的情況和指導意見及時反饋給系、室；教研室領導把三級聽課情況及時通知教學組；在期末，教務科、教學組和學員代表聯合召開以“教學效果”評價為主題的經驗交流會，收集學員對任課教員的評價意見和建議。教學組根據教學評價信息，及時總結和交流教學實效好的教學方法和經驗，促進教學組教員不斷改進教學方法，提高教學能力。

在評估學員學環節中，采用課堂提問、作業、實驗實訓和期末考試相結合的學員成績綜合評定辦法。該綜合評價方法，貫徹了過程性、形成性考核思想，激勵學員重視知識獲取和能力提高的過程，調動學員在課堂討論、師生互動、協作交流、實踐訓練等方面的學習積極主動性。

雙向考核措施和方法，全面監控和評估教員教和學員學兩個方面，促進提升了教員教學能力和學員學習能力，提高了授課質量。

3 結束語

教學組通過對課程設計的改革，在增強教學效果、提高教學質量的實踐中取得了實效。通過改革，使教學內容更加合理，體系更加完備，更加貼近專業，更好服務于專業教學；使實踐教學與理論教學有機結合，既鞏固了所學知識，又有助于學員實際動手能力的培養與提高；通過采用靈活多變的教學方法和手段，使學員更容易掌握知識，提高了教學效果。

注釋

① 徐英俊.教學設計[M].北京：教育科學出版社，2001：179-183.

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關鍵詞：電機學；教學體系；教學改革；教學模式；五位一體教學

作者簡介：曾令全（1955-），男，重慶人，東北電力大學電氣工程學院，教授；李書權（1970-），男，吉林長春人，東北電力大學電氣工程學院，副教授。（吉林 吉林 132012）

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）27-0099-02

“電機學”課程是電氣工程及其自動化專業的一門重要專業技術基礎課，電機學以高等數學、大學物理、電路原理等課程為基礎，研究電機的工作原理、主要結構、基礎理論、運行特性及實驗方法的一門課程，為后續的電力系統分析、電力系統繼電保護、發電廠電氣設備和自動控制等專業課奠定基礎。在專業教學計劃中，“電機學”課程受到了充分的重視。[1，2]“電機學”研究對象的實用性和普遍性以及其對后繼課程的基礎作用，也決定了它在課程設置中的關鍵性地位。[3]由于該課程的自身特點與目前教學方式不夠協調等諸多原因，在教學過程中往往不能獲得較為滿意的教學效果。本課程在省精品課建設過程中，針對課程存在的問題，課程組教師從課程設計的理念與思路、教材建設、教學內容的針對性與適用性、教學方法與教學手段等諸方面做了大膽改革與嘗試，并取得了較好的教學效果。

一、課程設計的理念與思路

在學生掌握應知應會基礎理論知識的基礎上，以培養社會需求的應用型人才為目標，突出實踐教學，并以職業能力培養為重點，在課程開發與設計上注重與電力企業合作，整個課程體系充分體現職業性、實踐性和開放性的要求。

1.課程目標設計

通過“電機學”課程的學習，使學生熟悉電機中的物理現象和電磁關系，熟練掌握電機的基本概念和基本原理，掌握電機的基本分析方法和基本實驗方法，能夠利用數學模型進行基本的計算，培養學生應用工程觀點處理工程實際問題的初步能力，為后續課程的學習奠定基礎。

2.課程內容設計

“電機學”課程內容設計為四大部分，即變壓器、交流繞組、異步電機、同步電機，依次按照“磁路-變壓器-交流繞組-異步電機-同步電機”的順序進行教學安排，每部分又按照“結構-原理-特性-應用”的順序依次展開，突出培養學生的實際應用能力。同時，后期安排電機繞組工藝實習、電機控制實習及電機運行仿真實習。

3.教材使用設計

依據“以應用為目的，以夠用為度，以掌握概念、強化應用為重點”的原則，編寫針對電力系統專業特點的“電機學”課程教材和實驗教材。本課程組編寫的《電機學》教材被推薦為普通高校國家“十二五”規劃教材，該教材曾榮獲吉林省高校優秀教材一等獎。

4.教學模式設計

依據電機學理論抽象、實踐性強的特點，采用模擬仿真教學模式，使得實際無法顯現的電機物理過程直觀化；采用任務驅動的教學模式，以電機繞組嵌線工藝、組裝調試等為任務，開展電機學實踐教學，強化學生的職業意識。

5.評價方式的設計

構建以培養職業崗位能力為目標的考核體系。考核方式多元化，包括閉卷考試、模擬操作、現場答辯、實際操作和提交專題報告等多種形式。實踐環節以實際操作為主，理論教學考核內容“三基內容”占40%，“綜合應用內容”占60%，重點考核學生的綜合分析能力和實際應用能力。

二、教學內容的針對性與適用性

1.教學內容的針對性

針對電力企業持續發展的需要，結合電力職業崗位實際工作情況，突出電氣專業的人才培養特色，精心選取“電機學”教學內容。“電機學”課程內容設計以電力系統中的兩大重要元件——變壓器和同步發電機為重點，“以夠用為原則，以應用為重點，兼顧實用與發展”展開理論教學和實踐教學。為了突出對學生的實際應用能力的培養，特設置“電機工藝實習”、“電機控制實習”和“電機運行仿真實習”，以提高學生就業的競爭力，并為今后的個人專業方面的持續發展奠定良好的基礎。

2.教學內容的適用性

“電機學”課程是電氣工程專業的技術基礎課，教學中合理配置教學內容，讓學生“既見樹木，又見森林”。將電機的應用作為重點，為后續課程的學習奠定基礎，培養學生在電力生產中解決電機及相關實際問題的基本能力，使學生能適應電力企業的工作需要。

3.教學內容的組織與安排

依據“工程-理論-工程”的教學指導思想，序化教學內容。緊密圍繞培養素質高、工程能力強的應用型人才為培養目標，緊緊圍繞工程問題展開理論教學，強調物理內涵，理解理論本質。然后，配合理論教學，進行相關的電機學的實驗和實習，引導學生利用理論知識，去分析出現的各種工程實際問題，提高學生分析和解決實際工程問題的能力。

三、教學方法與教學手段的改革

針對電機學內容抽象，學生缺乏電機的直觀認識，對電機原理中的時-空概念很難建立的實際情況，課程組采用了五位一體的教學模式，教學過程中達到了預期的教學效果。

1.演示、講解、練習相結合方法

在教學過程中教師首先用教具（課件）演示教學內容，讓學生觀察電機運行時發生的各種現象，然后提出本節所講述的內容，同時對基礎知識進行精心講解，最后配合課堂練習。為加強師生的交流，教師課后應進行答疑，以便于及時發現問題、解決問題。例如，交流繞組基本知識一節中，教師先用課件演示電機的結構和繞組，提出繞組如何繞制的問題。這樣，既讓學生建立了繞組的空間概念，又清楚了自己要學習的內容，做到有的放矢。然后，教師精心講解交流繞組的基本概念，劃分相帶的規律，舉例分析單層繞組展開圖的畫法，總結規律。最后，改變繞組參數，讓學生自己動手，課堂完成繞組展開圖。課程結束后安排異步電機繞組工藝實習，使學生真正理解和體會繞組在電機中的重要作用。

2.對比教學法

“電機學”課程理論體系完整，各種電機的內在關系聯系緊密，電機之間既有聯系又有差別。因此，非常適合采用對比的教學方法。如：對異步電機分析時，要時刻與變壓器的分析相對比，把旋轉的異步電機等效為靜止的異步電機，也就相當于變壓器，可以采用變壓器的分析方法來分析異步電機。教學過程中應仔細對比兩者在結構、磁場、用途、等效電路及參數的異同。

3.典型案例教學法

利用生產實際中的典型案例，緊扣“電機學”應解決的理論和實際問題，對案例的過程進行詳細的分析、解剖、總結，以達到提高學生學習積極性、解決問題和分析問題的能力。如：三相Yyn聯結的組式變壓器帶單相負荷時會造成中性點位移現象以及對供電產生的影響。課堂教學從理論上定性分析變壓器不對稱運行的電磁過程，過后在實驗室觀察試驗過程和結果，使學生能夠加深理解中性點浮動的概念。通過案例教學，提高了學生的理論和實踐水平。

4.多媒體輔助教學法

多媒體及網絡教材直觀、形象、靈活，便于學生自主學習，有利于學生更好地理解課堂教學的內容，也有利于學生課程復習和鞏固。課程組編寫了電機學系列多媒體及網絡教材，將電機形象化，大大方便了學生的學習，也提高了他們的學習興趣，提升了教學效果。

5.數字仿真教學法

利用電氣技術仿真中心，模擬變壓器和同步電機的各種動態過程，如變壓器副邊突然短路、空載合閘等運行情況。學生可以如同在現場一樣，進行各種實際操作，也可以進行各種故障分析，進而進行故障處理，系統根據學生的處理操作給出評分。由于該系統完全模擬了現場情況，使學生現場處理事故的能力得到了鍛煉。

四、本課程的特色

以“夠用為度、降低難度、注重應用”為原則，整合課程內容，加強電力系統及工礦企業常用電機的運行、調試及故障處理等方面的訓練，突出對應用型人才的培養目標。

采用五位一體教學方法，突出理論與實踐密切結合，使抽象理論直觀化和形象化。

注重學生綜合能力和素質的培養，利用電氣技術仿真中心，模擬實際現場運行情況，大大提高學生現場處理事故的能力。

考試改革突破了一張卷定成績的做法，注重實踐操作考核，重點考核學生分析問題、解決問題的能力，注重綜合能力和素質的考核。

參考文獻：

[1]石賽美， 尹進田，黃肇.論“電機學”課程教學中對比式教學法的應用[J].中國電力教育，2012，（33）：36-37.

[2]李書權， 曾令全，王秀云.電機學課程教學改革的研究與實踐[J].電氣電子教學學報，2006，（4）：16-18.

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關鍵詞：自動化生產線；教學方法；電機與電氣控制；PLC；課程設計

中圖分類號：G712文獻標識碼：B文章編號：1006-5962（2013）02-0027-02

高職機電一體化專業課程設置的培養目標是：面向工業企業生產現場，電氣控制系統制造公司、機電設備制造公司、機電設備、電氣設備、工控設備制造公司或公司、科技開發公司，培養適應社會需要，全面發展，適應本專業相對應職業崗位的高等技術應用性專門人才，主要崗位群定位是自動化設備安裝員、自動化設備調試員、中高級維修電工等，本專業有五個主干學科：電氣工程、電子工程、機械工程、計算機科學與技術、控制科學與工程，都是為了崗位需要設置的專業知識。其中《自動化生產線安裝與調試》作為一門核心專業課在第四學期進行了貫穿和綜合。

1自動化生產線的課程設置

機電一體化專業人才培養能力有：識圖繪圖能力、機電安裝調試維修能力、電控系統調試檢修能力、自動線調試維護能力、機電設備管理能力及機電產品營銷能力等。《自動化生產線安裝與調試》前序課程有PLC技術、傳感器技術、電機與控制，后序課程有機床維修等。在我們所要實現的教學目標中知識目標涉及到：機械手工作原理、握機械手控制原理、機械手氣動原理、熟悉安全操作規程；能力目標有：對已安裝的機械手機械部件進行測量；對機械手的氣路進行基本調試；根據故障現象判斷故障部位；檢查分析、找到故障點并分析解決故障；遵守安全操作規程；素質目標有嚴謹的職業態度、規范的操作習慣、創新精神、團結協作精神、自主學習精神及溝通能力。

此核心課程以項目驅動教學開展課程教學，提升學生的職業能力，以具體自動化生產線為載體，融合認知、安裝、調試和檢測等內容，實現教、學、做、評一體化教學，突出課程的職業性、實踐性和開放性。以學生為主體，采取多樣化教學方法。以自動化設備改造為工作過程，涉及電路圖分析、電氣圖設計、程序設計、設備組裝、設備運行調試、設備檢測、設備維護等行動領域，設置六個學習情境：零配件拆裝、傳感器檢測、氣路檢測、異步電機檢測、步進電機檢測、整體檢測調試，分成20個任務。

項目一：供料站的安裝，有機械拆裝、氣路拆裝、電器拆裝三個任務；項目二：加工站的安裝，設計任務有加工站組裝、光電傳感器檢測、限位傳感器檢測三個任務；項目三：裝配站的安裝，設計任務有裝配站組裝、電磁閥檢測、氣缸檢測三個任務；項目四 ：分揀站的安裝，設計任務有分揀站組裝、傳送帶的檢測、異步電機的檢測、變頻器的檢測四個任務；項目五：輸送站的安裝，設計任務有輸送站組裝、光纖傳感器檢測、機械手檢測、步進電機的檢測、溜板檢測四個任務；項目六：整體運行調試，有PLC控制網絡構建、程序編寫、綜合調試三個任務。

2自動化生產線的教學方法與評價設計

2.1教學方法。

（1）講授法：講解項目任務，傳授項目任務相關的知識點，針對學生實施過程中出現的不足進行知識點的說明。

（2）現場教學法：在符合生產要求的工作環境中進行操作技能和維修應用能力實踐，提高職業氛圍，在工作過程中提升學生的職業道德、職業素養和崗位適應能力。

（3）任務驅動法：將教學過程融入項目任務中，讓學生自主討論分析實施，學生在工作過程中得到知識。

（4）小組討論法：學生每六～八人為一個小組，小組討論分析，討論解決，分工協作完成項目任務。

六步教學實施：明確任務、討論分析、制定方案、檢測故障、檢驗效果、總結分析。老師交代目標，注意觀察和記錄小組對現象分析情況，解答學生提出的問題，對跟主題分析偏離太遠的小組予以引導，讓學生自行摸索，在后期對學生可能會引起事故或損壞設備和工具的異常操作給予糾正，最后老師組織小組進行故障排除工作匯報，互評，并對每組進行考核評價，再引導學生自行總結。

2.2評價設計。

課程采用過程考核與期終考核相結合、企業考核與校內項目考核相結合、教師考核與學生考核相結合的多元化考核方式，利于理論聯系實際，有利于學生的學習創新和思考，更督促他們到實際中去發現和改進，去尋找合適自己的項目和課題。

課程考核為：校內項目，企業，綜合實訓三大類。當堂課的考核有：教師考核、小組互評、小組自評；教師考核內容為五項：任務分析情況，實施方案制定，任務完成質量、分工協作精神、故障檢測手段、安全操作規范、小組總結。

和很多專業課一樣，多種教學方法和全面的評價方案，有效保證了教學效果。

3相關課教學

3.1電機與電氣控制的教學。

本課程以發電機為主題，以工作任務為導向，以工廠實用型電氣控制系統設計、安裝、調試與維護情景教學為主線貫穿全課程，用實物進行直觀性教學，使學生感性認識強，理性認識夠。

典型的教學任務有三相異步電動機全壓啟動、三相異步電動機長動控制、三相異步電動機正反轉控制、三相異步電動機延時啟動控制（或三相異步電動機Y-降壓啟動）、機械手控制等。

課程特色是學生充分利用所學知識、網絡資源、閑瑕時間作為期三個月的“繼電控制課程設計”。任務書要求能夠根據功能要求選擇個元器件的類型及其型號；了解個元器件的工作原理和使用方法；把各元器件連接起來實現本課程設計的要求。設計內容和要求：兩臺電動機都存在重載啟動的可能，任何一級傳送帶停止工作時，其他傳送帶都必須停止工作，控制線路有必要的保護環節，有故障報警裝置。課程設計書要有課題介紹、題目、摘要、總體方案設計、設計目的、控制要求、設計要求、 硬件選型、主電路原理圖的設計、 控制電路原理圖的設計、重載保護電路設計、欠壓保護電路設計、總結。

3.2PLC教學。

PLC是可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）的簡稱，早期是一種開關邏輯控制裝置，隨著計算機技術和通信技術的發展，其控制核心采用微處理器，功能有了極大擴展，除了最廣泛的取代傳統的繼電器-接觸器控制的開關量邏輯控制外，還有過程控制，數據處理，通信聯網與顯示打印，PLC接口采用光電隔離，實現了PLC的內部電路與外部電路的電氣隔離，減小了電磁干擾。

PLC有5種編程語言：

（1）順序功能圖（SFC）。

順序功能圖常用來編制順序控制類程序，包含步、動作、轉換三個要素。順序功能編程法是將一個復雜的控制過程分解為小的工作狀態，這些狀態按順序連接組合成整體的控制程序。

（2）梯形圖（LD）。

梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是在常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變而來的，形象、直觀、實用，電氣技術人員容易接受，要求用帶CRT屏幕顯示的圖形編程器才能輸入圖形符號，是目前用得最多的一種PLC編程語言。

（3）功能塊圖（FBD）。

功能圖編程語言是用邏輯功能符號組成的功能塊來表達命令的圖形語言，與數字電路中的邏輯圖一樣，極易表現條件與結果之間的邏輯功能。

（4）指令表（IL）。

采用經濟便攜的編程器將程序輸入到可編程控制器就用指令表，使用的指令語句類似微機中的匯編語言。指令表程序較難閱讀，其中的邏輯關系很難一眼看出，所以在設計時一般使用梯形圖語言。如果使用手持式編程器，必須將梯形圖轉換成指令表后再寫入PLC，在用戶程序存儲器中，指令按步序號順序排列。

（5）結構文本（ST）是文字語言。

編程語言的學習是PLC教學的一項重要內容，中間加以不同的應用實例：順序控制電路、常閉觸點輸入信號的處理，使用多個定時器接力定時的時序控制電路、三相異步電動機正反轉控制電路、鉆床刀架運動控制系統的設計，LED數碼管顯示設計，還經常根據繼電器電路圖設計梯形圖。

增加的學習情境還常有如下任務：洗手間的沖水清洗控制、進庫物品的統計、競賽搶答器裝置設計、彩燈或噴泉PLC控制；尋找數組最大值并求和運算、電熱水爐溫度控制等。

3.3單片機。

單片微型計算機就是將CPU、RAM、ROM、定時/計數器和多種接口都集成到一塊集成電路芯片上的微型計算機。用于示波器、報警系統、移動電話、彩電等日常方面，在智能儀器儀表、工業控制、家用電器、計算機網絡和通信領域、醫用設備領域、工商，金融，科研、教育，國防航空航天等領域也都有廣泛應用。

數據大都在單片機內部傳送，運行速度快，抗干擾能力強，可靠性高，微型單片化集成了如看門狗、AD/DA等更多的其它資源。教學內容以80C51為核心講授單片機的的引腳、存儲器組織結構、典型語句，以實例應用為線索：單燈受控閃爍、P1口外接8只LED發光二極管模擬彩燈、單片機做加、減、乘、除運算等項目。各子任務都作硬件電路及工作原理分析、主程序流程圖設計、源程序的編輯、編譯、下載、單片機的I/O接口分配及連接。

教學采用ISP-4單片機實驗開發板，可以完成大量的單片機學習、開發實驗，對學習單片機有極大的幫助。該板采用在線可編程的AT89S51單片機，有程序下載功能，可將編輯、編譯、調試好的單片機代碼下載到AT89S51單片機中。

3.4變頻器技術及應用。

變頻技術讓學生熟練掌握各種電力電子器件的工作原理、主要參數、驅動電路與保護技術；掌握交-直-交變頻器、交-交變頻器、諧振型變頻的工作原理和應用范圍；掌握脈寬調制控制、矢量控制和直接轉矩控制等先進技術；了解變頻器與感應電動機組成變頻調速系統、變頻器與雙饋電機組成調速系統、變頻器與同步電動機組成變頻調速系統，掌握電力電子電機系統的組成、工作原理、控制方法、運行特性等，是強電應用和現代技術推廣的有力體現。

3.5傳感器與自動檢測技術。

傳感器技術代替人的感觀，在各種環境下應用，檢測技術是一套有效的反應體系，包括信息的獲得、測量方法、信號的變換、處理和顯示、誤差的分析以及干擾的抑制、可靠性問題等。因此掌握常用傳感器的工作原理、結構、性能，并能正確選用，了解傳感器的基本概念和自動檢測系統的組成，對常用檢測系統有相應的分析與維護能力。對工業生產過程中主要工藝參數的測量能提出合理的檢測方案，能正確選用傳感器及測量轉換電路組成實用檢測系統的初步能力。

教學過程進行小論文制作，讓學生提高計算機應用水平，使學生從文字處理水平提高到辦公處理水平。對分節、目錄、文獻標識作嚴格要求。題目如數字顯示電子稱、基于霍爾傳感器的轉速表、單片機電子秤研究、光纖測溫儀、煙霧報警器、小車尋跡設計、電熨斗自動恒溫系統、電渦流探傷、電感測厚儀等。

4畢業論文指導分析

畢業論文專業聯系實際，通常小型自動化系統以單片機為主，大型自動化生產線以PLC為主，系統運行動力離不開電機，觀察離不開傳感器，調速可用變頻器，綜合所學，學生的論文涉及廣泛，有效教學可對應從如下方面側重指導。

4.1立意選題。

根據實際和研究方向做好側重和體現，如“觸摸屏控制的堿液配置系統”和“兩種液體混合裝置的PLC控制系統”的系統性和方向性，“車庫自動門的PLC自動控制”和“測速雷達信號處理系統”的檢測指標要求等。

4.2材料整合。

在任務要求明確的基礎上，首先確定相關技術指標，對應查找并列出論文結構，一份畢業論文至少含有三到五門課的內容，對應于研究方向進行相應編排和取舍。

4.3技術處理。

所搜集圖片的背景往往有水印，要去掉，圖片按要求進行不同方向的剪切。圖表里的文字應是五號或小五，注意表格標題要單獨標出等等格式要求。流程圖、梯形圖的設計與表現。

多種教學方法和理論聯系實際教出具有學習能力和創新能力的學生，系統的學習與應用創造練就出具有競爭力的學生，專業課的有效教學和畢業論文的順利設計將顯示本專業沉甸甸的含金量。

參考文獻

[1]呂景全.《自動化生產線安裝與調試》，中國鐵道出版社，2010年7月

[2]馬玉春.《電機與電氣控制》，北京交通大學出版社，2011年1月

[3]李建新.《可編程控制器原理及應用》，機械工業出版社，2012年9月

篇4

Abstract: Based on the practice of C++ curriculum reform of electrical specialty in my school, considering from the problems of electrical specialty C++ programs in colleges and the actual needs of graduates of electrical specialty to the C++ course, this paper sums up content and method of C++ teaching reform of college electrical specialty in my school ,learning each other with relevant colleagues.

關鍵詞: 學用并存;交叉融合;面向對象

Key words: studies co-exist with using;cross fusion;object-oriented

中圖分類號:G71 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)29-0245-01

0引言

隨著工業現代化的進展,微機控制技術在自動控制中使用越來越多,其中基于PC總線的工控機系統占了相當大的部分。這些系統多數采用Windows操作系統,采用建立在Windows操作系統上的組態軟件作為控制軟件,因此,微機控制技術的發展對專科電類專業的程序設計語言的教學提出了更高的要求。傳統的轉科電類專業講授Basic語言和C語言,這些語言已經不能滿足對控制用的組態軟件等的設計和維護的任務。C++語言是從C語言發展來的,它繼承了C語言程序設計作為一門高級實用的程序設計語言,因此我校在2000年將C++程序設計語言引入電類專業的教學中,經過多年的學習實踐,探索出了一部分經驗,現總結如下:

1提高專科電類專業C++課程的定位準確性

專科電類專業主要培養獲得電氣工程師基本的訓練,具有較高素質的綜合性應用型高級工程技術人才,畢業生主要在生產一線工作,這就要求學生具有對較先進的計算機控制系統的設計和維護能力。專科電類專業C++課程的教學目標首先應是滿足學生對VC++或VB總結學習,從而能夠滿足其對控制軟件進行設計使用維護的要求。作為VC++或VB的基礎,學生需全面掌握C++語言的基本概念和面向對象的程序設計的思想,因此,C++課程首先應是一門語言基礎課,其次,電類專業的學生多數都學習計算機控制技術和單片機,而單片機的程序設計現在多采用C語言設計,因此學習C++需同時照顧到學生學習單片機程序的要求,所以C++課程同時也是一門專業實踐課。

2提高C++課程教學內容的實用性

C++語言所涉及的概念很多,要全部學習需要很多的課時,對于專科電類專業的學生來說,課時往往都很少,因此,C++課程的教學內容應有所側重,針對學生學習單片機課程的需要,理論聯系實際,從實際應用出發,將C++語言中過程化語言的部分安排1/2以上的課時,其中函數的概念、數組的概念、指針的概念、結構的概念、三種程序的基本結構及流程控制語句應詳細講透。而針對繼續學習VC或VB等程序語言的要求,引用、繼承與函數的概念應是重點講授的內容。

3C++課程教學方法研究

C++課程內容很多,專科學校所安排的課時較少,因此學生學習起來有一定的難度,教師需采取一定的方法來引導學生盡快掌握C++的精髓,實際教學中,我采取了以下方法:

3.1 聯系實際,提高興趣,學用并存單純的語言學習往往比較單調、枯燥,因此學生往往厭學,在課程學習開始階段,我們給學生放一些先進的計算機控制的現場畫面,演示一下組態軟件在計算機控制中的作用,并告訴學生這些軟件是用建立在C++語言基礎上的VC++等語言做成的,使學生看到C++語言的應用前景,從而樹立起明確的學習目標,這樣可以有效的激發學生學習C++語言的學習興趣。

由于C++語言的前半部分是過程性語言部分,本質上是高版本的C,因此在學習的過程中,可以結合單片機的程序設計編一些短小實用的控制程序,并用單片機給學生作一些演示,讓學生體會一下用C語言來設計程序相對于匯編語言的優點,同時用一些實際小問題,讓學生自己編寫程序,解決問題,學用并行,提高學生的興趣和實際動手能力。

3.2 針對電類專業的特點,突出C++語言的控制特點電類專業的學生學習C++語言主要是以控制為目的,因此,在講授C++時應突出其控制特色,C++語言程序的基本結構及流程控制語句、函數、指針、數組、結構的概念作為與單片機的控制有關的概念是C++的重要概念,結合單片機的C語言程序設計,讓學生明白C++程序是函數驅動的,在講述它的概念時,要突出它是面向對象程序設計的基礎,具有在它的基礎上控制用的組態軟件才能夠進行模塊化設計,具有突出控制的特色。

3.3 突出對象,重點培養學生面向對象程序設計的思想現代計算機控制系統所有的組態軟件種類很多,比如國外的IFLX,國內的組態王等,這些軟件各有特色,但其共有的特色是可以自由組態,設計快捷方便,維護簡單。而要實現這些功能,沒有面向對象的程序設計語言的支持是不可能的,而C++語言正是由于引入了面向對象程序設計的思想后,才變得功能強大而使用靈活方便,因此在講授C++程序設計語言時需重點培養學生面向對象程序設計的思想,讓學生在面向對象程序設計的思想指導下來理解和掌握對象的概念,從而能夠更好的理解組態軟件的設計基礎,有利于自己對組態軟件的應用和維護。

3.4 從工程實際應用出發,加強課程之間的交叉融合C++課程理論性較強,因此從解決實際問題出發,將 C++語言程序設計和單片機應用與開發,以及拖動控制系統課程的部分內容進行有機整合,通過課程之間的交叉滲透,以及對實際調速問題的解決,提高學生的語言程序設計的應用能力。我校將C++語言程序課程設計、單片機應用課程設計,以及拖動控制系統課程設計結合一起,用C++語言程序設計,實現了對步進電機、交直流電機調速的微機控制。既提高了學生對課程的理解,又提高了他們的實踐動手能力,效果突出,受到學生的好評。

篇5

關鍵詞：風電人才；實習基地；實踐教學

中圖分類號：G646 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）03-0032-03

根據風力發電快速發展的人才需要，由教育部批準，2006年華北電力大學率先開設了風能與動力工程專業。經過8年的辦學實踐，形成了自己的專業特色，培養了一批風電行業急需的高級技術人才。2012年可再生能源再度成為全球發展的熱點，教育部將可再生能源的太陽能、風能和生物能的相關專業，合并為新能源科學與工程專業。2013年，我校對風能與動力工程（風電方向）專業人才培養方案進行了修訂。具體表現在：強化專業基礎，整合課程設置，更新課程內容，優化知識結構，加強實踐環節。新方案的專業課程縮短了課堂學時數，強化了實踐性的實驗課，學生需要進行大量的實習實踐活動，就目前校內校外僅有的實習資源的實踐教學，還不能滿足鍛煉學生動手能力和實踐教學的需要，應當建立校內校外相結合的實習基地，以滿足人才培養和實踐教學活動的需要。

一、實踐教學的現狀

根據風電專業國際化人才的培養要求，考慮風電多學科的交叉性和風電人才的迫切性，修訂后的新能源科學與工程（風電方向）專業為機、電和熱動基礎課為主的課程體系，強化空氣動力學、風電機組設計與制造、風電場設計和風電機組監測與控制等專業課相結合的實踐教學。實踐教學體系包括課程實驗、課程設計、認識實習、畢業實習、畢業設計。其現狀如下。

1.課程實驗。對于計算機基礎、工程制圖與CAD、大學物理實驗、電路分析、電子技術、電機學、自動控制原理等電類課程的實驗，借助已有的電氣、自動化和能動學院的實驗室完成教學。但是具有專業特色的實驗課和動手實驗需要新建，以滿足以上骨干專業課教學實驗和實踐教學的要求。

2.課程設計。風力機空氣動力學的2周課程設計在風洞實驗室，采用專業設備進行葉片設計和制作；風電機組設計與制造的2周課程設計，采用GL-blade軟件進行載荷計算與設計分析；風力發電場的2周課程設計采用Wasp、Windsim軟件進行風電場設計。特別是風力發電機組監測與控制的2周課程設計，經過幾年的實踐我們研發了20臺風電機組控制運行仿真實驗儀并要求學生以小組為單位，在實驗儀上自主創新，完成學生想要進行的風力發電運行控制設計，得到了較好的實踐教學效果。

3.認識實習和畢業實習。認識實習安排在第4學期，以現場參觀教學和現場多媒體講授為主的模式進行，要求學生在發電場和風力發電機組的運行現場對專業相關的知識進行認識和理解，使學生能夠深入把握專業學習目的，并培養其學習研究的興趣和動力。畢業實習安排在第8學期，主要是相結合學生就業單位和今后從事的研究方向，進行為期4周的校外實習基地生產實習；對于不能馬上就業的學生，要求與畢業設計研究課題相結合，畢業實習統一安排到相關的實習風電機組總裝廠或風力發電場。

二、通常情況下學生實習存在的問題

通常情況下由于實踐教學內容無法為企業創造直接的經濟效益，對于學生實習環節，企業缺乏積極性和主動性。目前實習內容還偏少，教學配置的軟硬件投入還不足，學生實習管理機制、運行模式還有待改善。問題主要集中在以下幾個方面。

1.多數企業不歡迎與本單位人員招聘無關的實習。即使學校與企業達成實習協議，為方便管理，企業通常不允許學生上崗鍛煉。個別企業和學生達成用人/就業意向，學生可直接進入企業相關崗位實習，但由于達成意向的數量有限，無法滿足學生實習崗位的數量需求。

2.集中式實習多流于形式。高校實習實踐多采用統一安排、集中進行的方式，該方式雖然利于學生的教學管理，但實習效果不佳。在實習過程中，學生上崗鍛煉機會少，實習紀律難以保證。大多實習內容只能局限于形式，最多是走完流程了事。

3.分散式實習難以管理。分散地把學生派到對口的用人企業單位去實習，對就業和學生參與社會實踐很有益處，例如湖南工業大學的實習基地建設的做法[3]。但這種方式，學生分布分散，教學管理、效果評價比較困難。分散式實習可以有效增加實習深度和系統性，但必須建立完善的實習制度，形成和企業聯合培養人才的長效機制。建立校外人才實習基地，完善校外人才培養基地的管理制度，是提高實習深度和實習效果的重要方面，對于實踐型、多元化風電人才培養具有重要意義。

三、提高學生實踐能力的實習基地建設構想

1.樹立“能力教育”理念，深化“實踐能力”培養。目前，世界高等教育人才培養理念已逐步由以往的“學歷本位”轉向“能力本位”。在此觀念和思潮的影響下，“能力教育”已經成為世界各國高等教育改革的趨勢[2]。風力發電屬于高速發展的可再生能源領域，在我國能源戰略上具有重要地位。培養和風力發電產業相適應的實踐型人才是促進行業發展，維持行業運行的必要條件。在人才培養中，必須緊扣專業特點，突出學生實踐能力，注重多學科之間的相互融合。在課程設置上，合理分布通識課程、學科基礎課程、專業課程和實踐課程比重，減少理論課和必修課的課內學時，適當增加實驗課、選修課，強化課外行業專家指導。加強多學科之間的相互滲透和融合，整合創新課程體系，挖掘和共享課程資源，充分滿足學生能力和個性發展的需要，切實提高學生的實踐能力，將能力教學理念落實到實踐教學的工作中。

2.優化實踐教學方法。優化學生實踐能力的教學方法要從影視圖像的被動“灌輸式”教學，變為自我動手設計的“啟發式”教學，讓學生在教師的啟發和引導下，通過在實習基地建設的實驗裝置上，主動思考、大膽試驗、積極探究，使學生在設計和試驗中，主動學習理論知識，不斷提高其分析問題與解決問題的能力。通過師生互動，激發學生的學習熱情和挑戰精神。要積極推廣案例教學法，強化學生的主體意識，使他們在特定的事件情境中學會分析問題和解決問題。

3.風電人才培養實習基地構建模式。為了滿足風力發電人才培養的實踐教學要求，我校實習基地建設如圖1所示。

通過校內已有實驗室和設備資源共享，逐漸豐富校內實習實踐的基地建設，完成學生的通用實踐技能培養；與此同時，建立穩定的校企合作機制、加大投入、強化管理、主動改善合作環境上創新和超越，才能實現風電人才培養的實踐教學和實習基地建設模式創新發展。

4.風電人才培養的實習基地運行方式。在學校實習和實驗設備配置經費嚴重不足的情況下，應盡量整合校內已有的資源；進一步完善實驗室和校內外實習基地建設。首先要重視校內實驗室建設，有針對性地為學生設計實驗環境和儀器裝備。若條件允許，還可以和其他企事業單位聯合建設實驗室或者采取借、租、賃等方式加強和完善實驗室建設。在我校風能研究中心的風洞實驗室、運行控制實驗室和拆裝試驗室建設過程中，租借了企業部分設備，通過與企業聯合共建使實驗室進一步完善。其次，還要建設一支結構合理、熟練掌握現代實驗技術并能對實驗室進行科學管理的高水平的實驗隊伍。再次，要根據不同專業特點，積極建立校內實習基地。如小型風電機組組裝廠、多能發電微網試驗平臺、葉片制造試驗平臺以及風電場模擬教學等。學生在教師的指導下，通過簡單實驗和設計開發，可有效提高學生對專業理論的理解，提高學生的實踐能力。最后，要與不同性質企業簽訂校外實習基地共建合同。根據培養目標、就業方向、專業和學科特點，有目的、有計劃、有步驟地拓展校外實習基地建設，創建一個滿足新能源科學與工程（風電方向）實踐教學的實習基地新模式。

5.實施實踐教學的考評機制。要發揮考核評估的導向激勵功能，調動教師和學生參與實踐教學的積極性和主動性，提高實踐教學質量。首先，要建立和完善實踐教學考核評價體系。對每個學生制定具體的實踐教學考核評價框架，包括實踐教學內容、實踐教學方法、實踐教學手段、實踐教學態度和實踐教學效果等五個方面[5]，并分項賦分。這樣就能促使學生重視實踐教學環節，從而保證實踐教學質量，提高學生的實踐能力。其次，要加強對實踐教學的考核評估。我校對實踐教學的考核評估主要有兩個渠道。一是對教師的考核評估。根據制定的實踐教學考核評價體系，通過校（院）、系和學生的“三級考評”制度進行嚴格考核。二是對學生的實踐技能進行考核。按照有關實踐教學質量要求和考核標準，可以采取一般考試、重點考試和答辯過關方法的“三級考試”來檢驗學生的實踐能力。

四、實習基地的實踐教學成果總結

幾年來，學校通過加強實習基地建設，提高了教學質量，學生實踐創新能力穩步提高，在全國大學生各學科競賽中不斷取得好成績：在美國海因萊因基金會和中國宇航學會共同舉辦的太空探索類的專業競賽中，獲國家級一等獎1項；獲“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽世博專項競賽一等獎1項；獲全國節能減排社會實踐與科技競賽二等獎1項、三等獎1項；獲全國大學生數學建模競賽二等獎2項；獲全美大學生數學建模競賽二等獎2項、三等獎1項；獲全國大學生電工建模三等獎1項；獲“挑戰杯”首都大學生課外學術科技作品競賽二等獎2項、三等獎3項；獲“挑戰杯”首都大學生創業計劃競賽三等獎1項（共計國家級一等獎2項、二等獎5項、三等獎3項；省部級二等獎2項、三等獎4項）。通過實踐教學和實習基地建設，提高了學生的實踐創新能力，拓寬了就業渠道，提高了學生就業率。校內外實習基地建設，拓寬了學生的實踐渠道，使學生了解了實際生產及工作的管理方式等，鍛煉了學生的實際操作能力，培養了學生的創新意識、創新能力，2010―2014年畢業生就業率達98.5%，位居全國高校前列。

五、結束語

盡管我校新能源科學與工程專業取得了較好的實踐教學成果，但是我們必須面對現實，深入分析實習基地建設與實踐教學管理中存在的問題，并以創新的理念、創新的思路、創新的舉措建設多種模式的校內外實習基地。在實踐教學中，要采取各種有力措施，確保學生實踐課程的內容、時間和質量，推進教育教學、科技創新和社會實踐的緊密結合，促進實踐教學的發展，提高風電人才培養質量。

參考文獻：

[1]楊鎮光：高等院校校外實習基地建設探討[J].實驗室研究與探，2011，30（8）：366-368.

[2]周愛國.大學生實踐能力培養存在的問題及對策[J].教育探索，2009，（1）：74-75.

[3]湖南工業大學東莞實習基地簡介[J].價格理論與實踐，2011，（01）.

篇6

微型課程又稱為短期課程或課程組件，是在學科范圍內由一系列半獨立的單元組成的一種課程形式.它既能適應不同學生的興趣和需要，又可以及時反映社會和科技的發展；既有主題又能體現學科課程的特點.從20世紀80年代開始，微型課程就成了世界各國課程開發的一種新趨勢.微型課程有著自己鮮明的特點：“短”――課程持續時間比較短，少則1-2課時，多則5-6課時，不影響學科課程的學習；“少”――教學目標少，突出一個中心內容或專門主題，容量少，學生容易學習和接受；“活”――課程內容活，可以根據學校條件和學生興趣來安排教學內容，課程之間的知識聯系相對松散.同時課時安排也比較靈活，可根據學校具體情況進行調整，充分利用相對零散的時間.微型課程的這些特點與綜合實踐課的特點非常吻合.

二、《家庭環保充電站》微型課程開發過程

1.確定課程方向

課程方向的確定主要從以下幾個方面進行考慮.

（1）與學生實情相符合.主要包括學生知識結構、興趣以及相對應的動手能力等.所設置的主題要在學生能接受的范圍，但要符合最近發展區原理，使學生跳一跳才能夠到.

（2）與學科教學相聯系.這樣可以加深學生對所學知識的理解，提高學科課程的學習熱情，但要避免完全學科化.

（3）與社會發展相吻合.比如體現綠色環保、可持續等理念，增強課程的時代性.

依據上述三個方面，筆者通過對學生的調查，以及對學生所學知識結構了解，選擇了制作手搖發電機，給超級電容充電，組成環保電池供家庭使用這樣一個項目.因為，這個項目中幾乎所有的原理和元器件知識，都是學生學習過.但是，存在著知識分散的問題，同時學生對這些知識的認知也只停留在表面.因此，通過這個項目的完成，會很好的將知識加以串聯，能夠讓學生體會到知識的實際應用價值.

至此，課程的大方向已經確定，但就其課程的容量上還略顯偏大，考慮到課時的原因，以及各部分知識之間的相互關系，筆者將其它分成了幾個相對獨立的子項目，其結構如下.

2.確定課程教學目標

課程教學目標分為總目標和子項目教學目標，具體如下.

（1）課程總教學目標.通過該課程的學習，培養學生基本的科學探究能力和環境保護意識，培養學生的信息收集能力、動手能力、團隊協作能力、總結和展示能力、融入信息社會的態度和能力.

（2）子項目教學目標.“手搖發電機制作”項目教學目標是了解干電池造成的污染，學習制作簡易發電機，培養信息收集能力、動手能力、團隊協作能力，宣傳環保.“整流電路制作”項目教學目標是制作整流電路，了解交流電轉換成直流電的簡單方法，學極管、電容的電學特性，增強學生的動手能力，培養他們的合作精神和交流表達能力.“電能的儲存”項目教學目標是了解電能儲存的方式及各種儲能元件，學習超級電容的電學特性， 完成成品組裝并展示，培養總結和展示的能力.

3.課程實施

課程具體的實施，可以根據學校的課時安排進行靈活處理.筆者進行了兩種嘗試，具體如下.

方式一總課時在4個以上，則可以考慮學習整個課程.課程共分為4個課時，采用小組協作學習的方式授課，課程的三個部分同時進行，利用小組成員間的交流，達到知識共享的目的.每個小組4名成員.第1課時，成員A收集有關廢舊電池造成的污染及國際上處理廢舊電池的方法，并記錄在表格中.成員B查找交流發電機的原理及收集自制簡易交流發電機的模型，記錄在表格中，以便與同組成員協商后設計合適的結構.成員C檢索交流電轉變成直流電的方法及電路結構，記錄在表格中.成員D檢索儲存電能的方法及所用元器件及價格，記錄在表格中.信息檢索完成后，小組成員討論確定自制發電機的結構、設計整流電路以及存儲電能的元器件，力求做到簡單、高性價比，更提倡廢物利用.最后提交指導老師審核，以確定方案的可行性.并在課余準備好所需材料，有困難的可以請老師、家長幫助.第2課時，根據上一課時的方案，合作完成手搖發電機及整流電路制作，并嘗試點亮小燈泡，如果未能點亮，分析可能的原因并解決.第3課時，根據上一課時制作的模型，設計一個產品外觀，討論該裝置在生活中的拓展應用.第4課時，各小組制作展板，展示自己的成果，倡導合理使用電池，宣傳環保理念.下面是用圖表的方式來表示整個課程的流程設計：

方式二課時只有1～2個，可以考慮學習其中一個內容.筆者選擇了第一部分，主要考慮以后如果還有課時，可以繼續學習其他部分，組合后依然可以完整地學習到整個課程，學生也能得到一個完整的作品.由于教學內容相對較少，可以每個學生單獨完成.教學過程如下.第一課時，學生收集干電池使用情況及造成的污染，并交流.檢索交流發電機資料，設計手搖發電機結構及所需材料，提交設計報告并交流.利用課時之間的間隔期，讓學生準備所需材料，如果實在無法得到可以請老師幫助；第二課時，完成發電機制作，并點亮發光二極管.交流制作中遇到的問題及解決方案.

三、實踐結論

1.微型課程開闊了物理研究性學習策略的拓展思路

目前很多學校的研究性學習主要是課題研究的方式，而且幾年來，學生研究的課題似乎沒什么大的拓展，很多時候都流于形式，項目設計的實踐活動類型沒有受到重視.其實項目設計形式的微型課程，其最終的產物往往是可以使用的產品，看得見摸得到，學生的成就感會更加強烈.

2.微型課程滿足了物理研究性學習的彈性管理要求

通過觀察發現，由于綜合實踐課沒有固定的時間，每個學期課時安排也不同，中間間隔期往往很長，而課題研究形式的綜合實踐課往往要延續很長的時間，造成學生資料保管上的困難，往往臨時抱佛腳，拼湊一些材料交差.而項目制作形式的微型課程，克服了綜合實踐課課時少，時間間隔長的弊端，真正發揮了綜合實踐課的作用.

篇7

基金項目：本文系2012年東北電力大學教學改革研究項目（項目編號：20120010）、吉林省教育科學“十二五”規劃課題（課題編號：GH13201）的研究成果之一。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）15-0036-02

“卓越工程師教育培養計劃”的主要目標是培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的各類型高素質工程技術人才，即卓越工程師后備人才（簡稱“卓越工程師”）。[1]在西方的發達國家，政府高等教育改革的方向是將學生置于教育教學系統的核心，隨之而來的在世界一流大學里的人才培養模式改革也將培養卓越工程技術人才視為重點。卓越工程師的培養不但需要重新構建課程體系和教學內容，制訂切實可行的培養方案，還要注重教學組織形式和教學方法的研究和改革用以保證卓越工程師培養目標的實現。東北電力大學能源與動力工程專業卓越工程師培養就是在此基礎上開展的，制訂了相應的培養計劃。但對于具體的教學組織形式和教學方法的改革、研究和設計的探討，更有助于“卓越工程師教育培養計劃”的實專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net施。如何充分利用本專業現有的教學資源，改變教學手段，充分調動學生主動學習的積極性，是保證參與“卓越計劃”的學生日后具備較強的工程能力和創新意識的關鍵。這就要求在培養的過程中，將學生置為中心，將學生掌握知識和應用知識的能力置為出發點，將綜合素質提高和創新能力培養置為指導思想，按照行業的需求來改革教學組織形式和教學方式，以適應卓越工程師的培養。

研究性學習作為一種教學組織形式和教學方式，符合工程能力培養的規律和綜合素質形成的邏輯。[2]它適合用于“卓越計劃”人才的培養，可以幫助參與“卓越計劃”的高校實現卓越工程師培養的目標和達到卓越工程師培養的標準。所以，在卓越工程師培養中開展研究性學習是非常必要的，而研究如何在卓越工程師培養中開展研究性學習就成了首要解決的問題。

一、研究性課程設計

課程設計是專業課學習過程中的一個非常重要的實踐性環節，是教學環節的重要組成部分。課程設計注重培養學生應用基本理論解決工程實際問題，提高學生綜合應用所學專業知識的能力，在能源與動力工程專業方向的教學計劃中占有重要的地位和作用。通常在課程設計前，指導教師會根據課程內容擬定一個設計題目，將設計過程中指定的條件和所需要數據交給學生，然后講解一些主要的相關知識點，在指導教師的指導下由學生來完成。有的課程所選用的課程設計指導教材上有整個計算過程的圖和表格，學生只是改變一下計算條件，用手算的形式就能完成。這樣，在課程設計的過程中學生就不會動腦思考“為什么要這樣計算”，“可不可以不這樣計算”，也就達不到培養學生應用課程的基本理論知識解決實際問題的能力，也就更談不上創新。此外，計算機以及各種語言、算法已經應用到了各個領域，不能借助計算機來解決工程實際問題的工程技術人員是不能適應社會發展的。而卓越工程師的培養更加注重學以致用，尤其是實踐能力的培養。所以，傳統的課程設計的指導方式已不再適用，對課程設計進行研究和改革有助于卓越工程師的培養。

研究性課程設計的主要目的是培養學生將所學專業知識融入到實際工程應用中，所培養的學生不僅有扎實的專業知識，而且有較高水平的分析問題和解決問題的能力，并能利用計算機去解決實際問題。通過研究性課程設計，不但能使學生很直觀地掌握課堂上所學的專業基礎知識，還能體會到計算機與專業課知識相結合所帶來的成就感，從而在激發學習興趣的同時提高了分析和解決實際工程問題的能力。并且，借助于學生的主動性，還可培養學生的科研創新能力和實踐創新能力。基于項目的參與式學習是研究性學習的一種方式，[2]學生通過參與工程項目或工業產品的設計、開發、研究的過程，鍛煉應用所學知識解決實際問題的能力，它為研究性課程設計的開展奠定了良好的基礎。

二、基于卓越工程師培養的研究性課程設計的過程

為了保證研究性課程設計的實施，達到培養學生解決工程實際問題的能力和創新能力的目的，除了將學生置為中心，指導教師改變角色外，還需要注意以下幾個方面：

1.結合工程實際選題

指導教師應通過對電力生產中出現事故或故障的調查，編制課程設計的題目，以豐富專業主干課程的課程設計內容，實現課程設計題目的多樣化和實際化，達到理論與實際相結合的目的。并且，盡量使課程設計的題專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net目針對大容量發電機組經常出現的問題而設置，以進一步提高學生解決實際問題的能力，并促進對所學課程內容的深入理解，達到培養具有科研創新能力和實踐創新能力的高素質人才的目的。

比如“汽輪機原理”的課程設計，所選的題目就是綜合利用學過的基礎知識分析與解決某電廠汽輪機組實際發生的問題，即“在汽輪機通流部分缺省情況下（拆除其中一級）機組最大允許負荷確定及經濟性和安全性核算”。這個設計中涉及到回熱系統的熱力計算、強度校核和汽輪機變工況下的經濟性。這樣，學生在完成設計之后，不但掌握了整臺機組的經濟指標計算和安全性核算，還掌握了汽輪機的變工況和回熱系統變工況的理論知識和應用。

2.豐富課程設計的內容

課程設計的教學目的是培養學生運用所學的原理和技術知識解決實際問題，同時訓練學生使用計算機和查閱資料的能力，使學生在課程設計的過程中鞏固所學的理論知識，培養利用這些知識解決實際問題的能力，逐步樹立正確的設計觀念。在課程設計過程中，應將學生置為主體，指導教師起引導作用，充分發揮研究性學習的作用。“設計”本身就是一個創新的過程，應盡量發揮學生的自主創新能力。指導 教師應該將課程設計的內容制訂得比較寬泛，學生可以根據自己的能力和興趣選擇已知條件，真正達到“設計”的意義。一般情況下，參加課程設計的同學應該是一個年級，班數不等，人數較多，為了達到課程設計的預期效果可以分組進行，每組的設計內容有所變化。如“汽輪機原理”課程設計“在汽輪機通流部分缺省情況下機組最大允許負荷確定及經濟性和安全性核算”，在保證學生所運用的基本原理和訓練目的相同的情況下拆除不同的級，可使每位學生的計算內容都不相同，給學生留一個探索的空間，不但鞏固了所學的理論知識，還增強了利用這些知識解決實際問題的能力，同時也培養了學生查找資料和歸納總結的能力。

3.加強計算機在課程設計中的應用

隨著專業課教學與計算機應用的結合，課程設計要加強計算機的應用，包括程序設計、繪圖和界面設計，以訓練學生高效率解決工程實際問題的能力。在課程設計的過程中，要求學生編程計算和手算相結合，這樣既應用了計算機知識，又能更好地理解算法的基本原理。課程設計的最后，要求用工程繪圖軟件繪制熱力系統圖及其原理圖，便于學生在繪圖的過程中了解整個系統及工作原理。如在“汽輪機原理”課程設計中，通過繪制機組全面性熱力系統，使學生對整個熱力發電廠的生產過程及各個主輔設備之間的聯系有了比較清晰的了解和認識，基本上樹立了正確的工程觀念，增強了學生的實踐能力。另外，計算機的應用與課程設計的結合，也加強了學生的計算機使用能力，為其今后從事各種工作奠定了有力的基礎。

4.制訂嚴格的成績考核標準

課程設計的成績考核可以由兩部分組成：檢查設計說明書和學生獨立答辯。第一部分是課程設計說明書的質量，它反映著學生的邏輯思維能力和條理明晰的書面表達能力。通常，課程設計說明書都有統一的書寫規范專業提供論文寫作和寫作論文的服務，歡迎光臨dylw.net，既美觀又便于查閱有關數據。說明書要闡述計算過程中的主要依據和基本計算公式；文字要簡練，字跡要工整，逐頁編號；圖表要列名，并按照先后次序統一編號；所附圖紙應正確、清晰。在考核時，重點檢查計算結果合理性、設計過程說明條理清楚性、內容充實性和插圖清晰美觀性。第二部分是考查學生對課程所學基礎理論知識的掌握、應用和創新。通過答辯的形式，根據課程設計內容和過程中涉及到的基礎理論，提出不同的問題，根據學生的具體情況來考核，不但能考查學生分析和解決問題的能力，還能考查到學生的創新之處。同時也能鍛煉學生的語言表達能力、交流能力和臨場應變能力。最后，教師根據課程設計說明書和所提出的問題的回答情況給出課程設計的考核成績。

課程設計完成后，每名同學的課程設計說明書和答辯記錄裝在統一設計的檔案袋中分班級保存。

三、結論

在卓越工程師培養中開展研究性課程設計是切實可行的。為了保證卓越工程師培養目標的實現，研究性課程設計的選題至關重要，既要和工程實際相結合，又要保證在設計過程中鍛煉學生的綜合素質和創新精神。指導教師要將學生置為主體，轉變教育思路，充分調動學生的主觀能動性，才能保證研究性課程設計的實施。研究性學習為培養具有科研創新能力和實踐創新能力的高素質人才提供了新思路，也可以在各類課堂教學中進行實施。

參考文獻：

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【關鍵詞】汽車發動機電控系統；教學創新；理實一體化教學；職業技能

1.前言

汽車最重要的組成部分之一就是汽車發動機，它相當于汽車的心臟部分，隨著電控系統與發動機技術的全面發展，所有的汽車制造廠商對發動機新技術投入全部研發精力，促進了電控系統飛速的發展。2001年我國就要求所有汽車生產必須全部進行電噴系統的安裝，所以，電噴系統的維修技能提升是所有維修人員的技能必備。在我國，所有的汽車維修人員都是從高職高專職業院校培訓出來的，為了滿足社會對于汽修人才的需求，高職高專職業院校應當緊跟社會要求與企業要求，開設滿足需求的所有課程。其中，在汽車類專業課程中最為核心的課程就是汽車發動機電控系統，它不僅是一門在汽車傳感器、發動機構造以及電工電子基礎上建立的基礎課程，還是一門講述工作原理和電控系統組成的課程，為此，就需要高職高專職業院校對學生進行排除能力、儀器檢測能力、分析能力、電控系統故障診斷能力、實踐能力、職業道德能力等綜合能力的培養。

課程教學的好與壞直接導致技能人員的好與壞，如果課程設計的內容脫離實踐、方法輕實踐重理論，會直接影響培養目標的專業化，所以，課程教學的設計直接關系到目標實現。在進行課程設計時應當始終在培養學生附近圍繞，以職業關鍵能力為目標來進行，文章通過社會能力、專業能力以及方法能力的培訓進行分析。

2.汽車發動機電控系統課程概述

汽車發動機電控系統課程主要有構成課程體系設計、教學目標以及課程定位、培養關鍵能力。目前所有的課程開發都是通過實現工程來進行的過程向導，比如，工作過程所對應的整合、歸納以及抽象學習領域、學習領域所對應的教學過程設計和學習情境、汽車應用類對應職業工作順序。通過對一些汽車營銷企業、汽車故障診斷崗位、汽車維修崗位、汽車專項技術服務崗位、汽車維修崗位以及汽車維護崗位等進行分析，從而確定了六種屬于汽車機電維修領域的崗位，主要有整車性能檢測的診斷、電氣系統在汽車車身的檢修、診斷與檢修汽車底盤、診斷與檢修汽車發動機、汽車維護以及診斷與檢修汽車電器系統。我國高職高專職業院校的學習課程是根據職業資格在汽車修理中的技能要求，進行專業學習領域、專業學習情境和行動現實化、具體化的課程體系。

汽車發動機電控系統是一門面向汽車電子技術、汽車檢測、汽車運用和汽車維修等具有綜合技能的專業平臺課程，它始終圍繞著培養社會能力、方法能力以及專業能力的關鍵職業能力而設計。課程的教學目標主要是對學生進行電控發電機組中出現常見故障排除的培養、電控發電機組中出現常見故障診斷的培養、檢測設備熟練使用的培養、維修工具熟練使用的培養、技術資料相關英文和中文查找的培養、數據分析技能能力的培養、方法能力的培養、社會能力的培養、學習能力的培養。培養關鍵能力是通過高技能人才、課程教學、汽車維修來進行設計的，并且，理實一體化的設計教學、學習情境的工作過程化設計都是一種對專業能力進行強化的培養手段，任務教學法、項目教學法是一種對具體問題能力、方法能力進行強調解決的培養手段，具體任務工作分工完成、具體任務工作小組討論合作是一種對學生團結問題、協作問題、社會能力進行解決的培養手段。

3.課程設計過程

3.1 課程設計思路

高職高專職業院校的基本教育特點為，從學生體系轉化為工作體系，而學習過程就成為一種學習和工作的過程一體化，并根據工作任務來進行具體工作、工作要求、工作對象以及工作內容，所以，現行的高職高專職業院校課程普遍呈現開放性、職業性和實踐性。通過汽修廠要求的工程過程可以知道，要想教學內容實現有形化和具體化就必須采取教學所對應的情境，并以理實一體化來進行實訓室教學，以此表現出課程所具有的實踐性。目前，我國的高職高專職業院校設計課程的重點為對學生進行職業技術能力和職業性的培養，學校利用教學情境的不同來不斷讓學生進行訓練以及學習，以便讓學生獲得需要的實踐技能和理論知識，并在團隊的協作合作中，訓練學生的合作交往能力和與人溝通能力，從而全方位提升學生的社會能力、方法能力和專業能力，使學生所具有的綜合職業能力得到培養。

在教學過程中，高職高專職業院校還需要注重在工作任務的教學過程中，努力按照企業工作過程進行模擬，這樣才能使學生真正獲得職業技能，所以，在進行教學過程中就必須讓學生到企業里面實習頂崗，同時高職高專職業院校還可以去企業聘請技術人員來為學生進行講課，以這種請進來、走出去的方法來把學校學習過程導入企業最真實的工作過程中去，并使兩中過程相融合，從而實現真正意義上的開放性課程。

3.2 課程設計原理

通過多年的崗位需求、培養目標、人才培訓、學校的課題研究以及企業的用工要求，高職高專職業院校目前從改革教學手段、改革教學方法、改革教學內容和改革課程體系來進行從業人人員素質要求培訓、能力要求培訓、知識要求培訓，并從根本上提升學生的終身學習能力和就業應變能力。汽車發動機電控系統課程教學設計的原則有五個，分別是在眾多的課程中要以突出能力作為目標，課程的任務以及項目是課程載體的體現，通過工作過程的完整性來進行實訓過程中能力的設計，切記學生才是高職高專職業院校的行為主題，理實一體化中實踐知識和理論知識相統一的教學課程。

4.汽車發動機電控系統課程教學改革的創新研究

4.1 典型工作任務

通過企業專家、教師共同對企業進行深入調研和以培養汽車專業人才為目標進行的總結職業技能、歸類職業技能、分析職業技能，最后剩下五個發動機電控系統的典型工作任務。這五個典型工作任務每個都是從企業工作任務中產生出來的維修故障和實際需求，并且都具有相對完整的過程，能夠比較好的把技能、知識點融合掌握，并且從簡單到困難來進行循序漸進的設置任務。當高職高專職業院校進行學習單元的教學時，老師則需要對學習單元進行任務工單、教學設計、學生手冊、教學課件、演示錄像和教學錄像的拆分，并且，由教師把整個學習單元按照六步法來進行組織過程的教學設計，設計的內容必須包括組織教學過程、任務名稱、學時、任務目的、實訓設備、實訓場地以及客戶任務描述等。

4.2 高職高專職業院校的競賽模式

高職高專職業院校引入競賽模式，不僅可以展示學校老師的教學改革的重要作用和學校宣傳的辦學成果，還可以展示學校中學生的風采。根據各種技能大賽的數據可以知道，競賽模式既需要參賽選手具備應對自如、心理素質好、配合明確、分工明確、邏輯思維清晰，也需要參賽選手具備儀器正確使用、記錄完整、設備檢測、分析準確、故障點確認。要想課堂教學的內容運用到技能競賽中去，就需要學生自己進行實際操作演練，一般在競賽中的故障點通常是由企業技術維修總監進行的，并且對分工協作、邏輯分析、規范操作以及安全生產都要求比較高，這一點也是現實高職高專職業院校多缺少的一點。

4.3 理實一體化實訓

理實一體化為學校培養了學生的職業綜合能力和為學生打造了作為真實的職業環境，通過現實的工作任務來進行學生的生產性實訓，在進行實訓時，學生和老師都需要注意現在的身份和以前不一樣了，以前是老師教導、指導學生，而現在則是由老師指引，學生自主來進行學習的，并在理實一體化教學過程中引入技術規范標準、工作流程標準、工作責任書以及技術手冊來對學生進行職業素質、職業道德的培養。目前我國的高職高專職業院校采取的的生產性實訓，是通過老師帶領學生在企業汽車維修團隊進行教學模式的展開，讓學生了解到汽車維修包括，預約—接待—車輛診斷—制作工單—車間派工—車輛檢修—質檢驗收—清洗交車—服務跟蹤。此外，高職高專職業院校還可以建立汽車美容設備，讓學生為車輛進行美容，保證培養學生的綜合素質和責任心。

5.結束語

汽車發動機電控系統是一門面向汽車電子技術、汽車檢測、汽車運用和汽車維修等具有綜合技能的專業平臺課程，它始終圍繞著培養社會能力、方法能力以及專業能力的關鍵職業能力而進行設計。高職高專職業院校進行課程設計時，需要遵循在眾多的課程中要以突出能力作為目標，課程的任務以及項目是課程載體的體現，通過工作過程的完整性來進行實訓過程中能力的設計，切記學生才是高職高專職業院校的行為主題，理實一體化中實踐知識和理論知識相統一的教學課程的五個原則進行設計。汽車發動機電控系統課程教學改革的創新研究從典型工作任務、高職高專職業院校的競賽模式以及理實一體化實訓三個方面進行的。

參考文獻

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[5]孫冰寒.《汽車發動機電控技術》網絡課程教學研討[J].學問科教探索，2010（2）：11-12.

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關鍵詞：單片機；一體化；教學模式

具體而言，我們提出的單片機課程一體化開放式教學模式包括以下三個部分的內容。

一、合理編排教學內容和順序

按照如下的順序開展課堂教學：（1）單片機系統結構和片內資源介紹，存儲模式，中斷機制、重要寄存器的功能與操作；（2）單片機開發環境介紹，C語言基礎回顧，C程序的編輯、編譯、下載過程，特別是調試技巧；（3）常用單片機的電路模塊，包括液晶、鍵盤、數碼管、數據采集、存儲電路、串口通信、I2C接口、電機與繼電器控制電路等；（4）在前面所學基礎上，將各個單元模塊進行集成，搭建一個綜合性的單片機系統，該系統整合了前面講解的各單元，是對所學知識的復習和提高，讓學生了解一個中等復雜單片機系統的開發過程。

以上教學內容在編排上應該具有漸進性和層次感，保持學生學習的平滑上升性，以降低學習的難度。

二、貫徹環環相扣、層層推進的一體化教學過程

教學實踐需要符合學生的認識規律。在本課程中，后面與前面的知識具有平行性或者平滑漸進性，不但要讓學生學到新知識，而且還要讓學生學得輕松。我們在教學實施上，遵循由易到難的思路。在教學層次上，從單元到模塊、從模塊到系統；在教學環節上，從仿真到實驗、從設計到制作，逐步增大學習的廣度和深度。在課堂學習中，學生已經掌握了基本的單片機設計與電路板制作知識。課程設計環節則重點培養學生利用單片機解決實際問題的能力，教會學生針對具體應用問題查找與選擇合適芯片，閱讀數據手冊，制定系統軟硬件設計方案及相關算法并最終實現。通過課程設計，學生可以掌握單片機應用開發的一般流程。此后，學生可以根據自己的經歷，針對生活中的焦點問題，自主構想一些合適的解決方案，經與老師協商后可以作為畢業設計的題目。這樣的題目是學生主動提出，而不是被動接受，因此完成畢業設計的積極性很高，畢業設計成果具有一定的創新性和實用性，能夠起到較好的鍛煉能力的作用。

三、構建開放式的教學環境

當前的學習環境相對封閉，僅限于教室、圖書館和實驗室。學生回到寢室面對電腦，首先想到的是瀏覽網頁、聊天和打游戲，利用電腦進行學習的意識薄弱。Proteus可以將實踐活動從課堂、實驗室延伸到學生寢室，拓展學生的學習空間。學生可以在寢室完成單片機的原理圖設計、程序編寫與仿真、電路板布局與布線工作，而把加工、焊接工作帶到實驗室或加工廠完成，提高了實驗室的使用效率，做到了開放型的實驗實訓。

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［關鍵詞］理實一體化研討式教學主線式教學案例示教學演示式教學

［中圖分類號］G426［文獻標識碼］A［文章編號］2095-3437（2014）09-0157-03自動控制技術已廣泛應用于國民經濟的各個領域，并成為探索、研究各種新技術新裝備的工具。自動控制原理是工科院校自動化專業的專業基礎課，也是電氣信息類、能源動力類、機械類等眾多專業的學科基礎課程。該課程是相關專業本科生后續課程和研究生課程的基礎課程，在控制科學與工程學科中占有重要地位。該課程是理論性和工程應用性都很強的技術基礎課，其教學體系結構本身由理論教學和實踐教學兩個平臺構成，但某些學校本課程設置學時較少甚至不設實踐教學，缺少實踐的輔助而進行純理論教學，必然會影響到教學效果。

一、課程簡介

（一）課程內容

該課程主要講授的內容，可以歸納為“四個三大”：三大數學模型：分別是微分方程、傳遞函數、結構圖與信號流圖；三大分析方法：時域分析、根軌跡、頻域分析法；三大性能分析，即分析自動控制系統的“快、穩、準”三個重要特性；（以上可以歸類為本門課程的任務之一就是對于自動控制系統的分析）三大校正方法：即串聯、反饋和復合校正。通過這些反饋裝置的設計使任意一個自動控制系統滿足性能，是本門課程的另一任務：自動控制系統的設計。其中，自動控制系統對應微分方程的列寫、指標計算、根軌跡畫法及其分析、波特圖畫法及奈奎斯特判據等內容就是相對的難點內容。

（二） 學員基礎要求

該課程要求學員具有較好的《高等數學》、《大學物理》、《電路分析基礎》、《電子技術基礎》，特別是《信號與線性系統》等理論基礎，另外對于熱學、力學、機械、電機等也要有所了解和掌握。

（三）教學目標

該課程的教學目標是使學員掌握自動控制系統的基本概念, 具有對自動控制線性系統的分析、設計和校正應用能力，具有分析和處理技術崗位的一般技術問題的能力，具備從事電子裝備維修、裝備計量崗位所必需的裝備自動控制系統的分析能力，為后續的專業課學習以及畢業后工作奠定必要的理論基礎。

（四）課程特點

雖然自動控制理論來源于實踐，但其概念比較抽象，跨學科知識較多，且數學建模能力要求較多，數學含量大且計算復雜，給初學者的學習帶來很大的難度。這樣一門實踐性較強的課程，在沒有實踐環節的情況下，如何通過多媒體和演示提高教學效果，如何通過應用案例加強理論應用能力培養是本門課程教學的難題。

二、教學組織與設計

（一）教學總體設計

由于上述課程特點，對于該課程無論是教學的內容，還是教學的形式，都有更高的要求。教學組織和設計總體本著“理清思路、總結歸納和有效提高”的設計思路，在以理論教學為主的基礎上，結合自動控制裝置和日常生活的實例，著重強調“講做練”的教學方法，即教員課堂講原理和學員課堂講總結相結合的互動教學法；做作業和做課程設計相結合的實踐法；虛擬實驗訓練和現場實習訓練相結合的現場感知法。在教學過程中，采用理實一體化教學模式，即將演示式實踐教學融入正常的理論教學學時中同時進行，不再單獨設置實驗學時的一體化教學模式。這樣，在學習理論的同時又鍛煉了實踐能力，把能力培養落實到具體的教學過程中。

（二）教學方法

結合課程的基本特點以及學生的具體特性，依據課程的教學內容，采用主線式、案例式、研討式、演示式等多種教學方法相結合方式，共同提高教學質量。

1.主線式教學

由于無論對于自動控制系統的分析或是設計，總是按照這樣的一條主線展開的：首先建立自動控制系統的數學模型（微分方程、傳遞函數和頻域特性），然后利用時域分析法、復數域分析法或頻域分析法三種方法分析系統性能（包括動態性能和穩態性能），最后根據系統設計要求所提出的性能指標利用校正裝置對系統的性能進行校正改善。教員將這條主線交代清楚后，學員們在進行具體內容的學習時，就能提前了解當前內容在整個課程中的位置和地位、前后知識之間的聯系；回顧時再按照主線進行回顧。將這樣一條主線貫穿于整個課程當中，可以幫助學員建立起宏觀觀念，也有助于對各個知識點之間的關系進行更好的理解。

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圖1自動控制原理課程的知識主線

2. 案例式教學

對于每一個新知識點的學習，都可以從具體實際案例出發去解釋其由來和實質，且這些案例都可通過生動的圖片、flas和視頻資料的形式增強學生的感性認識，以便加深學生的理解與印象。例如，開環控制系統和閉環控制系統的講授，可以首先介紹兩種控制系統的區別、優缺點等；然后進行“單交叉通流控制”的案例式教學，通過兩個flas演示該控制系統的開環、閉環工作動態過程。當開環控制時，控制信號的綠燈時間預先設定好，按照一定的周期和配時方案進行控制，車流量較多的方向堵塞問題不能得到明顯解決；當閉環控制時，引入反饋，通過埋在地下的感應線圈測量車流量，使控制信號的綠燈時間按照車流量進行配置，交通堵塞的問題得以明顯改善。這樣通過案例就可以使學生容易理解開環控制和閉環控制的區別，以及二者的優缺點。（見圖2）

3.研討式教學

教員通過情境創設，在教員的支持和幫助下，讓學員圍繞設計問題自主分析問題，尋求答案，并進行交流與討論。教員圍繞問題創設情境，提供相關信息，學生圍繞問題展開分析。注重學員自主探究，讓學員通過在自己或小組成員的探究活動中獲得知識。主要從以下幾個方面進行研討設計：①相關交叉學科知識如熱學、力學、機械學、電機等知識查閱研討；②課內問題及軟件仿真、課后作業；③課程設計：比如從開課伊始一直貫穿講解某個控制系統――火炮位置隨動控制或是雷達天線旋轉跟蹤目標自動控制等，讓學員最后進行課程設計，將所學知識運用于對該系統進行分析和校正設計。④參加省級、校級等大學生科技競賽解讀研討，提高學員學習的熱情和積極性。

4. 演示式教學

MATLAB提供了功能強大的工具，具有先進的視覺化功能，是一種完善的科學計算語言。在本課程的教學過程中, 通過形象直觀的MATLAB實例仿真，比如響應曲線顯示或系統設計搭建等，可以達到印象深刻直觀、課程抽象性減弱、關鍵結論牢記等事半功倍的教學效果。傳統的教學設計中，都是采用這種軟件仿真來進行專門的實踐學時教學。如若不含實踐學時，可以通過課內部分的教師演示結合課外學生的仿真作業、課程設計等進行教學，同樣可以達到較好的教學質量。

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圖3自動控制系統MATLAB simulink 建模

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圖4自動控制系統MATLAB響應顯示分析圖

另外還穿插有對比式教學。比如在講解根軌跡分析時，與時域分析法進行對比；講穩定性分析時，將勞斯判據和奈奎斯特判據對比；講頻率特性時，將極坐標圖和對數坐標圖進行對比。這樣通過對比教學，找出它們之間的共性和個性，聯系與區別。

（三）教學手段

教學手段上將先進的教學輔助設備、現代信息技術等應用于教學，如多媒體課件（含生動的圖片、flas和視頻資料）和仿真軟件，改變了黑板板書單一的呈現方式，使課堂教學圖文并茂、聲像具現，生動活潑，增加了信息量，提高了課堂教學效率。同時，可將工作與學習結合，立足未來實際，并將大學生科技競賽作為一種激勵機制引入，吸引學員學習興趣，提高動力。

（四）教學實施步驟

具體實施時可以設計為7步驟：

第一步：告知教學內容、目的；

第二步：引入實際案例；

第三步：通過教師講解訓練學生掌握基本能力；

第四步：通過研討和練習加深學生對基本能力的體會；

第五步：學生自行歸納具體知識和能力；

第六步：教師總結本節內容；

第七步：教師布置作業，作業包括教材上的理論計算題型，課后查閱內容以及軟件仿真作業。如圖5所示。

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圖5 教學實施步驟圖

三、總結

本文結合理工大學氣象海洋學院自動控制原理課程的建設，介紹了在不含實踐學時的自動控制原理教學中的一些設計和體會，即采用理實一體化的教學模式將實踐教學融入理論教學中，節約時效，同時也增強了學生對于理論和實踐能力的雙重鍛煉。

［參考文獻］

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