微型计算机控制技术教学改革探索与实践*

段朝伟，刘 刚

（河南机电高等专科学校自动控制系，河南 新乡 453000）

1 引言

计算机控制技术课程是高职院校自动化专业的一门重要课程，该课程具有很强的实用性。它涉及的相关知识范围很广，如电路基础、自动控制理论、单片机、仪器仪表和许多其他相关专业的科目，其在自动控制体系统中占有重要地位［1］。此外，计算机控制技术这门课内容多、信息量比较大，涵盖了许多当前先进的新技术，对学生专业知识要求非常高。企业也对具备较强的计算机控制技术应用能力的专门人才需求很大［2］。因此，针对这门课我们教研室在教学方法上做了较大改革。这里面最重要的就是把部分理论课时搬到了实验室中去，加强学生实践应用能力。在教改过程中遇到的问题和解决的方法是本文研究的重点。

2 教学中遇到的问题

以往，计算机控制技术课程教学中主要存在以下两个问题:教师教学问题和学生听课效果问题［3］。主要问题如图1所示。

2.1 教师教学中的问题

微型计算机控制技术不但跨学科，而且其应用性、技术性、综合性都很强，要求具备较强的电路基础、模拟电子技术、数字电子技术、自动控制理论、微型计算机原理等专业基础知识。教师要教好这门课程却是非常不容易的，一直以来教师基本都以理论为主，实验课时一般只占总课时的20%左右，而且实验内容过于程式化，教师和学生的互动性效果不理想，学生的主动性得不到发挥。同时，大部分教师也欠缺企业的实际项目开发经验，实验内容已经滞后于当前企业对新技术的需求。所以一学期下来，教师的讲课更多的是在书本中完成的。这样的教学方法和市场应用脱节，教学不能很好地使学生满足企业科研的需求，对学生的就业有很大的不利影响。

2.2 学生学习中的问题

很多学生开始都抱着非常向往、非常感兴趣的态度来学本课程，也了解它是新兴学科、前沿学科，课程重要性和实用性不言而喻，然而在学习的过程中却倍感吃力，以致慢慢丧失了学习的兴趣。这里的原因是课程知识的综合性、实践性较强，学习的难度比较大;课程学习完后，学生感到了迷茫，因为他们不知道如何利用学到的知识来完成一个实际的计算机控制系统，学习的效果常常不尽如人意。

2.3 其他问题

除了以上问题之外，还有诸如上课手段、教材的选择、实验器材的选择、实验内容的安排等因素。这些也会在一定程度上影响学生的接受效果。

图1 教改前存在的问题

3 解决方法

如何解决上述几个问题是计算机控制教学改革的关键。教师应对计算机控制技术教材的内容体系作出变革，即重应用、轻理论、重实践。计算机一般用PC或者单片机，开发语言采用C语言和面向对象语言如VB、C++等;在讲授上软硬件结合，以实践应用为主。然后针对学生现阶段所学的课程对学生的实验内容进行合理编排。具体解决方法如图2所示。

图2 问题解决方法

3.1 提高教师实践教学水平

教师自身水平的提高是提高教学质量的根本保证。教师要具有创新能力和创新精神，要具有广博的专业知识。不仅需要深入掌握计算机控制技术的基本内容，还要关注当前计算机控制的发展方向和最新研究成果，从而不断更新专业知识，扩大知识面，进而提高教学水平［4，5］。最重要的是，教研室不断完善教学队伍，从企业里边外聘了一些具有丰富实践经验的高级工程师来授课和编排实验，搭建当前流行的实验平台。利用具有丰富教学经验的老教师和一批具有实战经验的企业工程科技人员来带领年轻教师一起把课改项目做好，校企联合。从而提高了教师的专业素养，完善了计算机控制技术课程教师队伍，团结协作、不断努力把学生的实践能力培养起来［6，7］。

3.2 增强学生的动手能力

计算机控制技术教改过程中，教研室加强了实验室建设，在原有的实验内容的基础上，联合企业的科研人员一起开发了数个独立的实验模块及课程设计，这样做的目的就在于通过实验教学，使学生学到应用计算机控制的设计方法去解决实际问题［8］。独立实验模块与原来的印证性实验的最大不同特点是:课改后的实验仅仅提出目标与要求，不提供标准的实验步骤、实验所用电路图，从而使学生根据自己的情况去选择不同难度等级的实验，按照系统的性能所提出的要求，自己来完成系统设计、系统搭建和调试，并写出实验报告。而实验老师和理论老师都要在实验室对学生进行全程指导，及时解决学生存在的疑问。通过这些安排，很大程度上刺激了学生主动和积极地去学习这门课程，合理的实验巩固了课程理论，激发了学生的学习热情，最重要的是培养了学生的独立思考和动手能力。使学生在观察、分析、解决问题的能力方面取得了很大的进步。而课程结束时，课程设计这一教学环节加强了学生理论联系实际的能力，使其对计算机控制技术有了一个较为完整和清晰的认识，也真正明白了学习到的知识到底是干什么的［9］。教改前计算机控制这门课都会安排5个相关实验，而教改之后，给学生安排了10个实验内容，大大加强了学生的动手能力。从而把抽象的理论知识在实验室用具体的实验手段给学生讲清楚了，既印象深刻，学生又知道如何运用。教学的效果也好了起来。而且还指导学生参加学校、省里组织的电子技能大赛，既锻炼了队伍，又获得了荣誉，也为之后的毕业设计打下良好的基础［10］。

3.3 利用辅助手段增强教学效果

1)从教材上来讲，由教研室老师和企业外聘工程人员一起讨论确定合理的教材，特别是偏重于实践的教材，例如潘新民所著的《微型计算机控制技术》、于海生所著的《计算机控制技术》等实用性书籍。

2)多媒体教学和实验室教学结合，做到各种器件学到、看到、做到一条龙模式。使学生能认、能懂、能应用。例如在讲PID控制时，首先利用多媒体演示组态软件仿真水箱液位控制，使学生能直观地看到液位控制的过程，然后指导学生动手进行试验操作，取得了良好的实践教学效果。

3)去济钢、新飞等著名企业里进行短期实习，通过济钢工程师现场讲解炼钢炉温控制使学生了解了理论知识如在生产过程中应用;新飞现代化PLC流水线控制让学生切实感受到了计算机控制技术的“能量”与魅力。

4 结束语

通过对计算机应用专业081班的试点，学生的学习兴趣提高了，特别是实践能力得到了增强，得到了用人单位的肯定，当年我系各专业毕业生供不应求，参与技术研发岗位的比例也有了大的提升。总之，在计算机控制技术这门课程的教学改革过程中，通过以上几个方面的努力，很好地培养了学生的专业兴趣，增强了学生的创新意识，提高了学生的动手能力和实际应用能力，取得了较好的教学效果。

［1］王锦标.计算机控制系统［M］.北京:清华大学出版社，2004.

［2］顾德英，罗云林，马淑华.计算机控制技术［M］.北京:北京邮电大学出版社，2007.

［3］雷亮，李善君，彭军，郭长金，王成敏.计算机类课程教学中加强素质教育和培养创新意识的研究［J］.重庆科技学院学报，2008，(7):185.

［4］杨志军.开阔思维抓住本质——“计算机控制技术”课程教学探讨［J］.广东工业大学学报，2008，(7):82－84.

［5］王培良.自动控制理论课程建设与改革的探索［J］.电气电子教学学报，2005，(5):21－23.

［6］施彦，翁贻方，韩力群.《控制系统计算机仿真》课程教学改革与实践［J］.中国电力教育，2008，(5):74－75.

［7］姜建山.微机接口技术课程教学改革研究［J］.重庆交通大学学报，2007，(8):107 －108.

［8］官仕龙，谷平.正确利用多媒体教学手段，提高课堂教学质量［J］.当代教育论坛，2006，(2):75 －76.

［9］侯学萍，李晓爱.数字多媒体教学中的问题与对策［J］.中国科技信息，2007，(9):195 －196.

［10］王庆春，王文阁.基于计算机技术的多媒体教学研究［J］.中国电力教育，2008，(5):65 －67.