工程教育专业认证背景下计算机控制技术教学改革

摘要：本文以工科专业的工程教育专业认证为背景，分析计算机控制技术课程在工程教育专业认证条件下的教学改革方法。首先对计算机控制技术的课程背景进行简介，分析工程认证下该课程的预期学习结果，并对课程的主要学习环节进行设计，包括理论课程教学设计和实验课程教学设计，最后介绍了计算机控制技术的课程考核情况。

关键词：工程认证;计算机控制技术;教学改革

工程教育是高等教育中工程技术人才培养的不合缺少部分，工程教育专业认证是保证高校工程教育教学质量的重要措施。教育专业认证最基本最关键的部分是要求该专业培养的学生达到社会的认可和尤其是本专业本领域的共同认可。工程认证对专业课程的教学内容、教学方法和教学评价有较高的要求。本文探讨了工程教育专业认证背景下计算机控制技术教学改革。

一、计算机控制技术课程背景与简介

计算机控制技术是计算机技术与控制理论相结合的一门课程，包括计算机控制系统原理、计算机控制系统的硬件组成、数字控制技术、常规及复杂控制技术、先进控制技术、计算机系统软件设计和计算机控制系统实现。计算机控制技术是机械设计制造及其自动化、机械电子工程专业的一门专业课程，是高级语言程序设计、自动控制理论、微机原理与接口技术、过程检测及仪表的后续课程。通过课程的学习使学生在已学控制工程基础，即经典控制理论、微机原理及接口技术等课程的基础上，了解计算机控制技术的应用，掌握各类控制技术、控制技术设计理论与方法。

工程教育专业认证背景下，计算机控制技术以培养学生实际应用能力为导向，以理论和实践活动为主的教学过程。课程内容以理论课为基础，结合实验教学，培养学生的应用所学知识和解决工程问题的能力。课程内容的深度广度根据工程实际应用中的特点和需要确定，并注意与其它相关课程的联系、渗透、分工和衔接。

二、预期学习结果

这部分包括计算机控制技术课程的预期学习结果，以及预期学习结果对毕业要求的支撑情况，所有知识点对预期学习结果支撑情况。计算机控制技术的预期学习结果如下：

1.熟悉计算机控制系统的组成、典型型式、工业控制机的组成及特点;

2.理解工控机的总线技术，控制系统的硬件设计技术;

3.应用数字控制技术的基本原理、掌握数字控制器的插补原理;

4.理解数字控制器的连续化设计方法和步骤，掌握PID控制器的原理，能进行PID控制器的调试和参数优化;掌握纯滞后控制技术、串级控制技术、前馈—反馈控制技术等复杂控制技术。

5.应用计算机控制系统的应用程序设计与实现技术，熟悉测量数据预处理技术。

三、主要教学环节

主要教学环节针对课程的每个章节进行详细的课程教学设计，包括每个章节的重点和难点，每个章节的课程主要内容，采取的具体教学方法，各章节的习题设计。以计算机控制技术第一章绪论为例，该章重点难点是计算机控制系统及其组成，计算机控制系统的几种典型型式;第一章的课程内容包含三个小节：计算机控制系统概述、计算机控制系统的典型型式、计算机控制技术的现状和发展趋势;第一章的教学方法主要采用多媒体课件教学，将文字、图片、动画和视频综合应用在课程教学中，提高课程生动性和趣味性，重要知识点将采用板书增强学生对知识点的印象。该章节的习题为计算机控制系统的原理、计算机控制系统型式和特点。

此外，工程教育認证要求理论教学和实践教学紧密相连，全面提升人才培养能力。因此对计算机控制技术课程进行了理论和实验相结合的教学改革。实验部分包括了本课程所需开展的实验教学名称、和实验所需课时数，并编制每个实验活动的内容与目标、活动任务、考核形式和详细评分标准等。计算机控制技术实验课程要求学生掌握不同控制系统应用，掌握PID控制器的设计、PID控制器的调试和参数整定，掌握采用工控软件进行实际控制系统的设计。

四、课程考核

课程考核包括预期学习内容结果考核达成情况、成绩评定、考核要求和细则。预期学习内容结果考核达成情况内容包括各预期学习结果、考核内容和考核方式。本课程按成绩评定由考勤与平时作业（10%）+实验教学成绩（50%）+期末考试（40%）三个部分组成，各项详细考核如下：

考勤与平时作业（10%）：包括考勤迟到一次扣1分，旷课一次扣2分;平时作业根据实际情况分A、B、C、D、E个等级，分别对应95，85，75，65，0分。考勤与平时作业的最终成绩=（平时作业成绩的平均值）-（考勤分扣分×10）。

实验教学成绩（50%）：包含实验课考勤，是否迟到、早退、旷课（5%）;再根据课堂任务完成情况进行评分（20%）;实验报告撰写规范，数据计算正确，图表是否清楚，实验报告完整性（25%）。

期末考试（40%）：主要考察学生基本概念和技能方法的理解、应用、分析、综合和评价，以及对计算机控制技术的理解和应用。

五、结束语

工程教育专业认证是工科专业提高人才培养能力和提升专业实力的重要措施，工程教育认证是一个长期积累的过程。工科专业的工程认证是建立在专业课教学改革的基础之上，只有专业课在人才培养中所培养的学生达到被社会认可的专业能力，工程认证才达到真正的效果和目的。

参考文献：

[1]杨元园，熊海晶，宋孝玉，等.工程教育专业认证下水文专业MATLAB教学实践与探索[J].教育进展，2020，10（01）：64-70.

[2]张杰.工程教育专业认证背景下控制测量学课程教学改革[J].测绘与空间地理信息，2020，43（4）：18-20，24.

[3]王跃东，陈帅，唐东旗.工程教育认证背景下土木工程材料实验教学探讨[J].安徽建筑，2020，27（4）：168-169.

[4]肖霞，阮江涛，邢静忠.基于工程教育专业认证的基础力学课程教学改革探究[J].创新教育研究，2019，7（05）：571-575.

[5]胡晓宏，郑慧，张玲玲，等.工程教育认证毕业要求达成度评价机制研究[J].通化师范学院学报，2020，41（4）：108-112.

课题项目：重庆市教委科学技术研究项目（KJQN201801 228），重庆三峡学院重大教学成果培育项目“新工科机械类人才培养体系与方法的重构及实践”（项目编号：201917703）

作者简介：王辉（1989.5-）男，重庆开州人，讲师，博士，研究方向：机械工程。