电机课程设计总结范文

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关键词 士官高等职业技术教育 课程设计 电机与控制技术

中图分类号：G424 文献标识码：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

“电机与控制技术”课程是士官高等职业技术教育电气设备修理及相关专业课程体系中的一门专业主干课程和必修课程，课程内容涉及各类型直交流电机原理与控制、变压器、微控电机原理与控制与直交流电机电力拖动基本原理等内容，除包括电机基础理论知识外，还涉及到实际电机拖动与控制问题。课程理论抽象、工程技术应用要求较高，而士官学员的特点是理论知识掌握不精、不深、不够，而实际动手操作的意识和能力较强。为解决上述矛盾，教学组紧紧围绕课程“专业基础服务专业”的课程定位，以专业与学员任职岗位需要为牵引，对课程进行了全方位的课程设计，主要包括理念、内容、方法和评价等方面内容，使得教学设计理念和目标更加细致、完整、科学合理，通过内容有针对性和指向性的设计，完善课程的形成性考核和评估机制，提升教学效果，更好地服务于专业教学和学员岗位任职能力的形成。

1 课程设计①的方法和原则

教学设计是教员根据教学层次或者对象对授课进行预先策划与精心设计。教学设计的总体结构一般包括以下内容：课程教学理念设计、制定教学目标、构建教学内容、课程的组织实施设计、教学评估设计。

1.1 教学理念

教学理念指导和规范教员的教学行为。教员授课质量的好坏，教员的教学理念将对此产生直接影响。根据士官高等职业技术教育的特点和规律，教学理念要以士官职业岗位活动导向、突出能力目标、基于项目或任务载体、加强能力实训、以学员为主体、一体化教学等基本原则。

1.2 确定目标

基于课程在专业人才培养方案的地位和作用，确定并细化课程教学目标。课程目标一般可分为总目标、分目标。总目标是对课程的方向性总体把握，分目标是对课程各个子部分的提出更为细致教学要求，包括知识与技能、过程与方法以及情感与价值观等。课程目标设计与确定需要反复完善与修改，绝不能一成不变。

1.3 优化内容

教学内容是课程的实质部分。教学内容在设计时要重点考虑以下方面：（1）内容要符合学员的专业与岗位需要，对后续专业教学有支撑作用；（2）针对课程目标，构建优化教学内容；（3）内容应考虑专业的前瞻性；（4）内容应综合考虑广度、深度和难度的平衡。通过合理设计，优化内容，保证内容的基础性和专业特色。

1.4 方案设计与组织实施

这是课程方案的形成和实施环节，设计时要重点考虑以下方面：（1）课程内容的组织形式；（2）选择合理的教育方式与活动形式；（3）教学进程与课时分布。

1.5 课程评估

设计方案实施后，要及时对课程目标、内容、组织实施等因素进行评价，及时掌握反馈信息。根据反馈信息，进行有针对性的调整与改进设计。

2 “电机与控制技术”课程设计的主要内容

2.1 教学理念

根据士官学员特点、专业和岗位需求，构建应用性理论、验证实验与技能实训的课程体系。课程教学强调“实用、适度”，重视应用性；加强教学互动，突出学员的主体地位。加强实践性教学，实现电机理论知识和应用、电机实际控制的有机结合，通过“教、学、做”教学过程，使学员更快的掌握理论知识和操作技能。合理采用讲授式教学、比较式教学、案例式教学等多种教学方法，灵活采用多媒体、部组件、实物等手段，理论与实践密切联系，激发学员学习兴趣。实践教学采用讲解示范、分组练习、个别指导等方式，突出学员的主体地位，提高动手能力。建立过程性考核系统，调动学员在实践训练、师生互动、学员协作交流等方面的学习主动性。

2.2 教学实施

（1）教学中，教员要贯彻“以学为主”教学理念，实现由以教员为中心向以教员为主导、学员为主体转变。②（2）要求教员要积极提倡学员主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学员搜集和处理信息的能力、交流与协作学习的能力、分析和解决问题的能力。（3）要求教员突出“电机与控制技术”课程对电气维修及相关专业学习的桥梁作用，正确处理基础内容与实际装备应用的关系，强调用电机拖动技术解决电机与控制技术问题的方法学习，调动学员探究性学习的主动性与能力。（4）实验教学教员要围绕培养学员的知识理解、综合应用、技能训练和动手能力的实践教学目标，构建相对完整的实验实训内容。

设计了4个基础实验、4个实训项目和多个开放性实训项目等三个层次实验项目。其中，基础实验紧密围绕课程标准中知识点的要求，合理设计和组织了实验内容，抓住了学员的兴趣点，有效培养了学员主动学习和应用所学课程知识来分析、解决问题的能力。4个实训项目，以修理车间的工作任务为载体设计项目或者任务，例如修理车间的配电系统安装调试、电机正反转控制、电机顺序起停控制、电机Y/起动控制、典型机床电气控制设计等。通过实训项目，可以有效加强学员对课程中电机拖动与控制方面的理论知识深入理解，增强学员的实际动手能力，培养学员的基本素质和岗位能力。开放性实训项目打破课程体系的束缚，设计具有综合性、应用性和实践性的项目任务，让学员熟练掌握低压电器等的使用方法和应用技能，同时也培养学员的工程实际动手能力，使理论知识具体化。

2.3 教学内容设计

教学内容按照专题的形式，从难到易，从理论到应用的过程逐步展开，同时结合各专业特点，对教学内容进行了必要的增减。

（1）压缩电机原理的内容。电气设备修理相关专业学习电机原理的目的是为了应用，为学习特种电机使用和维修打好基础。因此，对电机原理内容进行了较大的压缩。一是着重讲授电机的工作原理、主要的电磁关系、工作特性及交流异步电机的等效电路等，对各类电机的绕组及磁动势部分只作简要的介绍即可；二是对此部分的重难点进行重点讲授，如直流电机的换向、交流异步和同步电机的结构和工作原理等。

（2）强化电机拖动内容的教学。“电机及拖动基础”应着重掌握电机的机械特性、运行特性以及对拖动系统运行的分析。因此，在教学中将重点放在电机的机械特性、电机的起动、制动和调速过程中各个物理量的变化情况及动态特性的分析上。对当前应用较广泛的三相异步电动机的变频调速，花较多的时间详细分析，既分析不同频率下电机的机械特性，又分析不同性质负载时电机的转速、电动势、电流、电磁转矩等物理量的变化趋势，为后续课程的学习打下良好的基础。

（3）增加新型电机的教学内容。在新型车辆上特种电机应用也越来越广泛，如无刷硅整流发电机、步进电机、伺服电机等。为此，控制电机要的同时增加这部分内容，并合理安排教学时数，使教学更加适应新技术和新型车辆发展的要求。

2.4 教学方法设计

针对教学对象和课程本身特点，确立以理论讲授式为主，同时采用比较式教学、演示式教学、讨论式教学和实践性教学等多种教学方法相结合的教学方法，使学员系统掌握电机与控制技术的基本知识体系，形象化地理解抽象概念，使得理论与实际应用密切联系，激发学习兴趣。

2.5 教学评估设计

评估设计采用了针对教员教和学员学的双向考核的措施，全面监督和评估教员教和学员学两个方面的教学效果。③

在评估教员教的环节中，设计了学院教学督导组听查课、系教学督导组听查课、教研室领导听查课三级听查课制度，同时课程结束后立即组织召开学员评教会，在课程教学全过程进行教员教学的综合评价。学院教学督导组将听查课的情况和指导意见及时反馈给教务科；系教学督导组将听查课的情况和指导意见及时反馈给系、室；教研室领导把三级听课情况及时通知教学组；在期末，教务科、教学组和学员代表联合召开以“教学效果”评价为主题的经验交流会，收集学员对任课教员的评价意见和建议。教学组根据教学评价信息，及时总结和交流教学实效好的教学方法和经验，促进教学组教员不断改进教学方法，提高教学能力。

在评估学员学环节中，采用课堂提问、作业、实验实训和期末考试相结合的学员成绩综合评定办法。该综合评价方法，贯彻了过程性、形成性考核思想，激励学员重视知识获取和能力提高的过程，调动学员在课堂讨论、师生互动、协作交流、实践训练等方面的学习积极主动性。

双向考核措施和方法，全面监控和评估教员教和学员学两个方面，促进提升了教员教学能力和学员学习能力，提高了授课质量。

3 结束语

教学组通过对课程设计的改革，在增强教学效果、提高教学质量的实践中取得了实效。通过改革，使教学内容更加合理，体系更加完备，更加贴近专业，更好服务于专业教学；使实践教学与理论教学有机结合，既巩固了所学知识，又有助于学员实际动手能力的培养与提高；通过采用灵活多变的教学方法和手段，使学员更容易掌握知识，提高了教学效果。

注释

① 徐英俊.教学设计[M].北京：教育科学出版社，2001：179-183.

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关键词：电机学；教学体系；教学改革；教学模式；五位一体教学

作者简介：曾令全（1955-），男，重庆人，东北电力大学电气工程学院，教授；李书权（1970-），男，吉林长春人，东北电力大学电气工程学院，副教授。（吉林 吉林 132012）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）27-0099-02

“电机学”课程是电气工程及其自动化专业的一门重要专业技术基础课，电机学以高等数学、大学物理、电路原理等课程为基础，研究电机的工作原理、主要结构、基础理论、运行特性及实验方法的一门课程，为后续的电力系统分析、电力系统继电保护、发电厂电气设备和自动控制等专业课奠定基础。在专业教学计划中，“电机学”课程受到了充分的重视。[1，2]“电机学”研究对象的实用性和普遍性以及其对后继课程的基础作用，也决定了它在课程设置中的关键性地位。[3]由于该课程的自身特点与目前教学方式不够协调等诸多原因，在教学过程中往往不能获得较为满意的教学效果。本课程在省精品课建设过程中，针对课程存在的问题，课程组教师从课程设计的理念与思路、教材建设、教学内容的针对性与适用性、教学方法与教学手段等诸方面做了大胆改革与尝试，并取得了较好的教学效果。

一、课程设计的理念与思路

在学生掌握应知应会基础理论知识的基础上，以培养社会需求的应用型人才为目标，突出实践教学，并以职业能力培养为重点，在课程开发与设计上注重与电力企业合作，整个课程体系充分体现职业性、实践性和开放性的要求。

1.课程目标设计

通过“电机学”课程的学习，使学生熟悉电机中的物理现象和电磁关系，熟练掌握电机的基本概念和基本原理，掌握电机的基本分析方法和基本实验方法，能够利用数学模型进行基本的计算，培养学生应用工程观点处理工程实际问题的初步能力，为后续课程的学习奠定基础。

2.课程内容设计

“电机学”课程内容设计为四大部分，即变压器、交流绕组、异步电机、同步电机，依次按照“磁路-变压器-交流绕组-异步电机-同步电机”的顺序进行教学安排，每部分又按照“结构-原理-特性-应用”的顺序依次展开，突出培养学生的实际应用能力。同时，后期安排电机绕组工艺实习、电机控制实习及电机运行仿真实习。

3.教材使用设计

依据“以应用为目的，以够用为度，以掌握概念、强化应用为重点”的原则，编写针对电力系统专业特点的“电机学”课程教材和实验教材。本课程组编写的《电机学》教材被推荐为普通高校国家“十二五”规划教材，该教材曾荣获吉林省高校优秀教材一等奖。

4.教学模式设计

依据电机学理论抽象、实践性强的特点，采用模拟仿真教学模式，使得实际无法显现的电机物理过程直观化；采用任务驱动的教学模式，以电机绕组嵌线工艺、组装调试等为任务，开展电机学实践教学，强化学生的职业意识。

5.评价方式的设计

构建以培养职业岗位能力为目标的考核体系。考核方式多元化，包括闭卷考试、模拟操作、现场答辩、实际操作和提交专题报告等多种形式。实践环节以实际操作为主，理论教学考核内容“三基内容”占40%，“综合应用内容”占60%，重点考核学生的综合分析能力和实际应用能力。

二、教学内容的针对性与适用性

1.教学内容的针对性

针对电力企业持续发展的需要，结合电力职业岗位实际工作情况，突出电气专业的人才培养特色，精心选取“电机学”教学内容。“电机学”课程内容设计以电力系统中的两大重要元件——变压器和同步发电机为重点，“以够用为原则，以应用为重点，兼顾实用与发展”展开理论教学和实践教学。为了突出对学生的实际应用能力的培养，特设置“电机工艺实习”、“电机控制实习”和“电机运行仿真实习”，以提高学生就业的竞争力，并为今后的个人专业方面的持续发展奠定良好的基础。

2.教学内容的适用性

“电机学”课程是电气工程专业的技术基础课，教学中合理配置教学内容，让学生“既见树木，又见森林”。将电机的应用作为重点，为后续课程的学习奠定基础，培养学生在电力生产中解决电机及相关实际问题的基本能力，使学生能适应电力企业的工作需要。

3.教学内容的组织与安排

依据“工程-理论-工程”的教学指导思想，序化教学内容。紧密围绕培养素质高、工程能力强的应用型人才为培养目标，紧紧围绕工程问题展开理论教学，强调物理内涵，理解理论本质。然后，配合理论教学，进行相关的电机学的实验和实习，引导学生利用理论知识，去分析出现的各种工程实际问题，提高学生分析和解决实际工程问题的能力。

三、教学方法与教学手段的改革

针对电机学内容抽象，学生缺乏电机的直观认识，对电机原理中的时-空概念很难建立的实际情况，课程组采用了五位一体的教学模式，教学过程中达到了预期的教学效果。

1.演示、讲解、练习相结合方法

在教学过程中教师首先用教具（课件）演示教学内容，让学生观察电机运行时发生的各种现象，然后提出本节所讲述的内容，同时对基础知识进行精心讲解，最后配合课堂练习。为加强师生的交流，教师课后应进行答疑，以便于及时发现问题、解决问题。例如，交流绕组基本知识一节中，教师先用课件演示电机的结构和绕组，提出绕组如何绕制的问题。这样，既让学生建立了绕组的空间概念，又清楚了自己要学习的内容，做到有的放矢。然后，教师精心讲解交流绕组的基本概念，划分相带的规律，举例分析单层绕组展开图的画法，总结规律。最后，改变绕组参数，让学生自己动手，课堂完成绕组展开图。课程结束后安排异步电机绕组工艺实习，使学生真正理解和体会绕组在电机中的重要作用。

2.对比教学法

“电机学”课程理论体系完整，各种电机的内在关系联系紧密，电机之间既有联系又有差别。因此，非常适合采用对比的教学方法。如：对异步电机分析时，要时刻与变压器的分析相对比，把旋转的异步电机等效为静止的异步电机，也就相当于变压器，可以采用变压器的分析方法来分析异步电机。教学过程中应仔细对比两者在结构、磁场、用途、等效电路及参数的异同。

3.典型案例教学法

利用生产实际中的典型案例，紧扣“电机学”应解决的理论和实际问题，对案例的过程进行详细的分析、解剖、总结，以达到提高学生学习积极性、解决问题和分析问题的能力。如：三相Yyn联结的组式变压器带单相负荷时会造成中性点位移现象以及对供电产生的影响。课堂教学从理论上定性分析变压器不对称运行的电磁过程，过后在实验室观察试验过程和结果，使学生能够加深理解中性点浮动的概念。通过案例教学，提高了学生的理论和实践水平。

4.多媒体辅助教学法

多媒体及网络教材直观、形象、灵活，便于学生自主学习，有利于学生更好地理解课堂教学的内容，也有利于学生课程复习和巩固。课程组编写了电机学系列多媒体及网络教材，将电机形象化，大大方便了学生的学习，也提高了他们的学习兴趣，提升了教学效果。

5.数字仿真教学法

利用电气技术仿真中心，模拟变压器和同步电机的各种动态过程，如变压器副边突然短路、空载合闸等运行情况。学生可以如同在现场一样，进行各种实际操作，也可以进行各种故障分析，进而进行故障处理，系统根据学生的处理操作给出评分。由于该系统完全模拟了现场情况，使学生现场处理事故的能力得到了锻炼。

四、本课程的特色

以“够用为度、降低难度、注重应用”为原则，整合课程内容，加强电力系统及工矿企业常用电机的运行、调试及故障处理等方面的训练，突出对应用型人才的培养目标。

采用五位一体教学方法，突出理论与实践密切结合，使抽象理论直观化和形象化。

注重学生综合能力和素质的培养，利用电气技术仿真中心，模拟实际现场运行情况，大大提高学生现场处理事故的能力。

考试改革突破了一张卷定成绩的做法，注重实践操作考核，重点考核学生分析问题、解决问题的能力，注重综合能力和素质的考核。

参考文献：

[1]石赛美， 尹进田，黄肇.论“电机学”课程教学中对比式教学法的应用[J].中国电力教育，2012，（33）：36-37.

[2]李书权， 曾令全，王秀云.电机学课程教学改革的研究与实践[J].电气电子教学学报，2006，（4）：16-18.

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关键词：自动化生产线；教学方法；电机与电气控制；PLC；课程设计

中图分类号：G712文献标识码：B文章编号：1006-5962（2013）02-0027-02

高职机电一体化专业课程设置的培养目标是：面向工业企业生产现场，电气控制系统制造公司、机电设备制造公司、机电设备、电气设备、工控设备制造公司或公司、科技开发公司，培养适应社会需要，全面发展，适应本专业相对应职业岗位的高等技术应用性专门人才，主要岗位群定位是自动化设备安装员、自动化设备调试员、中高级维修电工等，本专业有五个主干学科：电气工程、电子工程、机械工程、计算机科学与技术、控制科学与工程，都是为了岗位需要设置的专业知识。其中《自动化生产线安装与调试》作为一门核心专业课在第四学期进行了贯穿和综合。

1自动化生产线的课程设置

机电一体化专业人才培养能力有：识图绘图能力、机电安装调试维修能力、电控系统调试检修能力、自动线调试维护能力、机电设备管理能力及机电产品营销能力等。《自动化生产线安装与调试》前序课程有PLC技术、传感器技术、电机与控制，后序课程有机床维修等。在我们所要实现的教学目标中知识目标涉及到：机械手工作原理、握机械手控制原理、机械手气动原理、熟悉安全操作规程；能力目标有：对已安装的机械手机械部件进行测量；对机械手的气路进行基本调试；根据故障现象判断故障部位；检查分析、找到故障点并分析解决故障；遵守安全操作规程；素质目标有严谨的职业态度、规范的操作习惯、创新精神、团结协作精神、自主学习精神及沟通能力。

此核心课程以项目驱动教学开展课程教学，提升学生的职业能力，以具体自动化生产线为载体，融合认知、安装、调试和检测等内容，实现教、学、做、评一体化教学，突出课程的职业性、实践性和开放性。以学生为主体，采取多样化教学方法。以自动化设备改造为工作过程，涉及电路图分析、电气图设计、程序设计、设备组装、设备运行调试、设备检测、设备维护等行动领域，设置六个学习情境：零配件拆装、传感器检测、气路检测、异步电机检测、步进电机检测、整体检测调试，分成20个任务。

项目一：供料站的安装，有机械拆装、气路拆装、电器拆装三个任务；项目二：加工站的安装，设计任务有加工站组装、光电传感器检测、限位传感器检测三个任务；项目三：装配站的安装，设计任务有装配站组装、电磁阀检测、气缸检测三个任务；项目四 ：分拣站的安装，设计任务有分拣站组装、传送带的检测、异步电机的检测、变频器的检测四个任务；项目五：输送站的安装，设计任务有输送站组装、光纤传感器检测、机械手检测、步进电机的检测、溜板检测四个任务；项目六：整体运行调试，有PLC控制网络构建、程序编写、综合调试三个任务。

2自动化生产线的教学方法与评价设计

2.1教学方法。

（1）讲授法：讲解项目任务，传授项目任务相关的知识点，针对学生实施过程中出现的不足进行知识点的说明。

（2）现场教学法：在符合生产要求的工作环境中进行操作技能和维修应用能力实践，提高职业氛围，在工作过程中提升学生的职业道德、职业素养和岗位适应能力。

（3）任务驱动法：将教学过程融入项目任务中，让学生自主讨论分析实施，学生在工作过程中得到知识。

（4）小组讨论法：学生每六～八人为一个小组，小组讨论分析，讨论解决，分工协作完成项目任务。

六步教学实施：明确任务、讨论分析、制定方案、检测故障、检验效果、总结分析。老师交代目标，注意观察和记录小组对现象分析情况，解答学生提出的问题，对跟主题分析偏离太远的小组予以引导，让学生自行摸索，在后期对学生可能会引起事故或损坏设备和工具的异常操作给予纠正，最后老师组织小组进行故障排除工作汇报，互评，并对每组进行考核评价，再引导学生自行总结。

2.2评价设计。

课程采用过程考核与期终考核相结合、企业考核与校内项目考核相结合、教师考核与学生考核相结合的多元化考核方式，利于理论联系实际，有利于学生的学习创新和思考，更督促他们到实际中去发现和改进，去寻找合适自己的项目和课题。

课程考核为：校内项目，企业，综合实训三大类。当堂课的考核有：教师考核、小组互评、小组自评；教师考核内容为五项：任务分析情况，实施方案制定，任务完成质量、分工协作精神、故障检测手段、安全操作规范、小组总结。

和很多专业课一样，多种教学方法和全面的评价方案，有效保证了教学效果。

3相关课教学

3.1电机与电气控制的教学。

本课程以发电机为主题，以工作任务为导向，以工厂实用型电气控制系统设计、安装、调试与维护情景教学为主线贯穿全课程，用实物进行直观性教学，使学生感性认识强，理性认识够。

典型的教学任务有三相异步电动机全压启动、三相异步电动机长动控制、三相异步电动机正反转控制、三相异步电动机延时启动控制（或三相异步电动机Y-降压启动）、机械手控制等。

课程特色是学生充分利用所学知识、网络资源、闲瑕时间作为期三个月的“继电控制课程设计”。任务书要求能够根据功能要求选择个元器件的类型及其型号；了解个元器件的工作原理和使用方法；把各元器件连接起来实现本课程设计的要求。设计内容和要求：两台电动机都存在重载启动的可能，任何一级传送带停止工作时，其他传送带都必须停止工作，控制线路有必要的保护环节，有故障报警装置。课程设计书要有课题介绍、题目、摘要、总体方案设计、设计目的、控制要求、设计要求、 硬件选型、主电路原理图的设计、 控制电路原理图的设计、重载保护电路设计、欠压保护电路设计、总结。

3.2PLC教学。

PLC是可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）的简称，早期是一种开关逻辑控制装置，随着计算机技术和通信技术的发展，其控制核心采用微处理器，功能有了极大扩展，除了最广泛的取代传统的继电器-接触器控制的开关量逻辑控制外，还有过程控制，数据处理，通信联网与显示打印，PLC接口采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。

PLC有5种编程语言：

（1）顺序功能图（SFC）。

顺序功能图常用来编制顺序控制类程序，包含步、动作、转换三个要素。顺序功能编程法是将一个复杂的控制过程分解为小的工作状态，这些状态按顺序连接组合成整体的控制程序。

（2）梯形图（LD）。

梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，是在常用的继电器、接触器逻辑控制基础上简化了符号演变而来的，形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，要求用带CRT屏幕显示的图形编程器才能输入图形符号，是目前用得最多的一种PLC编程语言。

（3）功能块图（FBD）。

功能图编程语言是用逻辑功能符号组成的功能块来表达命令的图形语言，与数字电路中的逻辑图一样，极易表现条件与结果之间的逻辑功能。

（4）指令表（IL）。

采用经济便携的编程器将程序输入到可编程控制器就用指令表，使用的指令语句类似微机中的汇编语言。指令表程序较难阅读，其中的逻辑关系很难一眼看出，所以在设计时一般使用梯形图语言。如果使用手持式编程器，必须将梯形图转换成指令表后再写入PLC，在用户程序存储器中，指令按步序号顺序排列。

（5）结构文本（ST）是文字语言。

编程语言的学习是PLC教学的一项重要内容，中间加以不同的应用实例：顺序控制电路、常闭触点输入信号的处理，使用多个定时器接力定时的时序控制电路、三相异步电动机正反转控制电路、钻床刀架运动控制系统的设计，LED数码管显示设计，还经常根据继电器电路图设计梯形图。

增加的学习情境还常有如下任务：洗手间的冲水清洗控制、进库物品的统计、竞赛抢答器装置设计、彩灯或喷泉PLC控制；寻找数组最大值并求和运算、电热水炉温度控制等。

3.3单片机。

单片微型计算机就是将CPU、RAM、ROM、定时/计数器和多种接口都集成到一块集成电路芯片上的微型计算机。用于示波器、报警系统、移动电话、彩电等日常方面，在智能仪器仪表、工业控制、家用电器、计算机网络和通信领域、医用设备领域、工商，金融，科研、教育，国防航空航天等领域也都有广泛应用。

数据大都在单片机内部传送，运行速度快，抗干扰能力强，可靠性高，微型单片化集成了如看门狗、AD/DA等更多的其它资源。教学内容以80C51为核心讲授单片机的的引脚、存储器组织结构、典型语句，以实例应用为线索：单灯受控闪烁、P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯、单片机做加、减、乘、除运算等项目。各子任务都作硬件电路及工作原理分析、主程序流程图设计、源程序的编辑、编译、下载、单片机的I/O接口分配及连接。

教学采用ISP-4单片机实验开发板，可以完成大量的单片机学习、开发实验，对学习单片机有极大的帮助。该板采用在线可编程的AT89S51单片机，有程序下载功能，可将编辑、编译、调试好的单片机代码下载到AT89S51单片机中。

3.4变频器技术及应用。

变频技术让学生熟练掌握各种电力电子器件的工作原理、主要参数、驱动电路与保护技术；掌握交-直-交变频器、交-交变频器、谐振型变频的工作原理和应用范围；掌握脉宽调制控制、矢量控制和直接转矩控制等先进技术；了解变频器与感应电动机组成变频调速系统、变频器与双馈电机组成调速系统、变频器与同步电动机组成变频调速系统，掌握电力电子电机系统的组成、工作原理、控制方法、运行特性等，是强电应用和现代技术推广的有力体现。

3.5传感器与自动检测技术。

传感器技术代替人的感观，在各种环境下应用，检测技术是一套有效的反应体系，包括信息的获得、测量方法、信号的变换、处理和显示、误差的分析以及干扰的抑制、可靠性问题等。因此掌握常用传感器的工作原理、结构、性能，并能正确选用，了解传感器的基本概念和自动检测系统的组成，对常用检测系统有相应的分析与维护能力。对工业生产过程中主要工艺参数的测量能提出合理的检测方案，能正确选用传感器及测量转换电路组成实用检测系统的初步能力。

教学过程进行小论文制作，让学生提高计算机应用水平，使学生从文字处理水平提高到办公处理水平。对分节、目录、文献标识作严格要求。题目如数字显示电子称、基于霍尔传感器的转速表、单片机电子秤研究、光纤测温仪、烟雾报警器、小车寻迹设计、电熨斗自动恒温系统、电涡流探伤、电感测厚仪等。

4毕业论文指导分析

毕业论文专业联系实际，通常小型自动化系统以单片机为主，大型自动化生产线以PLC为主，系统运行动力离不开电机，观察离不开传感器，调速可用变频器，综合所学，学生的论文涉及广泛，有效教学可对应从如下方面侧重指导。

4.1立意选题。

根据实际和研究方向做好侧重和体现，如“触摸屏控制的碱液配置系统”和“两种液体混合装置的PLC控制系统”的系统性和方向性，“车库自动门的PLC自动控制”和“测速雷达信号处理系统”的检测指标要求等。

4.2材料整合。

在任务要求明确的基础上，首先确定相关技术指标，对应查找并列出论文结构，一份毕业论文至少含有三到五门课的内容，对应于研究方向进行相应编排和取舍。

4.3技术处理。

所搜集图片的背景往往有水印，要去掉，图片按要求进行不同方向的剪切。图表里的文字应是五号或小五，注意表格标题要单独标出等等格式要求。流程图、梯形图的设计与表现。

多种教学方法和理论联系实际教出具有学习能力和创新能力的学生，系统的学习与应用创造练就出具有竞争力的学生，专业课的有效教学和毕业论文的顺利设计将显示本专业沉甸甸的含金量。

参考文献

[1]吕景全.《自动化生产线安装与调试》，中国铁道出版社，2010年7月

[2]马玉春.《电机与电气控制》，北京交通大学出版社，2011年1月

[3]李建新.《可编程控制器原理及应用》，机械工业出版社，2012年9月

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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.

关键词: 学用并存;交叉融合;面向对象

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

中图分类号:G71 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0245-01

0引言

随着工业现代化的进展,微机控制技术在自动控制中使用越来越多,其中基于PC总线的工控机系统占了相当大的部分。这些系统多数采用Windows操作系统,采用建立在Windows操作系统上的组态软件作为控制软件,因此,微机控制技术的发展对专科电类专业的程序设计语言的教学提出了更高的要求。传统的转科电类专业讲授Basic语言和C语言,这些语言已经不能满足对控制用的组态软件等的设计和维护的任务。C++语言是从C语言发展来的,它继承了C语言程序设计作为一门高级实用的程序设计语言,因此我校在2000年将C++程序设计语言引入电类专业的教学中,经过多年的学习实践,探索出了一部分经验,现总结如下:

1提高专科电类专业C++课程的定位准确性

专科电类专业主要培养获得电气工程师基本的训练,具有较高素质的综合性应用型高级工程技术人才,毕业生主要在生产一线工作,这就要求学生具有对较先进的计算机控制系统的设计和维护能力。专科电类专业C++课程的教学目标首先应是满足学生对VC++或VB总结学习,从而能够满足其对控制软件进行设计使用维护的要求。作为VC++或VB的基础,学生需全面掌握C++语言的基本概念和面向对象的程序设计的思想,因此,C++课程首先应是一门语言基础课,其次,电类专业的学生多数都学习计算机控制技术和单片机,而单片机的程序设计现在多采用C语言设计,因此学习C++需同时照顾到学生学习单片机程序的要求,所以C++课程同时也是一门专业实践课。

2提高C++课程教学内容的实用性

C++语言所涉及的概念很多,要全部学习需要很多的课时,对于专科电类专业的学生来说,课时往往都很少,因此,C++课程的教学内容应有所侧重,针对学生学习单片机课程的需要,理论联系实际,从实际应用出发,将C++语言中过程化语言的部分安排1/2以上的课时,其中函数的概念、数组的概念、指针的概念、结构的概念、三种程序的基本结构及流程控制语句应详细讲透。而针对继续学习VC或VB等程序语言的要求,引用、继承与函数的概念应是重点讲授的内容。

3C++课程教学方法研究

C++课程内容很多,专科学校所安排的课时较少,因此学生学习起来有一定的难度,教师需采取一定的方法来引导学生尽快掌握C++的精髓,实际教学中,我采取了以下方法:

3.1 联系实际,提高兴趣,学用并存单纯的语言学习往往比较单调、枯燥,因此学生往往厌学,在课程学习开始阶段,我们给学生放一些先进的计算机控制的现场画面,演示一下组态软件在计算机控制中的作用,并告诉学生这些软件是用建立在C++语言基础上的VC++等语言做成的,使学生看到C++语言的应用前景,从而树立起明确的学习目标,这样可以有效的激发学生学习C++语言的学习兴趣。

由于C++语言的前半部分是过程性语言部分,本质上是高版本的C,因此在学习的过程中,可以结合单片机的程序设计编一些短小实用的控制程序,并用单片机给学生作一些演示,让学生体会一下用C语言来设计程序相对于汇编语言的优点,同时用一些实际小问题,让学生自己编写程序,解决问题,学用并行,提高学生的兴趣和实际动手能力。

3.2 针对电类专业的特点,突出C++语言的控制特点电类专业的学生学习C++语言主要是以控制为目的,因此,在讲授C++时应突出其控制特色,C++语言程序的基本结构及流程控制语句、函数、指针、数组、结构的概念作为与单片机的控制有关的概念是C++的重要概念,结合单片机的C语言程序设计,让学生明白C++程序是函数驱动的,在讲述它的概念时,要突出它是面向对象程序设计的基础,具有在它的基础上控制用的组态软件才能够进行模块化设计,具有突出控制的特色。

3.3 突出对象,重点培养学生面向对象程序设计的思想现代计算机控制系统所有的组态软件种类很多,比如国外的IFLX,国内的组态王等,这些软件各有特色,但其共有的特色是可以自由组态,设计快捷方便,维护简单。而要实现这些功能,没有面向对象的程序设计语言的支持是不可能的,而C++语言正是由于引入了面向对象程序设计的思想后,才变得功能强大而使用灵活方便,因此在讲授C++程序设计语言时需重点培养学生面向对象程序设计的思想,让学生在面向对象程序设计的思想指导下来理解和掌握对象的概念,从而能够更好的理解组态软件的设计基础,有利于自己对组态软件的应用和维护。

3.4 从工程实际应用出发,加强课程之间的交叉融合C++课程理论性较强,因此从解决实际问题出发,将 C++语言程序设计和单片机应用与开发,以及拖动控制系统课程的部分内容进行有机整合,通过课程之间的交叉渗透,以及对实际调速问题的解决,提高学生的语言程序设计的应用能力。我校将C++语言程序课程设计、单片机应用课程设计,以及拖动控制系统课程设计结合一起,用C++语言程序设计,实现了对步进电机、交直流电机调速的微机控制。既提高了学生对课程的理解,又提高了他们的实践动手能力,效果突出,受到学生的好评。

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关键词：风电人才；实习基地；实践教学

中图分类号：G646 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）03-0032-03

根据风力发电快速发展的人才需要，由教育部批准，2006年华北电力大学率先开设了风能与动力工程专业。经过8年的办学实践，形成了自己的专业特色，培养了一批风电行业急需的高级技术人才。2012年可再生能源再度成为全球发展的热点，教育部将可再生能源的太阳能、风能和生物能的相关专业，合并为新能源科学与工程专业。2013年，我校对风能与动力工程（风电方向）专业人才培养方案进行了修订。具体表现在：强化专业基础，整合课程设置，更新课程内容，优化知识结构，加强实践环节。新方案的专业课程缩短了课堂学时数，强化了实践性的实验课，学生需要进行大量的实习实践活动，就目前校内校外仅有的实习资源的实践教学，还不能满足锻炼学生动手能力和实践教学的需要，应当建立校内校外相结合的实习基地，以满足人才培养和实践教学活动的需要。

一、实践教学的现状

根据风电专业国际化人才的培养要求，考虑风电多学科的交叉性和风电人才的迫切性，修订后的新能源科学与工程（风电方向）专业为机、电和热动基础课为主的课程体系，强化空气动力学、风电机组设计与制造、风电场设计和风电机组监测与控制等专业课相结合的实践教学。实践教学体系包括课程实验、课程设计、认识实习、毕业实习、毕业设计。其现状如下。

1.课程实验。对于计算机基础、工程制图与CAD、大学物理实验、电路分析、电子技术、电机学、自动控制原理等电类课程的实验，借助已有的电气、自动化和能动学院的实验室完成教学。但是具有专业特色的实验课和动手实验需要新建，以满足以上骨干专业课教学实验和实践教学的要求。

2.课程设计。风力机空气动力学的2周课程设计在风洞实验室，采用专业设备进行叶片设计和制作；风电机组设计与制造的2周课程设计，采用GL-blade软件进行载荷计算与设计分析；风力发电场的2周课程设计采用Wasp、Windsim软件进行风电场设计。特别是风力发电机组监测与控制的2周课程设计，经过几年的实践我们研发了20台风电机组控制运行仿真实验仪并要求学生以小组为单位，在实验仪上自主创新，完成学生想要进行的风力发电运行控制设计，得到了较好的实践教学效果。

3.认识实习和毕业实习。认识实习安排在第4学期，以现场参观教学和现场多媒体讲授为主的模式进行，要求学生在发电场和风力发电机组的运行现场对专业相关的知识进行认识和理解，使学生能够深入把握专业学习目的，并培养其学习研究的兴趣和动力。毕业实习安排在第8学期，主要是相结合学生就业单位和今后从事的研究方向，进行为期4周的校外实习基地生产实习；对于不能马上就业的学生，要求与毕业设计研究课题相结合，毕业实习统一安排到相关的实习风电机组总装厂或风力发电场。

二、通常情况下学生实习存在的问题

通常情况下由于实践教学内容无法为企业创造直接的经济效益，对于学生实习环节，企业缺乏积极性和主动性。目前实习内容还偏少，教学配置的软硬件投入还不足，学生实习管理机制、运行模式还有待改善。问题主要集中在以下几个方面。

1.多数企业不欢迎与本单位人员招聘无关的实习。即使学校与企业达成实习协议，为方便管理，企业通常不允许学生上岗锻炼。个别企业和学生达成用人/就业意向，学生可直接进入企业相关岗位实习，但由于达成意向的数量有限，无法满足学生实习岗位的数量需求。

2.集中式实习多流于形式。高校实习实践多采用统一安排、集中进行的方式，该方式虽然利于学生的教学管理，但实习效果不佳。在实习过程中，学生上岗锻炼机会少，实习纪律难以保证。大多实习内容只能局限于形式，最多是走完流程了事。

3.分散式实习难以管理。分散地把学生派到对口的用人企业单位去实习，对就业和学生参与社会实践很有益处，例如湖南工业大学的实习基地建设的做法[3]。但这种方式，学生分布分散，教学管理、效果评价比较困难。分散式实习可以有效增加实习深度和系统性，但必须建立完善的实习制度，形成和企业联合培养人才的长效机制。建立校外人才实习基地，完善校外人才培养基地的管理制度，是提高实习深度和实习效果的重要方面，对于实践型、多元化风电人才培养具有重要意义。

三、提高学生实践能力的实习基地建设构想

1.树立“能力教育”理念，深化“实践能力”培养。目前，世界高等教育人才培养理念已逐步由以往的“学历本位”转向“能力本位”。在此观念和思潮的影响下，“能力教育”已经成为世界各国高等教育改革的趋势[2]。风力发电属于高速发展的可再生能源领域，在我国能源战略上具有重要地位。培养和风力发电产业相适应的实践型人才是促进行业发展，维持行业运行的必要条件。在人才培养中，必须紧扣专业特点，突出学生实践能力，注重多学科之间的相互融合。在课程设置上，合理分布通识课程、学科基础课程、专业课程和实践课程比重，减少理论课和必修课的课内学时，适当增加实验课、选修课，强化课外行业专家指导。加强多学科之间的相互渗透和融合，整合创新课程体系，挖掘和共享课程资源，充分满足学生能力和个性发展的需要，切实提高学生的实践能力，将能力教学理念落实到实践教学的工作中。

2.优化实践教学方法。优化学生实践能力的教学方法要从影视图像的被动“灌输式”教学，变为自我动手设计的“启发式”教学，让学生在教师的启发和引导下，通过在实习基地建设的实验装置上，主动思考、大胆试验、积极探究，使学生在设计和试验中，主动学习理论知识，不断提高其分析问题与解决问题的能力。通过师生互动，激发学生的学习热情和挑战精神。要积极推广案例教学法，强化学生的主体意识，使他们在特定的事件情境中学会分析问题和解决问题。

3.风电人才培养实习基地构建模式。为了满足风力发电人才培养的实践教学要求，我校实习基地建设如图1所示。

通过校内已有实验室和设备资源共享，逐渐丰富校内实习实践的基地建设，完成学生的通用实践技能培养；与此同时，建立稳定的校企合作机制、加大投入、强化管理、主动改善合作环境上创新和超越，才能实现风电人才培养的实践教学和实习基地建设模式创新发展。

4.风电人才培养的实习基地运行方式。在学校实习和实验设备配置经费严重不足的情况下，应尽量整合校内已有的资源；进一步完善实验室和校内外实习基地建设。首先要重视校内实验室建设，有针对性地为学生设计实验环境和仪器装备。若条件允许，还可以和其他企事业单位联合建设实验室或者采取借、租、赁等方式加强和完善实验室建设。在我校风能研究中心的风洞实验室、运行控制实验室和拆装试验室建设过程中，租借了企业部分设备，通过与企业联合共建使实验室进一步完善。其次，还要建设一支结构合理、熟练掌握现代实验技术并能对实验室进行科学管理的高水平的实验队伍。再次，要根据不同专业特点，积极建立校内实习基地。如小型风电机组组装厂、多能发电微网试验平台、叶片制造试验平台以及风电场模拟教学等。学生在教师的指导下，通过简单实验和设计开发，可有效提高学生对专业理论的理解，提高学生的实践能力。最后，要与不同性质企业签订校外实习基地共建合同。根据培养目标、就业方向、专业和学科特点，有目的、有计划、有步骤地拓展校外实习基地建设，创建一个满足新能源科学与工程（风电方向）实践教学的实习基地新模式。

5.实施实践教学的考评机制。要发挥考核评估的导向激励功能，调动教师和学生参与实践教学的积极性和主动性，提高实践教学质量。首先，要建立和完善实践教学考核评价体系。对每个学生制定具体的实践教学考核评价框架，包括实践教学内容、实践教学方法、实践教学手段、实践教学态度和实践教学效果等五个方面[5]，并分项赋分。这样就能促使学生重视实践教学环节，从而保证实践教学质量，提高学生的实践能力。其次，要加强对实践教学的考核评估。我校对实践教学的考核评估主要有两个渠道。一是对教师的考核评估。根据制定的实践教学考核评价体系，通过校（院）、系和学生的“三级考评”制度进行严格考核。二是对学生的实践技能进行考核。按照有关实践教学质量要求和考核标准，可以采取一般考试、重点考试和答辩过关方法的“三级考试”来检验学生的实践能力。

四、实习基地的实践教学成果总结

几年来，学校通过加强实习基地建设，提高了教学质量，学生实践创新能力稳步提高，在全国大学生各学科竞赛中不断取得好成绩：在美国海因莱因基金会和中国宇航学会共同举办的太空探索类的专业竞赛中，获国家级一等奖1项；获“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛世博专项竞赛一等奖1项；获全国节能减排社会实践与科技竞赛二等奖1项、三等奖1项；获全国大学生数学建模竞赛二等奖2项；获全美大学生数学建模竞赛二等奖2项、三等奖1项；获全国大学生电工建模三等奖1项；获“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛二等奖2项、三等奖3项；获“挑战杯”首都大学生创业计划竞赛三等奖1项（共计国家级一等奖2项、二等奖5项、三等奖3项；省部级二等奖2项、三等奖4项）。通过实践教学和实习基地建设，提高了学生的实践创新能力，拓宽了就业渠道，提高了学生就业率。校内外实习基地建设，拓宽了学生的实践渠道，使学生了解了实际生产及工作的管理方式等，锻炼了学生的实际操作能力，培养了学生的创新意识、创新能力，2010―2014年毕业生就业率达98.5%，位居全国高校前列。

五、结束语

尽管我校新能源科学与工程专业取得了较好的实践教学成果，但是我们必须面对现实，深入分析实习基地建设与实践教学管理中存在的问题，并以创新的理念、创新的思路、创新的举措建设多种模式的校内外实习基地。在实践教学中，要采取各种有力措施，确保学生实践课程的内容、时间和质量，推进教育教学、科技创新和社会实践的紧密结合，促进实践教学的发展，提高风电人才培养质量。

参考文献：

[1]杨镇光：高等院校校外实习基地建设探讨[J].实验室研究与探，2011，30（8）：366-368.

[2]周爱国.大学生实践能力培养存在的问题及对策[J].教育探索，2009，（1）：74-75.

[3]湖南工业大学东莞实习基地简介[J].价格理论与实践，2011，（01）.

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微型课程又称为短期课程或课程组件，是在学科范围内由一系列半独立的单元组成的一种课程形式.它既能适应不同学生的兴趣和需要，又可以及时反映社会和科技的发展；既有主题又能体现学科课程的特点.从20世纪80年代开始，微型课程就成了世界各国课程开发的一种新趋势.微型课程有着自己鲜明的特点：“短”――课程持续时间比较短，少则1-2课时，多则5-6课时，不影响学科课程的学习；“少”――教学目标少，突出一个中心内容或专门主题，容量少，学生容易学习和接受；“活”――课程内容活，可以根据学校条件和学生兴趣来安排教学内容，课程之间的知识联系相对松散.同时课时安排也比较灵活，可根据学校具体情况进行调整，充分利用相对零散的时间.微型课程的这些特点与综合实践课的特点非常吻合.

二、《家庭环保充电站》微型课程开发过程

1.确定课程方向

课程方向的确定主要从以下几个方面进行考虑.

（1）与学生实情相符合.主要包括学生知识结构、兴趣以及相对应的动手能力等.所设置的主题要在学生能接受的范围，但要符合最近发展区原理，使学生跳一跳才能够到.

（2）与学科教学相联系.这样可以加深学生对所学知识的理解，提高学科课程的学习热情，但要避免完全学科化.

（3）与社会发展相吻合.比如体现绿色环保、可持续等理念，增强课程的时代性.

依据上述三个方面，笔者通过对学生的调查，以及对学生所学知识结构了解，选择了制作手摇发电机，给超级电容充电，组成环保电池供家庭使用这样一个项目.因为，这个项目中几乎所有的原理和元器件知识，都是学生学习过.但是，存在着知识分散的问题，同时学生对这些知识的认知也只停留在表面.因此，通过这个项目的完成，会很好的将知识加以串联，能够让学生体会到知识的实际应用价值.

至此，课程的大方向已经确定，但就其课程的容量上还略显偏大，考虑到课时的原因，以及各部分知识之间的相互关系，笔者将其它分成了几个相对独立的子项目，其结构如下.

2.确定课程教学目标

课程教学目标分为总目标和子项目教学目标，具体如下.

（1）课程总教学目标.通过该课程的学习，培养学生基本的科学探究能力和环境保护意识，培养学生的信息收集能力、动手能力、团队协作能力、总结和展示能力、融入信息社会的态度和能力.

（2）子项目教学目标.“手摇发电机制作”项目教学目标是了解干电池造成的污染，学习制作简易发电机，培养信息收集能力、动手能力、团队协作能力，宣传环保.“整流电路制作”项目教学目标是制作整流电路，了解交流电转换成直流电的简单方法，学极管、电容的电学特性，增强学生的动手能力，培养他们的合作精神和交流表达能力.“电能的储存”项目教学目标是了解电能储存的方式及各种储能元件，学习超级电容的电学特性， 完成成品组装并展示，培养总结和展示的能力.

3.课程实施

课程具体的实施，可以根据学校的课时安排进行灵活处理.笔者进行了两种尝试，具体如下.

方式一总课时在4个以上，则可以考虑学习整个课程.课程共分为4个课时，采用小组协作学习的方式授课，课程的三个部分同时进行，利用小组成员间的交流，达到知识共享的目的.每个小组4名成员.第1课时，成员A收集有关废旧电池造成的污染及国际上处理废旧电池的方法，并记录在表格中.成员B查找交流发电机的原理及收集自制简易交流发电机的模型，记录在表格中，以便与同组成员协商后设计合适的结构.成员C检索交流电转变成直流电的方法及电路结构，记录在表格中.成员D检索储存电能的方法及所用元器件及价格，记录在表格中.信息检索完成后，小组成员讨论确定自制发电机的结构、设计整流电路以及存储电能的元器件，力求做到简单、高性价比，更提倡废物利用.最后提交指导老师审核，以确定方案的可行性.并在课余准备好所需材料，有困难的可以请老师、家长帮助.第2课时，根据上一课时的方案，合作完成手摇发电机及整流电路制作，并尝试点亮小灯泡，如果未能点亮，分析可能的原因并解决.第3课时，根据上一课时制作的模型，设计一个产品外观，讨论该装置在生活中的拓展应用.第4课时，各小组制作展板，展示自己的成果，倡导合理使用电池，宣传环保理念.下面是用图表的方式来表示整个课程的流程设计：

方式二课时只有1～2个，可以考虑学习其中一个内容.笔者选择了第一部分，主要考虑以后如果还有课时，可以继续学习其他部分，组合后依然可以完整地学习到整个课程，学生也能得到一个完整的作品.由于教学内容相对较少，可以每个学生单独完成.教学过程如下.第一课时，学生收集干电池使用情况及造成的污染，并交流.检索交流发电机资料，设计手摇发电机结构及所需材料，提交设计报告并交流.利用课时之间的间隔期，让学生准备所需材料，如果实在无法得到可以请老师帮助；第二课时，完成发电机制作，并点亮发光二极管.交流制作中遇到的问题及解决方案.

三、实践结论

1.微型课程开阔了物理研究性学习策略的拓展思路

目前很多学校的研究性学习主要是课题研究的方式，而且几年来，学生研究的课题似乎没什么大的拓展，很多时候都流于形式，项目设计的实践活动类型没有受到重视.其实项目设计形式的微型课程，其最终的产物往往是可以使用的产品，看得见摸得到，学生的成就感会更加强烈.

2.微型课程满足了物理研究性学习的弹性管理要求

通过观察发现，由于综合实践课没有固定的时间，每个学期课时安排也不同，中间间隔期往往很长，而课题研究形式的综合实践课往往要延续很长的时间，造成学生资料保管上的困难，往往临时抱佛脚，拼凑一些材料交差.而项目制作形式的微型课程，克服了综合实践课课时少，时间间隔长的弊端，真正发挥了综合实践课的作用.

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基金项目：本文系2012年东北电力大学教学改革研究项目（项目编号：20120010）、吉林省教育科学“十二五”规划课题（课题编号：GH13201）的研究成果之一。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）15-0036-02

“卓越工程师教育培养计划”的主要目标是培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的各类型高素质工程技术人才，即卓越工程师后备人才（简称“卓越工程师”）。[1]在西方的发达国家，政府高等教育改革的方向是将学生置于教育教学系统的核心，随之而来的在世界一流大学里的人才培养模式改革也将培养卓越工程技术人才视为重点。卓越工程师的培养不但需要重新构建课程体系和教学内容，制订切实可行的培养方案，还要注重教学组织形式和教学方法的研究和改革用以保证卓越工程师培养目标的实现。东北电力大学能源与动力工程专业卓越工程师培养就是在此基础上开展的，制订了相应的培养计划。但对于具体的教学组织形式和教学方法的改革、研究和设计的探讨，更有助于“卓越工程师教育培养计划”的实专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net施。如何充分利用本专业现有的教学资源，改变教学手段，充分调动学生主动学习的积极性，是保证参与“卓越计划”的学生日后具备较强的工程能力和创新意识的关键。这就要求在培养的过程中，将学生置为中心，将学生掌握知识和应用知识的能力置为出发点，将综合素质提高和创新能力培养置为指导思想，按照行业的需求来改革教学组织形式和教学方式，以适应卓越工程师的培养。

研究性学习作为一种教学组织形式和教学方式，符合工程能力培养的规律和综合素质形成的逻辑。[2]它适合用于“卓越计划”人才的培养，可以帮助参与“卓越计划”的高校实现卓越工程师培养的目标和达到卓越工程师培养的标准。所以，在卓越工程师培养中开展研究性学习是非常必要的，而研究如何在卓越工程师培养中开展研究性学习就成了首要解决的问题。

一、研究性课程设计

课程设计是专业课学习过程中的一个非常重要的实践性环节，是教学环节的重要组成部分。课程设计注重培养学生应用基本理论解决工程实际问题，提高学生综合应用所学专业知识的能力，在能源与动力工程专业方向的教学计划中占有重要的地位和作用。通常在课程设计前，指导教师会根据课程内容拟定一个设计题目，将设计过程中指定的条件和所需要数据交给学生，然后讲解一些主要的相关知识点，在指导教师的指导下由学生来完成。有的课程所选用的课程设计指导教材上有整个计算过程的图和表格，学生只是改变一下计算条件，用手算的形式就能完成。这样，在课程设计的过程中学生就不会动脑思考“为什么要这样计算”，“可不可以不这样计算”，也就达不到培养学生应用课程的基本理论知识解决实际问题的能力，也就更谈不上创新。此外，计算机以及各种语言、算法已经应用到了各个领域，不能借助计算机来解决工程实际问题的工程技术人员是不能适应社会发展的。而卓越工程师的培养更加注重学以致用，尤其是实践能力的培养。所以，传统的课程设计的指导方式已不再适用，对课程设计进行研究和改革有助于卓越工程师的培养。

研究性课程设计的主要目的是培养学生将所学专业知识融入到实际工程应用中，所培养的学生不仅有扎实的专业知识，而且有较高水平的分析问题和解决问题的能力，并能利用计算机去解决实际问题。通过研究性课程设计，不但能使学生很直观地掌握课堂上所学的专业基础知识，还能体会到计算机与专业课知识相结合所带来的成就感，从而在激发学习兴趣的同时提高了分析和解决实际工程问题的能力。并且，借助于学生的主动性，还可培养学生的科研创新能力和实践创新能力。基于项目的参与式学习是研究性学习的一种方式，[2]学生通过参与工程项目或工业产品的设计、开发、研究的过程，锻炼应用所学知识解决实际问题的能力，它为研究性课程设计的开展奠定了良好的基础。

二、基于卓越工程师培养的研究性课程设计的过程

为了保证研究性课程设计的实施，达到培养学生解决工程实际问题的能力和创新能力的目的，除了将学生置为中心，指导教师改变角色外，还需要注意以下几个方面：

1.结合工程实际选题

指导教师应通过对电力生产中出现事故或故障的调查，编制课程设计的题目，以丰富专业主干课程的课程设计内容，实现课程设计题目的多样化和实际化，达到理论与实际相结合的目的。并且，尽量使课程设计的题专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net目针对大容量发电机组经常出现的问题而设置，以进一步提高学生解决实际问题的能力，并促进对所学课程内容的深入理解，达到培养具有科研创新能力和实践创新能力的高素质人才的目的。

比如“汽轮机原理”的课程设计，所选的题目就是综合利用学过的基础知识分析与解决某电厂汽轮机组实际发生的问题，即“在汽轮机通流部分缺省情况下（拆除其中一级）机组最大允许负荷确定及经济性和安全性核算”。这个设计中涉及到回热系统的热力计算、强度校核和汽轮机变工况下的经济性。这样，学生在完成设计之后，不但掌握了整台机组的经济指标计算和安全性核算，还掌握了汽轮机的变工况和回热系统变工况的理论知识和应用。

2.丰富课程设计的内容

课程设计的教学目的是培养学生运用所学的原理和技术知识解决实际问题，同时训练学生使用计算机和查阅资料的能力，使学生在课程设计的过程中巩固所学的理论知识，培养利用这些知识解决实际问题的能力，逐步树立正确的设计观念。在课程设计过程中，应将学生置为主体，指导教师起引导作用，充分发挥研究性学习的作用。“设计”本身就是一个创新的过程，应尽量发挥学生的自主创新能力。指导 教师应该将课程设计的内容制订得比较宽泛，学生可以根据自己的能力和兴趣选择已知条件，真正达到“设计”的意义。一般情况下，参加课程设计的同学应该是一个年级，班数不等，人数较多，为了达到课程设计的预期效果可以分组进行，每组的设计内容有所变化。如“汽轮机原理”课程设计“在汽轮机通流部分缺省情况下机组最大允许负荷确定及经济性和安全性核算”，在保证学生所运用的基本原理和训练目的相同的情况下拆除不同的级，可使每位学生的计算内容都不相同，给学生留一个探索的空间，不但巩固了所学的理论知识，还增强了利用这些知识解决实际问题的能力，同时也培养了学生查找资料和归纳总结的能力。

3.加强计算机在课程设计中的应用

随着专业课教学与计算机应用的结合，课程设计要加强计算机的应用，包括程序设计、绘图和界面设计，以训练学生高效率解决工程实际问题的能力。在课程设计的过程中，要求学生编程计算和手算相结合，这样既应用了计算机知识，又能更好地理解算法的基本原理。课程设计的最后，要求用工程绘图软件绘制热力系统图及其原理图，便于学生在绘图的过程中了解整个系统及工作原理。如在“汽轮机原理”课程设计中，通过绘制机组全面性热力系统，使学生对整个热力发电厂的生产过程及各个主辅设备之间的联系有了比较清晰的了解和认识，基本上树立了正确的工程观念，增强了学生的实践能力。另外，计算机的应用与课程设计的结合，也加强了学生的计算机使用能力，为其今后从事各种工作奠定了有力的基础。

4.制订严格的成绩考核标准

课程设计的成绩考核可以由两部分组成：检查设计说明书和学生独立答辩。第一部分是课程设计说明书的质量，它反映着学生的逻辑思维能力和条理明晰的书面表达能力。通常，课程设计说明书都有统一的书写规范专业提供论文写作和写作论文的服务，欢迎光临dylw.net，既美观又便于查阅有关数据。说明书要阐述计算过程中的主要依据和基本计算公式；文字要简练，字迹要工整，逐页编号；图表要列名，并按照先后次序统一编号；所附图纸应正确、清晰。在考核时，重点检查计算结果合理性、设计过程说明条理清楚性、内容充实性和插图清晰美观性。第二部分是考查学生对课程所学基础理论知识的掌握、应用和创新。通过答辩的形式，根据课程设计内容和过程中涉及到的基础理论，提出不同的问题，根据学生的具体情况来考核，不但能考查学生分析和解决问题的能力，还能考查到学生的创新之处。同时也能锻炼学生的语言表达能力、交流能力和临场应变能力。最后，教师根据课程设计说明书和所提出的问题的回答情况给出课程设计的考核成绩。

课程设计完成后，每名同学的课程设计说明书和答辩记录装在统一设计的档案袋中分班级保存。

三、结论

在卓越工程师培养中开展研究性课程设计是切实可行的。为了保证卓越工程师培养目标的实现，研究性课程设计的选题至关重要，既要和工程实际相结合，又要保证在设计过程中锻炼学生的综合素质和创新精神。指导教师要将学生置为主体，转变教育思路，充分调动学生的主观能动性，才能保证研究性课程设计的实施。研究性学习为培养具有科研创新能力和实践创新能力的高素质人才提供了新思路，也可以在各类课堂教学中进行实施。

参考文献：

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【关键词】汽车发动机电控系统；教学创新；理实一体化教学；职业技能

1.前言

汽车最重要的组成部分之一就是汽车发动机，它相当于汽车的心脏部分，随着电控系统与发动机技术的全面发展，所有的汽车制造厂商对发动机新技术投入全部研发精力，促进了电控系统飞速的发展。2001年我国就要求所有汽车生产必须全部进行电喷系统的安装，所以，电喷系统的维修技能提升是所有维修人员的技能必备。在我国，所有的汽车维修人员都是从高职高专职业院校培训出来的，为了满足社会对于汽修人才的需求，高职高专职业院校应当紧跟社会要求与企业要求，开设满足需求的所有课程。其中，在汽车类专业课程中最为核心的课程就是汽车发动机电控系统，它不仅是一门在汽车传感器、发动机构造以及电工电子基础上建立的基础课程，还是一门讲述工作原理和电控系统组成的课程，为此，就需要高职高专职业院校对学生进行排除能力、仪器检测能力、分析能力、电控系统故障诊断能力、实践能力、职业道德能力等综合能力的培养。

课程教学的好与坏直接导致技能人员的好与坏，如果课程设计的内容脱离实践、方法轻实践重理论，会直接影响培养目标的专业化，所以，课程教学的设计直接关系到目标实现。在进行课程设计时应当始终在培养学生附近围绕，以职业关键能力为目标来进行，文章通过社会能力、专业能力以及方法能力的培训进行分析。

2.汽车发动机电控系统课程概述

汽车发动机电控系统课程主要有构成课程体系设计、教学目标以及课程定位、培养关键能力。目前所有的课程开发都是通过实现工程来进行的过程向导，比如，工作过程所对应的整合、归纳以及抽象学习领域、学习领域所对应的教学过程设计和学习情境、汽车应用类对应职业工作顺序。通过对一些汽车营销企业、汽车故障诊断岗位、汽车维修岗位、汽车专项技术服务岗位、汽车维修岗位以及汽车维护岗位等进行分析，从而确定了六种属于汽车机电维修领域的岗位，主要有整车性能检测的诊断、电气系统在汽车车身的检修、诊断与检修汽车底盘、诊断与检修汽车发动机、汽车维护以及诊断与检修汽车电器系统。我国高职高专职业院校的学习课程是根据职业资格在汽车修理中的技能要求，进行专业学习领域、专业学习情境和行动现实化、具体化的课程体系。

汽车发动机电控系统是一门面向汽车电子技术、汽车检测、汽车运用和汽车维修等具有综合技能的专业平台课程，它始终围绕着培养社会能力、方法能力以及专业能力的关键职业能力而设计。课程的教学目标主要是对学生进行电控发电机组中出现常见故障排除的培养、电控发电机组中出现常见故障诊断的培养、检测设备熟练使用的培养、维修工具熟练使用的培养、技术资料相关英文和中文查找的培养、数据分析技能能力的培养、方法能力的培养、社会能力的培养、学习能力的培养。培养关键能力是通过高技能人才、课程教学、汽车维修来进行设计的，并且，理实一体化的设计教学、学习情境的工作过程化设计都是一种对专业能力进行强化的培养手段，任务教学法、项目教学法是一种对具体问题能力、方法能力进行强调解决的培养手段，具体任务工作分工完成、具体任务工作小组讨论合作是一种对学生团结问题、协作问题、社会能力进行解决的培养手段。

3.课程设计过程

3.1 课程设计思路

高职高专职业院校的基本教育特点为，从学生体系转化为工作体系，而学习过程就成为一种学习和工作的过程一体化，并根据工作任务来进行具体工作、工作要求、工作对象以及工作内容，所以，现行的高职高专职业院校课程普遍呈现开放性、职业性和实践性。通过汽修厂要求的工程过程可以知道，要想教学内容实现有形化和具体化就必须采取教学所对应的情境，并以理实一体化来进行实训室教学，以此表现出课程所具有的实践性。目前，我国的高职高专职业院校设计课程的重点为对学生进行职业技术能力和职业性的培养，学校利用教学情境的不同来不断让学生进行训练以及学习，以便让学生获得需要的实践技能和理论知识，并在团队的协作合作中，训练学生的合作交往能力和与人沟通能力，从而全方位提升学生的社会能力、方法能力和专业能力，使学生所具有的综合职业能力得到培养。

在教学过程中，高职高专职业院校还需要注重在工作任务的教学过程中，努力按照企业工作过程进行模拟，这样才能使学生真正获得职业技能，所以，在进行教学过程中就必须让学生到企业里面实习顶岗，同时高职高专职业院校还可以去企业聘请技术人员来为学生进行讲课，以这种请进来、走出去的方法来把学校学习过程导入企业最真实的工作过程中去，并使两中过程相融合，从而实现真正意义上的开放性课程。

3.2 课程设计原理

通过多年的岗位需求、培养目标、人才培训、学校的课题研究以及企业的用工要求，高职高专职业院校目前从改革教学手段、改革教学方法、改革教学内容和改革课程体系来进行从业人人员素质要求培训、能力要求培训、知识要求培训，并从根本上提升学生的终身学习能力和就业应变能力。汽车发动机电控系统课程教学设计的原则有五个，分别是在众多的课程中要以突出能力作为目标，课程的任务以及项目是课程载体的体现，通过工作过程的完整性来进行实训过程中能力的设计，切记学生才是高职高专职业院校的行为主题，理实一体化中实践知识和理论知识相统一的教学课程。

4.汽车发动机电控系统课程教学改革的创新研究

4.1 典型工作任务

通过企业专家、教师共同对企业进行深入调研和以培养汽车专业人才为目标进行的总结职业技能、归类职业技能、分析职业技能，最后剩下五个发动机电控系统的典型工作任务。这五个典型工作任务每个都是从企业工作任务中产生出来的维修故障和实际需求，并且都具有相对完整的过程，能够比较好的把技能、知识点融合掌握，并且从简单到困难来进行循序渐进的设置任务。当高职高专职业院校进行学习单元的教学时，老师则需要对学习单元进行任务工单、教学设计、学生手册、教学课件、演示录像和教学录像的拆分，并且，由教师把整个学习单元按照六步法来进行组织过程的教学设计，设计的内容必须包括组织教学过程、任务名称、学时、任务目的、实训设备、实训场地以及客户任务描述等。

4.2 高职高专职业院校的竞赛模式

高职高专职业院校引入竞赛模式，不仅可以展示学校老师的教学改革的重要作用和学校宣传的办学成果，还可以展示学校中学生的风采。根据各种技能大赛的数据可以知道，竞赛模式既需要参赛选手具备应对自如、心理素质好、配合明确、分工明确、逻辑思维清晰，也需要参赛选手具备仪器正确使用、记录完整、设备检测、分析准确、故障点确认。要想课堂教学的内容运用到技能竞赛中去，就需要学生自己进行实际操作演练，一般在竞赛中的故障点通常是由企业技术维修总监进行的，并且对分工协作、逻辑分析、规范操作以及安全生产都要求比较高，这一点也是现实高职高专职业院校多缺少的一点。

4.3 理实一体化实训

理实一体化为学校培养了学生的职业综合能力和为学生打造了作为真实的职业环境，通过现实的工作任务来进行学生的生产性实训，在进行实训时，学生和老师都需要注意现在的身份和以前不一样了，以前是老师教导、指导学生，而现在则是由老师指引，学生自主来进行学习的，并在理实一体化教学过程中引入技术规范标准、工作流程标准、工作责任书以及技术手册来对学生进行职业素质、职业道德的培养。目前我国的高职高专职业院校采取的的生产性实训，是通过老师带领学生在企业汽车维修团队进行教学模式的展开，让学生了解到汽车维修包括，预约—接待—车辆诊断—制作工单—车间派工—车辆检修—质检验收—清洗交车—服务跟踪。此外，高职高专职业院校还可以建立汽车美容设备，让学生为车辆进行美容，保证培养学生的综合素质和责任心。

5.结束语

汽车发动机电控系统是一门面向汽车电子技术、汽车检测、汽车运用和汽车维修等具有综合技能的专业平台课程，它始终围绕着培养社会能力、方法能力以及专业能力的关键职业能力而进行设计。高职高专职业院校进行课程设计时，需要遵循在众多的课程中要以突出能力作为目标，课程的任务以及项目是课程载体的体现，通过工作过程的完整性来进行实训过程中能力的设计，切记学生才是高职高专职业院校的行为主题，理实一体化中实践知识和理论知识相统一的教学课程的五个原则进行设计。汽车发动机电控系统课程教学改革的创新研究从典型工作任务、高职高专职业院校的竞赛模式以及理实一体化实训三个方面进行的。

参考文献

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[2]严景明，陈国庆，张新强，罗黎.汽车发动机组电控系统课程的教学探索[J].电子世界，2012（15）：170-173.

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[5]孙冰寒.《汽车发动机电控技术》网络课程教学研讨[J].学问科教探索，2010（2）：11-12.

篇9

关键词：单片机；一体化；教学模式

具体而言，我们提出的单片机课程一体化开放式教学模式包括以下三个部分的内容。

一、合理编排教学内容和顺序

按照如下的顺序开展课堂教学：（1）单片机系统结构和片内资源介绍，存储模式，中断机制、重要寄存器的功能与操作；（2）单片机开发环境介绍，C语言基础回顾，C程序的编辑、编译、下载过程，特别是调试技巧；（3）常用单片机的电路模块，包括液晶、键盘、数码管、数据采集、存储电路、串口通信、I2C接口、电机与继电器控制电路等；（4）在前面所学基础上，将各个单元模块进行集成，搭建一个综合性的单片机系统，该系统整合了前面讲解的各单元，是对所学知识的复习和提高，让学生了解一个中等复杂单片机系统的开发过程。

以上教学内容在编排上应该具有渐进性和层次感，保持学生学习的平滑上升性，以降低学习的难度。

二、贯彻环环相扣、层层推进的一体化教学过程

教学实践需要符合学生的认识规律。在本课程中，后面与前面的知识具有平行性或者平滑渐进性，不但要让学生学到新知识，而且还要让学生学得轻松。我们在教学实施上，遵循由易到难的思路。在教学层次上，从单元到模块、从模块到系统；在教学环节上，从仿真到实验、从设计到制作，逐步增大学习的广度和深度。在课堂学习中，学生已经掌握了基本的单片机设计与电路板制作知识。课程设计环节则重点培养学生利用单片机解决实际问题的能力，教会学生针对具体应用问题查找与选择合适芯片，阅读数据手册，制定系统软硬件设计方案及相关算法并最终实现。通过课程设计，学生可以掌握单片机应用开发的一般流程。此后，学生可以根据自己的经历，针对生活中的焦点问题，自主构想一些合适的解决方案，经与老师协商后可以作为毕业设计的题目。这样的题目是学生主动提出，而不是被动接受，因此完成毕业设计的积极性很高，毕业设计成果具有一定的创新性和实用性，能够起到较好的锻炼能力的作用。

三、构建开放式的教学环境

当前的学习环境相对封闭，仅限于教室、图书馆和实验室。学生回到寝室面对电脑，首先想到的是浏览网页、聊天和打游戏，利用电脑进行学习的意识薄弱。Proteus可以将实践活动从课堂、实验室延伸到学生寝室，拓展学生的学习空间。学生可以在寝室完成单片机的原理图设计、程序编写与仿真、电路板布局与布线工作，而把加工、焊接工作带到实验室或加工厂完成，提高了实验室的使用效率，做到了开放型的实验实训。

篇10

［关键词］理实一体化研讨式教学主线式教学案例示教学演示式教学

［中图分类号］G426［文献标识码］A［文章编号］2095-3437（2014）09-0157-03自动控制技术已广泛应用于国民经济的各个领域，并成为探索、研究各种新技术新装备的工具。自动控制原理是工科院校自动化专业的专业基础课，也是电气信息类、能源动力类、机械类等众多专业的学科基础课程。该课程是相关专业本科生后续课程和研究生课程的基础课程，在控制科学与工程学科中占有重要地位。该课程是理论性和工程应用性都很强的技术基础课，其教学体系结构本身由理论教学和实践教学两个平台构成，但某些学校本课程设置学时较少甚至不设实践教学，缺少实践的辅助而进行纯理论教学，必然会影响到教学效果。

一、课程简介

（一）课程内容

该课程主要讲授的内容，可以归纳为“四个三大”：三大数学模型：分别是微分方程、传递函数、结构图与信号流图；三大分析方法：时域分析、根轨迹、频域分析法；三大性能分析，即分析自动控制系统的“快、稳、准”三个重要特性；（以上可以归类为本门课程的任务之一就是对于自动控制系统的分析）三大校正方法：即串联、反馈和复合校正。通过这些反馈装置的设计使任意一个自动控制系统满足性能，是本门课程的另一任务：自动控制系统的设计。其中，自动控制系统对应微分方程的列写、指标计算、根轨迹画法及其分析、波特图画法及奈奎斯特判据等内容就是相对的难点内容。

（二） 学员基础要求

该课程要求学员具有较好的《高等数学》、《大学物理》、《电路分析基础》、《电子技术基础》，特别是《信号与线性系统》等理论基础，另外对于热学、力学、机械、电机等也要有所了解和掌握。

（三）教学目标

该课程的教学目标是使学员掌握自动控制系统的基本概念, 具有对自动控制线性系统的分析、设计和校正应用能力，具有分析和处理技术岗位的一般技术问题的能力，具备从事电子装备维修、装备计量岗位所必需的装备自动控制系统的分析能力，为后续的专业课学习以及毕业后工作奠定必要的理论基础。

（四）课程特点

虽然自动控制理论来源于实践，但其概念比较抽象，跨学科知识较多，且数学建模能力要求较多，数学含量大且计算复杂，给初学者的学习带来很大的难度。这样一门实践性较强的课程，在没有实践环节的情况下，如何通过多媒体和演示提高教学效果，如何通过应用案例加强理论应用能力培养是本门课程教学的难题。

二、教学组织与设计

（一）教学总体设计

由于上述课程特点，对于该课程无论是教学的内容，还是教学的形式，都有更高的要求。教学组织和设计总体本着“理清思路、总结归纳和有效提高”的设计思路，在以理论教学为主的基础上，结合自动控制装置和日常生活的实例，着重强调“讲做练”的教学方法，即教员课堂讲原理和学员课堂讲总结相结合的互动教学法；做作业和做课程设计相结合的实践法；虚拟实验训练和现场实习训练相结合的现场感知法。在教学过程中，采用理实一体化教学模式，即将演示式实践教学融入正常的理论教学学时中同时进行，不再单独设置实验学时的一体化教学模式。这样，在学习理论的同时又锻炼了实践能力，把能力培养落实到具体的教学过程中。

（二）教学方法

结合课程的基本特点以及学生的具体特性，依据课程的教学内容，采用主线式、案例式、研讨式、演示式等多种教学方法相结合方式，共同提高教学质量。

1.主线式教学

由于无论对于自动控制系统的分析或是设计，总是按照这样的一条主线展开的：首先建立自动控制系统的数学模型（微分方程、传递函数和频域特性），然后利用时域分析法、复数域分析法或频域分析法三种方法分析系统性能（包括动态性能和稳态性能），最后根据系统设计要求所提出的性能指标利用校正装置对系统的性能进行校正改善。教员将这条主线交代清楚后，学员们在进行具体内容的学习时，就能提前了解当前内容在整个课程中的位置和地位、前后知识之间的联系；回顾时再按照主线进行回顾。将这样一条主线贯穿于整个课程当中，可以帮助学员建立起宏观观念，也有助于对各个知识点之间的关系进行更好的理解。

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图1自动控制原理课程的知识主线

2. 案例式教学

对于每一个新知识点的学习，都可以从具体实际案例出发去解释其由来和实质，且这些案例都可通过生动的图片、flas和视频资料的形式增强学生的感性认识，以便加深学生的理解与印象。例如，开环控制系统和闭环控制系统的讲授，可以首先介绍两种控制系统的区别、优缺点等；然后进行“单交叉通流控制”的案例式教学，通过两个flas演示该控制系统的开环、闭环工作动态过程。当开环控制时，控制信号的绿灯时间预先设定好，按照一定的周期和配时方案进行控制，车流量较多的方向堵塞问题不能得到明显解决；当闭环控制时，引入反馈，通过埋在地下的感应线圈测量车流量，使控制信号的绿灯时间按照车流量进行配置，交通堵塞的问题得以明显改善。这样通过案例就可以使学生容易理解开环控制和闭环控制的区别，以及二者的优缺点。（见图2）

3.研讨式教学

教员通过情境创设，在教员的支持和帮助下，让学员围绕设计问题自主分析问题，寻求答案，并进行交流与讨论。教员围绕问题创设情境，提供相关信息，学生围绕问题展开分析。注重学员自主探究，让学员通过在自己或小组成员的探究活动中获得知识。主要从以下几个方面进行研讨设计：①相关交叉学科知识如热学、力学、机械学、电机等知识查阅研讨；②课内问题及软件仿真、课后作业；③课程设计：比如从开课伊始一直贯穿讲解某个控制系统――火炮位置随动控制或是雷达天线旋转跟踪目标自动控制等，让学员最后进行课程设计，将所学知识运用于对该系统进行分析和校正设计。④参加省级、校级等大学生科技竞赛解读研讨，提高学员学习的热情和积极性。

4. 演示式教学

MATLAB提供了功能强大的工具，具有先进的视觉化功能，是一种完善的科学计算语言。在本课程的教学过程中, 通过形象直观的MATLAB实例仿真，比如响应曲线显示或系统设计搭建等，可以达到印象深刻直观、课程抽象性减弱、关键结论牢记等事半功倍的教学效果。传统的教学设计中，都是采用这种软件仿真来进行专门的实践学时教学。如若不含实践学时，可以通过课内部分的教师演示结合课外学生的仿真作业、课程设计等进行教学，同样可以达到较好的教学质量。

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图3自动控制系统MATLAB simulink 建模

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图4自动控制系统MATLAB响应显示分析图

另外还穿插有对比式教学。比如在讲解根轨迹分析时，与时域分析法进行对比；讲稳定性分析时，将劳斯判据和奈奎斯特判据对比；讲频率特性时，将极坐标图和对数坐标图进行对比。这样通过对比教学，找出它们之间的共性和个性，联系与区别。

（三）教学手段

教学手段上将先进的教学辅助设备、现代信息技术等应用于教学，如多媒体课件（含生动的图片、flas和视频资料）和仿真软件，改变了黑板板书单一的呈现方式，使课堂教学图文并茂、声像具现，生动活泼，增加了信息量，提高了课堂教学效率。同时，可将工作与学习结合，立足未来实际，并将大学生科技竞赛作为一种激励机制引入，吸引学员学习兴趣，提高动力。

（四）教学实施步骤

具体实施时可以设计为7步骤：

第一步：告知教学内容、目的；

第二步：引入实际案例；

第三步：通过教师讲解训练学生掌握基本能力；

第四步：通过研讨和练习加深学生对基本能力的体会；

第五步：学生自行归纳具体知识和能力；

第六步：教师总结本节内容；

第七步：教师布置作业，作业包括教材上的理论计算题型，课后查阅内容以及软件仿真作业。如图5所示。

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图5 教学实施步骤图

三、总结

本文结合理工大学气象海洋学院自动控制原理课程的建设，介绍了在不含实践学时的自动控制原理教学中的一些设计和体会，即采用理实一体化的教学模式将实践教学融入理论教学中，节约时效，同时也增强了学生对于理论和实践能力的双重锻炼。

［参考文献］

［1］李振龙,乔俊飞,孙亮,等.自动控制原理课程体系结构和教学方法探讨［J］.教学研究,2009（2）.

［2］郑长勇.自动控制原理课程教学改革探索与实践［J］.内蒙古农业大学学报（社会科学版）,2009（4）.