自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)研究論文

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1.自動(dòng)化專業(yè)的教育培養(yǎng)現(xiàn)狀

首先，由于以課程為單位的獨(dú)立式教學(xué)，使得學(xué)生對(duì)所學(xué)習(xí)的課程知識(shí)的理解具有孤立性，這樣，在短時(shí)間內(nèi)可以較好的掌握課程知識(shí)，然而，該課程的后續(xù)課程，可能是在半年后，甚至一兩年后才學(xué)到，而且由不同的教師講授，那時(shí)候，學(xué)生對(duì)于已學(xué)習(xí)的理論基礎(chǔ)知識(shí)的記憶已經(jīng)很淡，難以有效的得到靈活應(yīng)用。其次，在很多理論課的安排中，設(shè)置一些相應(yīng)的實(shí)踐環(huán)節(jié)，這些實(shí)踐環(huán)節(jié)由獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教師帶，這樣的安排不利于授課教師對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)掌握情況的了解，無(wú)法在授課過(guò)程有針對(duì)性的進(jìn)行深入引導(dǎo)。而且，很多實(shí)踐內(nèi)容為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生們的任務(wù)就是嚴(yán)格按照要求機(jī)械性的完成實(shí)驗(yàn)，獲得合理的數(shù)據(jù)，缺乏實(shí)際聯(lián)系理論的引導(dǎo)，導(dǎo)致學(xué)生看似動(dòng)手能力很強(qiáng)，實(shí)際上只學(xué)會(huì)機(jī)械操作的技能。最后，學(xué)生對(duì)專業(yè)整體認(rèn)識(shí)不夠難以發(fā)揮主觀能動(dòng)性。專業(yè)導(dǎo)論是一門介紹專業(yè)整體概況的重要課程，這門課安排在大學(xué)一年級(jí)，混在龐大的公共基礎(chǔ)課中，曇花一現(xiàn)，學(xué)生還沒來(lái)得急理解，就匆匆忘記，在后面的學(xué)習(xí)中，又專注認(rèn)真的學(xué)習(xí)每門課的知識(shí)點(diǎn)，缺乏綜合運(yùn)用、思考和創(chuàng)新實(shí)踐，大部分學(xué)生處在知其然不知其所以然的狀態(tài)，因此，融合系統(tǒng)知識(shí)的講授以及實(shí)踐應(yīng)該貫穿整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程，充分訓(xùn)練學(xué)生的思考能力，發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)新能力。

2.自動(dòng)化專業(yè)多課程融合教學(xué)

根據(jù)佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院2013版的人才培養(yǎng)要求，自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)電工技術(shù)、電子技術(shù)、控制理論、信息處理、過(guò)程控制、電氣工程、系統(tǒng)工程、自動(dòng)檢測(cè)與儀表、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的基本理論和基本知識(shí)，希望學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程受到較好的工程實(shí)踐基本訓(xùn)練，最終具有系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)、開發(fā)與研究的基本能力。本研究以CDIO理論為指導(dǎo)思想，以人才培養(yǎng)要求為目標(biāo)，通過(guò)融合多課程的教學(xué)改革，使得學(xué)生能及時(shí)的活學(xué)活用，提高專業(yè)技能，提高綜合創(chuàng)新能力。首先，根據(jù)自動(dòng)化專業(yè)的應(yīng)用性特點(diǎn)，綜合專業(yè)整體師資力量，確定2-3個(gè)大項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目涵蓋部分專業(yè)課程，所有項(xiàng)目涵蓋幾乎所有專業(yè)課程。為了可以更詳細(xì)的描述多課程融合教學(xué)方式，本文以工業(yè)過(guò)程自動(dòng)化方面的一項(xiàng)目，“某工業(yè)過(guò)程水箱水位控制系統(tǒng)”作為案例進(jìn)行描述。該項(xiàng)目涵蓋了課程《信號(hào)與系統(tǒng)》、《自動(dòng)控制原理》、《過(guò)程控制系統(tǒng)》、《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化儀表》、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》等，是一典型的綜合性項(xiàng)目。然后，以大項(xiàng)目為單位，涉及課程的教師組合成相應(yīng)的教學(xué)討論組，針對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施技術(shù)細(xì)節(jié)以及實(shí)施的時(shí)間安排進(jìn)行討論，將大項(xiàng)目的綜合實(shí)施貫穿整個(gè)大學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程。大學(xué)一年級(jí)剛剛開始，很多學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的十分渴求，在這個(gè)時(shí)機(jī)，單純的一門課堂學(xué)習(xí)《專業(yè)導(dǎo)論》無(wú)法滿足現(xiàn)實(shí)的需求，我們需要在專業(yè)導(dǎo)論中增加設(shè)置與大項(xiàng)目相關(guān)參觀學(xué)習(xí)以及觀看自動(dòng)化應(yīng)用的現(xiàn)場(chǎng)視頻環(huán)節(jié)，讓學(xué)生對(duì)自動(dòng)化的典型應(yīng)用、被控對(duì)象、設(shè)備、儀器儀表有了直觀感性的認(rèn)識(shí)。

學(xué)生可以直觀認(rèn)識(shí)過(guò)程控制中的典型對(duì)象的實(shí)物：水箱、鍋爐、盤管等等，并認(rèn)識(shí)典型的控制器、傳感器、調(diào)節(jié)閥等部件。有了感性的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)后，我們需要引導(dǎo)學(xué)生如何將觀察到的實(shí)物轉(zhuǎn)換成原理圖的形式展現(xiàn)各部件之間的信號(hào)的關(guān)系。學(xué)生雖然還沒有開始學(xué)習(xí)專業(yè)理論知識(shí)，這些正在運(yùn)行的過(guò)程控制系統(tǒng)的實(shí)際部件、以及直觀的原理圖可以給他們一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，在學(xué)生們頭腦里形成了一些典型的應(yīng)用場(chǎng)景，他們的頭腦了開始會(huì)有出現(xiàn)各式各樣的疑問(wèn)，帶著疑問(wèn)進(jìn)入緊接著的專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)，可以帶動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。將大項(xiàng)目設(shè)置為專業(yè)教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，把獨(dú)立式開設(shè)的課程緊密連接在一起，它作為一種專業(yè)學(xué)習(xí)的引路方式，引導(dǎo)學(xué)生更好的完成課堂知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握。在每一個(gè)學(xué)期開學(xué)，針對(duì)每個(gè)大項(xiàng)目，由專門負(fù)責(zé)的導(dǎo)師利用2學(xué)時(shí)重新講述大項(xiàng)目的系統(tǒng)知識(shí)，演示大項(xiàng)目運(yùn)行情況，以及大項(xiàng)目與本學(xué)期開設(shè)課程之間的聯(lián)系。①涉及《信號(hào)與系統(tǒng)》，②涉及《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化儀表》、《自動(dòng)控制原理》中控制算法設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容、《計(jì)算機(jī)控制技術(shù)》部分內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)控制器的硬件實(shí)現(xiàn)方面課程《單片機(jī)原理》、《可編程邏輯器件PLC》等，③涉及《過(guò)程控制系統(tǒng)》被控對(duì)象，④和⑤涉及《過(guò)程控制系統(tǒng)》中的執(zhí)行和測(cè)量元件、《自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化儀表》等。由于有了期初對(duì)學(xué)生的綜合性引導(dǎo)，學(xué)生在學(xué)期課程學(xué)習(xí)中對(duì)知識(shí)的理解將會(huì)更加深刻。期末課程結(jié)束，大項(xiàng)目負(fù)責(zé)教師引導(dǎo)學(xué)生如果根據(jù)所學(xué)的知識(shí)，講述如何利用本學(xué)期所學(xué)的知識(shí)實(shí)現(xiàn)大項(xiàng)目中的相應(yīng)環(huán)節(jié)的改進(jìn)辦法，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)以致用。隨著專業(yè)課程的開展，學(xué)生對(duì)大項(xiàng)目每個(gè)細(xì)節(jié)的理解逐漸清晰，學(xué)生將開始產(chǎn)生自己的想法：我可以用別的硬件實(shí)現(xiàn)某功能模塊嗎？如何設(shè)計(jì)更先進(jìn)的控制算法以提高系統(tǒng)的控制效果？等等。學(xué)生有意識(shí)的想要了解該方面控制的國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)。因此，在整個(gè)大項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程，我們可以將《專業(yè)英語(yǔ)》的部分內(nèi)容，根據(jù)課程開設(shè)情況，分批融合進(jìn)大項(xiàng)目的教學(xué)過(guò)程，這樣為學(xué)生閱讀國(guó)外文獻(xiàn)及時(shí)的提供必要的工具，初步培養(yǎng)學(xué)生的研究方法，以達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。當(dāng)學(xué)生主動(dòng)要求改變控制系統(tǒng)的軟件、硬件或算法，并付諸行動(dòng)的時(shí)候，學(xué)生的創(chuàng)新能力正在形成，專業(yè)教學(xué)的目的順其自然的得到了很好的完成。多課程融合的教學(xué)方法指導(dǎo)學(xué)生帶著疑問(wèn)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，以系統(tǒng)的眼光進(jìn)行獨(dú)立課程的學(xué)習(xí)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，有利于提高學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。不僅如此，多課程融合教學(xué)方法對(duì)任課教師也提出了更高的要求，需要教師不僅熟悉課程知識(shí)細(xì)節(jié)，更要對(duì)整個(gè)專業(yè)的角度引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行局部知識(shí)的學(xué)習(xí)，最終做到教師教和學(xué)生學(xué)的有效融合。

3結(jié)語(yǔ)

本文分析了目前自動(dòng)化專業(yè)教育現(xiàn)狀，闡述了以CDIO理念為導(dǎo)向的自動(dòng)化專業(yè)多課程融合教學(xué)改革。首先，通過(guò)建設(shè)幾個(gè)涵蓋專業(yè)絕大部分重要知識(shí)的大項(xiàng)目集合，力求每學(xué)期的課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與大項(xiàng)目緊密結(jié)合，從大學(xué)一年級(jí)的直觀認(rèn)識(shí)延續(xù)至大學(xué)四年級(jí)的綜合改進(jìn)設(shè)計(jì)全過(guò)程的引導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，最終使學(xué)生具有自主創(chuàng)新的意識(shí)，具有工程創(chuàng)新的能力，達(dá)到專業(yè)教學(xué)的目的。

作者：林梅金 郭靜 陳勇 單位：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院