检测控制技术综合应用课程改革探讨

摘要：为了适应高职类电气自动化专业毕业生的教学要求，适应社会对高素质技能型人才的要求，首创的开发了一门应用型的新课程，对该课程的教学内容、教学方法进行了大胆的改革。实践证明，学生的学习积极性、技能及分析问题、解决问题的能力得到了很大提高，课程改革取得了很大的成功。

关键词：教学改革；综合应用；检测控制系统

作者简介：周冀馨（1981-），女，天津人，天津电子信息职业技术学院，讲师。（天津?300350）

中图分类号：G642?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）21-0069-01

针对高职类的电气自动化专业大三学生普遍存在的面临毕业心浮气躁，不能塌下心来学习理论知识的特点，我们专业将大三上学期的全部课程都改成了实践性为主的课程。结合自动化专业的核心课传感器技术、虚拟仪器技术以及电子技术的主要内容，我们首创开发了一门名为检测控制技术综合应用的实践性课程。该课程以动手实践为主体，采用任务导向的教学方法，充分调动学生学习的积极性和主动性。其主要任务是综合运用多门电气自动化课程的知识和技能开发一个完整的检测控制系统，目的是使学生通过一个较为简单的检测控制系统项目，了解一个完整的检测控制系统开发过程，学会根据需求文档组织建立一个符合工程规范的检测控制系统，提高开发能力，培养团队协作精神，逐步积累检测控制项目开发经验，为学生从事检测控制项目开发工作打下坚实的基础。

一、培养目标

学生在前两年学习了多门课程，每一门课程都是由一名专业教师单独进行讲授，各自为战，各门课程内容没有形成一个有机的整体，学生缺乏系统的概念。各门课程的单独学习使学生的思维限定在狭窄的范围内，缺乏对学生创新意识的培养和综合能力的提高。

通过本课程的学习，学生应该能够实现各种基本能力的整合、迁移，形成更高一级的综合能力，从而能够独立开发小型的检测控制系统，能够在电气工程师的带领下参加大中型检测控制系统的开发。

专业知识方面，要求学生能够通过分析用户需求文件，了解客户的需求；能够对自己开发的软件进行演示讲解，并编写软件使用说明书。希望学生了解根据分析结果开发一个完整的小型系统的过程；了解根据总体设计搭建系统硬件的过程；了解根据系统模型开发相应的软件模块的过程；了解根据系统设计要求编写符合工程规范的程序代码的过程；了解对自己开发的模块进行单元测试的过程。

方法能力方面，希望通过本课程的学习培养学生制定工作计划的能力，使学生们能够有效地获取、利用、传递信息，并且能够通过独立学习，不断获取新的知识和技能，能够在工作中寻求发现问题、解决问题的途径。

社会能力方面，希望通过本课程的学习培养学生在工作中的沟通能力与良好的团队协作精神；能够公正坦诚、理解他人，尊重他人，乐于助人，学会与人相处；能够掌握和控制开发进度，合理安排时间。

二、教学内容

这门课程需要学生综合运用所学知识开发出一个系统，需要学生掌握软硬件设计与调试技术，并且需要学生结合以前学过的电路知识、传感器、信号处理、电子测量以及虚拟仪器的知识，在编程过程中学生会不断发现问题和提出问题，自己尝试着去寻求问题的答案，探索解决问题的途径和方法，把积累知识的过程变成同时形成能力的过程，在增进知识的同时增进创新精神和创造能力。

本课程需要学生完成凝血检测系统的构建，具体的说包含有四个学习情境：总体设计、硬件系统构建、软件系统编程和系统调试。

1.总体设计

该学习情境的主要内容是根据用户需求书确定系统要求，绘制系统流程图，对整个系统进行总体设计，分析硬件功能、软件功能及它们之间的接口技术。构建系统的体系结构，划分子系统，定义子系统功能。教师提供用户需求说明书，提出需求分析所要完成的工作，提供相关知识背景及教学资源。教师介绍检测控制系统参考模型，学生修改完善相应的模型。学生以组为单位进行讨论，共同完成绘制系统流程图、制定小组开发方案、系统硬件功能描述、系统软件功能描述等工作，最后进行方案演讲。学生通过学习实践了解通过分析用户需求书确定系统功能的过程，掌握系统流程图的画法和软硬件功能划分的依据。

2.硬件系统构建

该学习情境的主要内容是进行硬件系统的构建，其中包括根据硬件功能描述选取合适的测量传感器，搭建调理电路，实现对检测信号的放大、调制或滤波。选取合适的数据采集卡对信号进行A/D转换，传入到计算机中。另外还要设计相应电路执行计算机中给出的控制信号。

教师提出硬件设计所要完成的工作，提供相关知识背景及教学资源；讲解参考电路图和参考电路模型，完成建立硬件系统的过程演示，提供相关元件资料。学生分组讨论选择合适的检测传感器，根据要求设计硬件电路，绘制硬件电路图，搭建检测部分和控制部分电路，选择合适的数据采集卡。要求各组学生要进行方案演讲，并且要进行作品展示。学生通过学习实践了解硬件系统构建的全过程；将传感器知识与电路知识结合，并进行综合应用；了解检测传感器、数据采集卡的选择方法。

3.软件系统编程

该学习情境的主要内容是根据软件功能要求绘制软件系统框图，划分功能模块，编写相应的程序，其中包括人机交互界面、采集程序、数据处理程序、数据库程序、查询程序和控制程序等，进行单纯的软件调试。

教师提出软件设计所要完成的工作，提供相关知识背景及教学资源；介绍软件系统参考模型，学生修改完善相应的模型。先以班级为单位进行一体化教学，再以小组为单位进行软件程序设计。要求学生运用虚拟仪器课程学习的LabVIEW软件进行程序设计，LabVIEW是目前国际上应用最广的虚拟仪器开发环境之一，与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程方便简单，特别是画面生动，编程序就像搭积木一样，容易引起高职类院校学生的兴趣。学生通过学习实践了解软件设计的全过程，掌握软件系统框图的绘制方法，软件程序的调试技术。

4.系统功能测试

该学习情境的主要内容是编辑软硬件系统连接的接口部分，对设计构建的整个系统（包括硬件、软件及接口部分）进行功能测试，测试通过后，将软件系统打包，撰写使用报告及相关技术文件。

教师布置工作任务，提出具体要求，帮助学生分析测试大纲。学生完成系统全部测试，扮演用户运行系统。学生通过学习实践了解测试、测试活动及基本的测试方法，掌握测试报告及相关技术文件的撰写方法。

三、教学方法

采用任务驱动法组织教学，以班级为单位的一体化教学和以小组为单位的学生自主学习相结合。在一体化教学中采用直观演示法，即教师将展示检测控制系统参考模型，提供相关知识背景及教学资源，带领同学将模型拆分开来，了解其内部结构，构建方法，找到其中的不足，布置任务让学生去完善。拆装和讲解的整个过程调动了学生的学习积极性，给学生留下较深刻的印象。在以小组为单位的学生自主学习中，教师安排一些任务让学生完成，学生通过小组讨论、分工合作或各种其他活动来完成任务，教师只在必要时对学生指导和帮助，仅仅起到导游和导演的作用，学生在完成任务的过程中，发挥了自身主体性和主动性，体验了成功的喜悦，满足了表现自我的愿望，学到了原本以为神秘高深的知识。

四、考核方式

本课程考核采用日常考核与系统开发作品相结合的方式，其中平时成绩占总分的50%，作品成绩占总分的50%，课程总成绩为百分制，60分以上（包括60分）算合格。

日常考核主要从组织纪律、人际交往、环境意识几方面综合考核学生。要求学生不能缺勤、迟到、早退；积极参加讨论，主动提问或回答问题，乐于帮助他人；保持环境，不损坏公物。教师对于同学的平时表现看得很重，并鼓励学生在平时积极表现。

作品考核主要从硬件设计能力、软件设计能力、系统调试能力、系统功能实现和文字相关材料撰写等五个方面进行考核评分。

五、总结

经过两学期的实践，与原有大三学生的课程相比，新课程检测控制技术综合应用取得了显著的教学效果，锻炼了学生的综合应用能力，提高了学生的团队意识和学习的积极主动性。但为了培养更好的应用性高职人才，将来的课程探索之路还很长。

参考文献：

[1]杨丽珍.浅论构建主义对新课程改革的影响[J].福建教育学院学报,2008,(11).

[2]于文波,俞俊民,郭瑞,等.基于虚拟仪器的电工实验教学改革的实践与探索[J].沈阳工程学院学报:社会科学版,2010,(2).

[3]杨春燕,吴超,朱茹敏.传感器技术课程教学改革初探[J].中国现代教育装备,2010,(3).

（责任编辑：刘丽娜）