卓越工程师培养目标下计算机控制系统实践教学改革与研究

赵君 刘睿丹

【摘要】自动化专业是东北电力大学实施“卓越工程师教育培养计划”的重点学科，计算机控制系统是自动化专业的重要专业课，突出实践能力为导向，培养高级专业技术人才为目标，引导学生在学习和研究中积累知识、丰富经验，提高学生的综合实践能力和创新能力。

【关键词】卓越工程师 计算机控制系统 实践教学 研究

【基金项目】东北电力大学校教改项目（项目编号：JG201310）。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）01-0241-01

“卓越工程师教育培养计划”是列入中国高等教育发展的一个重要计划。以实际工程为背景，以工程技术为主线，提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，培养造就适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国的战略。学生在掌握控制理论工程应用方面的基础知识和工程方面的技术能力前提下，利用计算机控制系统工程实践性强的特点，加强课程实验教学方法的改革。培养学生的探索意识和科研能力，培养高质量工程技术人才奠定坚实基础[1-2]。

1.加大实验学时，提高学生动手能力

首先对计算机控制系统课程学时进行有针对性的调整，课程由原来的60学时增加到70学时（增加10学时实验），从实践能力培养入手，结合《检测技术与仪表》、《过程控制系统》等相关专业课程，对计算机控制系统实验项目进行设计和开发，结合工程实际和科研项目的引入，锻炼学生的软件编程和硬件电路设计能力，提高学生运用已有的知识和能力，发现问题、解决问题。培养学生的实践能力和创新能力。

学校入选教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校，自动化专业是东北电力大学实施“卓越计划”的重点学科之一。为提高教学质量，针对课程的重点和难点进行深入地剖析，解决学生的认知能力，提高学生的思维水平。注重科研成果与教学内容紧密相连，把科技发展的最新动态和计算机控制系统应用介绍给学生，激发学生的学习积极性和热情。学生增长了工程实际方面知识，开阔了眼界。在理论分析和解决实际问题等方面均得到了提高[3]。

2.实验教学改革

2.1 建设高水平的师资队伍

加强理论和实际的结合使教学和科研工作更加紧密。成立了以教授带头、副教授青年教师为主干的课程组，鼓励中青年教师参加科研课题，将相关的科研成果与学生进行交流、把国内外发表的学术论文在学术活动中进行交流，这不仅有利于提高教师本身的理论水平和科研能力，同时又带动提高学生设计能力和创新性能力。

2.2 课程设计内容和方法的改革

课程设计是教学计划中进行综合训练的重要实践环节，学生在综合运用所学知識解决本专业方向的实际问题方面得到系统性的训练。学生的动手实践能力如何已经成为大学教育成功与否的重要评判标准之一。要求大学生不仅要学习相关的学科知识，还要能够将其运用于实践中。对系统设计方法可以从“拿到题目” 到“进行分析”再到“确定解决方案”最后到“具体系统的设计的实现”的整个过程进行启发指导，使学生掌握设计的基本思想。学生根据功能要求和性能指标，对控制器进行和控制系统的设计与校正，并通过MATLAB软件进行编程仿真验证控制策略的有效性[4]。从时域和频域对比校正前后系统的性能分析得出结论。

2.3 动手能力提高带来的科技活动奖项

在“以教师为主导，以学生为主体，以政策为导向”的指导思想下，成立了创新实践基地，让学生提前学习先进控制算法，如模糊控制、神经网络控制、遗传算法等用于控制系统的设计。组织学生开展了丰富的课外科技活动。在教师的指导下，充分发挥学生们的创造力。指导学生进行PLC程序设计，参加全国西门子杯工业自动化挑战赛、参加全国挑战杯科技作品大赛、全国大学生电子设计竞赛。在近几年参加全国高校电子大赛及全省高校电子大赛中，不仅参赛队逐年增加，在各项电子科技竞赛中取得了多项冠军。

3.培养学生的综合设计能力

3.1 实验教学内容的改进

实践教学是计算机控制系统课程的重要组成部分。实践教学是卓越工程师能力培养的重要环节。实验教学采用启发式实验教学方式，以突出能力目标，以学生为主体，以项目为载体，以实训为手段。我们增设了一些软件仿真方向的综合性、设计性、研究型的实验内容。如“汽温控制系统”、“汽包水位控制系统”、“输煤控制系统”、“锅炉燃烧控制系统”。将生涩的理论问题结合实验课进行讲解，通过实验诠释，加深学生对理论概念的理解[5]。

3.2 实验方法的改革

计算机控制系统课程具有理论性强和工程实践性强的特点。把复杂的综合问题拆分成简单的多级交互式简单问题，解决了多年来计算机控制系统课程某些概念难懂的问题[6]。以计算机控制系统实验为依托，学生掌握计算机控制系统设计的基本要求、原则与步骤，设计出计算机控制系统的实例。通过形式多样的实践环节，活跃学生的学术思想，为提高学生的创新能力打下坚实基础。

4.结束语

计算机控制系统课程更新快、实践性强，在卓越工程师能力培养改革中我们取得了一些成绩。实践教学突出学生实践能力为根本，有高水平的师资队伍和创新实践基地为培养高水平人才作保证。是会完成教改项目各项目标。同时为我们特色专业建设提供了有益的探索。今后在教学与实践中进一步探索和完善课程的授课模式、丰富理论授课内容、强化实践环节让学生得到更多的锻炼。为培养合格的高素质的卓越工程师奠定基础。

参考文献：

[1]史冬琳，侯一民等.卓越工程师培养目标下计算机控制系统课程的改革与实践[J].东北电力大学学报.2013，33（7）：15-18

[2]张安富，刘兴凤.实施“卓越工程师教育培养计划”的思考[J].高等工程教育研究，2010，（4）：56-59.

[3]李祥飞，张昌凡.“计算机控制系统”课程教学方法探讨[J].中国电力教育，2010，（12）：85-86.

[4]赵君，史冬琳.基于设计性实验的卓越工程师能力培养教学改革与研究[J].中国电力教育，2014，（6）：30-31.

[5]温淑惠.计算机控制技术实验教学改革初探[J].教学研究，2010，33（6）：59-61，85.

[6]马常旺，林卫星，谢建军，等.计算机控制技术实验课的改革与实践[J].实验技术与管理，2004，21（2）：125-128，238.