“数据采集与监控系统”课程教学方法讨论

陆丽 李建国

摘要：“数据采集与监控系统”是上海电机学院电气学院自动化专业的重要的专业课程，讲授如何利用计算机、控制等技术实现现场环境的数据存储和采集、监控的系统。基于专用的组态软件，使学生掌握数据采集与过程监控系统的实现方法。本文结合我校技术立校、应用为本的办学方针，分析了我校开设本课程教学过程中存在的不足，对该课程的教学改革方法进行探讨并提出建设性意见，以达到进一步提高课程教学水平的目的。

关键词：数据采集与监控系统;教学改革;自主学习能力

一、引言

“数据采集与监控系统”是自动化专业重要的专业课程，通过这门课程的学习，培养学生良好的自动化工程技术能力，具有扎实的基础理论和专业知识，能够从事自动化系统安装、调试、维护与改造，系统开发，系统工程设计以及技术服务与管理等工作，使得学生满足毕业要求中的能力要求。并结合我校学生的特点，贯彻我校“技术立校，应用为本”的办学方略，不断提高教师队伍在工业控制系统领域的理论水平和实践能力，让学生通过本课程的学习能够了解数据采集与监控系统的理论基础及其应用，并掌握初步的系统设计与开发方法，为毕业后从事自动化系统的相关工作打下基础。目前我们学校自动化专业获得了上海市试点专业资助建设，作为自动化专业课程的数据采集与监控系统课程教学也迎来了改革建设好机遇。

二、存在的问题

本人从事相关课程的教学已有五年，在数据采集与监控系统课程的教学过程中，发现存在以下问题：

首先，学生的基础比较薄弱，学习态度不够积极。可能是因为上海电机学院是第二批本科录取院校，相对于985和211重点高校，生源质量相对较低，加上近几年各高校大幅度扩招，学生整体素质呈现下降趋势。学生基础知识不够扎实，学习态度不够端正，一些学生上课不认真听讲，在课堂上悄悄玩手机或看其它书籍。而且因为教学是连续的，学生前面有些知识点没有听，后面听不懂也就更不愿意听讲了。

其次，本门课程的理论课程部分讲课效果不佳。在第一章讲解数据采集与监控系统的产生、特点与发展的时候，学生比较感兴趣，但是对后续章节学生就不太感兴趣了，上课听讲不积极不认真。在课堂上讲解理论知识时，学生反馈比较抽象不容易理解。在教室中演示相关例程时，因为学生没有实际操作过，所以不太能跟得上具体的步骤，听得云里雾里，于是就不愿意听讲了。

第三，实验课程中学生不能有效进行实验内容的练习。学生在课堂中理论讲解与案例操作时没有认真听讲，没有掌握相关的方法。虽然会要求学生提前看一下实验指导书和相关知识点，但是实际上相当一部分学生没有看过，而且还有学生不带教材到实验室，导致没法根据书本的具体例程进行实验和练习。因而学生不能通过实验来很好地掌握数据采集与监控系统的组建方法。

由上，这门课的教学方法首先要多给学生上机自主学习的机会，让学生在实际操作中掌握相关的软件编制技术。还要对学生的学习加强监督，督促其在实验前预习，实验中主动学习，实验后及时完成实验报告。这样才能让学生更容易理解和掌握知识点，同时能学以致用。

三、教学改进措施

针对前面列出的这门课程存在的问题，本人提出了以下改进措施，并在最近的教学当中进行了应用，学生反映较好。

1、教学大纲的制定。因为“数据采集与监控系統”是新设置的课程，在课程建设中，通过教学团队的一起研究和努力，针对课程内容和学生的具体情况，制定了合理的课程教学大纲、教学计划，满足我校自动化系人才培养的需求。

2、教学课时安排的改进。针对教师在教室中讲解理论部分和案例的实现过程时，学生不太感兴趣也不容易跟上讲解进度，很容易开小差甚至完全不听讲的现状，与学校相关人员和实验室沟通后，除了第一节课讲概述部分仍然在教室中讲解，其它课时都安排在实验室。

3、课程PPT的编写。针对课程大部分是在实验室上课的，编写了适合在实验室讲解的PPT。在讲解具体方法的原理与实现过程中，按照课程进度，每节课都加入了7-10个课堂小练习，让学生边学边练。具体的示例教师演示一遍，马上就可以让学生实践一遍，有不明白的地方，再演示一遍，这样边讲边练习的过程，学生很感兴趣。

4、实验课程改进。在实验室中，每位学生一台计算机，确保每个人都有充分练习与实际操作的机会。在实验过程中，对碰到问题的学生给与及时解答。大多数学生在实验室中学习的主动性很高，因为学生发现实际动手操作和编程练习，很容易掌握学到的知识和方法，因此学习热情较高，提高了学生的自主学习能力。

5、对学生的学习加强监督。在课堂和实验室中，对学生的行为加强监督，确保学生能认真听讲，积极参与课程实践活动和课程实验。针对学生上课看手机的情况，予以劝告甚至没收，确保上课没有学生看手机。针对有些学生不带课本，不提前预习实验内容，导致实验课上课效率不高的问题，教师加强了对学生学习的监督，一方面每节课下课前会集中讲解下一节课要做的实验内容，督促学生下次实验课前再具体看一下实验指导书。另一方面，当出现学生不好好提前看实验指导书的情况，当面指出，督促下次改进。

6、课程考核方式的改进。为了增加学生学习的主动性与积极性，加大平时成绩的比例。在实验课上，对软件编制的好的学生予以鼓励和加平时分，对实验报告完成的好的学生予以加分。期末考试也由卷面考试改为上机考试，每位学生独立完成一个项目的软件编制。并提前告诉学生考试内容主要是平时的实验内容，这样学生做实验更加认真。

四、增加自动化过程监控系统的感性认识

对于如何提高学生对数据采集与监控系统的感性认识，本人认为可以从以下这三个方面展开：

1、参观实习：我校每年都会安排自动化专业的学生到企业参观实习，应尽可能安排学生到生产现场进行参观实习，带学生到生产现场的监控室，实地参观监控系统的运行情况，看一下监控系统是如何用生动直观的画面展示现场的生产情况的。

2、企业专家进课堂讲课：邀请企业专家和工程技术人员进课堂讲课，给学生介绍数据采集与监控系统在实际生产过程中的应用，使学生了解数据采集与监控系统当前的应用情况与未来发展前景。

2、经验分享：我校每年都有很多学生进入自动化生产厂工作，每学期可以考虑请这些校友在休息的时候返回母校给学弟学妹分享工作经验，让他们把现场拍摄的图片或者视频现场给学生讲解。

3、毕业实习：我校毕业生在大四第一学期会有一个毕业实习，对于自动化专业的学生，应尽量安排他们去相关企业的生产现场实习，在这样对他们可以真正做到学以致用，可以将实习中发现的问题带入课堂，甚至他们的毕业设计可以把控制功能与监控系统相结合，为他们将来更好的适应自动化相关工作奠定坚实的基础。

结束语

“数据采集与监控系统”课程是对监控系统实现方法的学习与实际应用，实践性强，这要求我们要不断完善授课方式，不断更新授课理论知识、增强工程应用实例的讲解，提高实验课程的教学效果，从而真正达到提高自动化专业学生的学习效率，进一步提高本课程的教学水平。

基金项目：

项目资助：“上海市属高校应用型本科自动化试点专业建设项目资助”

（作者单位：上海电机学院电气学院自动化系）