發布時間：2022-07-18 19:29:09
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的電機課程設計總結樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
根據機電一體化人才培養方案和本專業的課程設置，研究改革課程設計大綱基本要求。根據應用型和創新型人才培養要求，課題的方向主要分為兩大方向進行選擇：一類題目主要針對應用能力培養，把本專業的知識進行有機的綜合，提高學生的綜合實踐能力；另一類題目主要針對創新能力培養，結合創新設計大賽相關題目，把本專業的知識進行創新性應用，提高學生的創新設計能力。普通型課程設計題目1）向學生征集。在課程中學生擁有與課程設計相關的好想法，可以展開討論，要求對其方案進行分析，符合課程設計要求的，教師根據其內容下達課程設計的任務。實踐證明，對自己提供方向的題目，學生的積極性會很強。2）選擇典型機電一體化產品讓學生進行設計，結合學生的實力進行選取，同時與本專業的專業方向盡可能的相關，開發學生的潛能。比如數控方向的學生，可以選擇數控車床工作臺二維運動伺服進給系統設計、數控銑床工作臺三維運動伺服進給系統設計等，為未來職業發展打下好的基礎。3）學習借鑒其他學校機電一體化設計的內容，在現有設計內容的基礎上，根據本校本專業課程設置的特點，對設計的內容做以適當增減，以適合本專業的學生。創新型課程設計題目可以借鑒全國機械創新設計大賽的課題[3]，其中每屆成功參與全國總決賽的作品都收錄在決賽作品選集中，由高等教育出版社出版。這里面有比較好的案例，同時作品中也存在可以改進的地方，有興趣的學生可以從中選擇與機電一體化相關的課題，提升自己的能力。在條件允許的情況下，可以做出產品的模型，提高學生的機電一體化能力，同時也可以為學生參加今后的機械創新設計大賽做準備，做到“以學促賽，以賽促學”。在專業教學中，學生經常會困惑本專業畢業后到底有什么前途？能做什么？機電一體化課程設計教學貼近實際，能把多門專業課有機地結合起來，把枯燥的課本知識靈活地運用，極大地鼓舞了學生的興趣，激發學生對實際問題的思考，對工程實踐產生濃厚的興趣。堅持理論教學與實踐教學并重，可大幅提高教學效率和教學質量，同時為選拔優秀學生參加機械類學科競賽提供條件。
2課程設計的實施方式
課程設計實施方案：設計報告書是對整個設計過程的總結和提升，也是進行工程交流的重要文獻資料，通過指導學生撰寫課程設計報告書，培養學生撰寫工程技術文檔的能力。對設計說明書的撰寫，提出如下要求：1）嚴禁課程設計報告抄襲，基本工作獨立完成；2）根據任務書能提出合理的設計方案和機構的工作原理；3）設計要符合國家標準，學會使用設計手冊、專業術語、專業名詞規范；4）設計圖圖紙規范，符合設計說明書的要求，不照抄手冊和案例，設計參數與圖紙相一致；5）學會使用專業相關軟件，對設計的機械機構和控制部分進行分析和仿真，是驗證設計正確的有效手段之一；6）課程設計配備了一些實際的零部件可供學生設計使用，以及基本的控制電路，學生要具備一定的實踐操作能力，掌握器件的選擇與焊接，會進行程序的編寫，掌握系統故障的檢測與維修能力。課程設計采用分組式進行，每個小組3～5人，視工作量而定。課題難度較大可以分五人，原則上一般三人為一組。每個小組在規定的時間完成基本要求，每個學生都要參與該組課程設計答辯，通過問題了解學生在課程設計中所做的主要工作，檢查有無抄襲情況、有無坐享其成的學生，結合設計報告書的撰寫質量和實際所做的產品質量進行綜合評定。
3實施效果
通過在重慶大學機械電子工程專業的實踐，在機械電子工程專業中開設機電一體化課程設計，已基本摸索出培養機電復合型技術人才的規律。普通型題目實現機電融合、知識整合理論教學與工程實踐并重。由于在教學中缺乏機電知識綜合運用能力的培養和訓練，學生在學習了機械設計、機械制造和電子技術、計算機技術和傳感器技術等基礎課程后，不能很好地將機、電的知識融會貫通，大多數學生也只是了解基本的機電設備的基本功能，在系統運用中存在問題，在機電一體化系統的綜合設計方面存在不少困難。通過開設機電一體化課程設計實踐教學環節，通過理論設計與實際操作，比如數控工作臺進給系統的設計，從電機、聯軸器、絲杠、導軌的設計到型號的選擇、控制單片機的設計與仿真，最終實現數控工作臺進給系統的裝配與調試。機電一體化課程設計對學生的理論知識與實踐緊密地連接起來，提高了學生的綜合應用能力。創新型題目為學生參加機械創新競賽做了鋪墊通過課程設計，為機械學科學生參加如全國大學生機械創新設計大賽做了鋪墊。在第六屆全國大學生機械創新設計大賽（重慶賽區）中，學生榮獲重慶賽區一等獎一項、二等獎一項。其中，“幻顯黑板”作品獲得國家專利。該作品包括了框架的設計、傳動系統布置，控制系統采用單片機控制，執行元件有步進電機、直流電機、電磁離合器、電磁制動器、光電編碼器等器件。本次參賽作品充分運用機電一體化技術，機電一體化課程設計改革效果顯著。
4結語
關鍵詞： 《電機技術》 教學改革 現場教學 實踐操作訓練
《電機技術》是高等職業教育電氣自動化技術專業、發電廠及電力系統專業、電力系統繼電保護專業等專業的一門專業基礎課。課程內容主要包括變壓器、同步電機、異步電機、直流電機四個部分，重點要學習四種電機的結構和工作原理及其運行原理與常見故障排除方法。通過學習要學會所學的各種電機的工作原理，然后在知原理、懂結構的基礎上重點學習這些設備的使用方法，為學生將來掌握實際操作技能打下堅實的基礎。為此，筆者變傳統的重理論教學為開展現場教學，結合工程實際，對照實物進行教學。給學生提供實物進行動手訓練，提高學生的操作技能和解決實際問題能力，取得很好的教學效果。下面結合幾年的教改做法進行總結，以便和大家進行分享。
一、課程設計的理念突出工學結合的思想。
《電機技術》課程設計的理念是：依托行業企業，合作共建，依托電力企業，把工學結合作為高職教育人才培養模式改革的重要切入點。依據職業崗位需求，針對課程和學生的特點，緊密與電力企業深度合作，共同進行教學內容的設計，共建實訓基地，積極推進與生產實際和社會實踐相結合的學習模式，構建緊緊依托行業企業深入融合工學結合的課程教學模式。
1.以培養電機技術的職業應用能力為重點設計課程內容。
在課程內容的選取和組織上，堅持以職業崗位綜合能力的培養為主線，強調“以知識為基礎，以能力為目標”。通過調研近幾年畢業生就業崗位，深入電力公司、發電廠和電力制造企業等領域的就業崗位進行調查研究，依據職業資格標準，明確崗位工作任務及該崗位工作任務所需的職業能力，確定《電機技術》課程教學內容。
2.課程教學設計面向實際工作過程，課程實施面向校企合作。
課程教學設計以面向工作過程為參照，從崗位技術項目入手，引出相應的課程教學改革及課程內容設計流程。將理論和實踐教學內容深度融合，教、學、做相結合，打造貼近生產實際的實訓室，力求創造與生產一線相一致的教學環境，使學生有身臨其境的直觀感受，變學習過程為工作過程。
3.靈活多樣的教學方法與手段，注重信息技術手段的應用。
針對《電機技術》課程理論性強、概念多且抽象、知識面廣且學生難學等特點，研究并確定教學方法與手段。采用案例教學法，講、演、練相結合，問題探討教學法，生產現場教學法，任務驅動法和項目導向法等多種教學方法和手段，強化學習效果。注重信息技術手段的應用，精心制作教學課件，多媒體教學方法與傳統教學方法相結合，提高教學質量。
4.以就業崗位的技能要求為導向，構建多元的實踐教學體系。
根據畢業生就業崗位的技能與能力要求，注重學生實際操作技能的培養，構造由認識實習、電機實驗、電機實訓等模塊組成的多元化實踐教學體系。
二、課程的內容選取要貼合實際，以適應將來學生就業的實際崗位。
《電機技術》課程是電氣自動化專業和發電廠及電力系統專業的專業基礎課程，實踐性很強，所以在教學過程中始終堅持理論與實踐相結合的教學理念，既注重基礎理論的介紹，又及時將本學科領域的最新研究動態融入教學內容。結合課外輔導、實踐教學和學生課外科技活動，融知識傳播、能力培養、素質教育為一體，以理論教學和實驗教學為中心，注重培養學生的實踐動手能力和創新意識。
在教學過程中，根據電力工程系不同專業的側重點不同，對于不同的專業教學內容針對性不同。如發電廠及電力系統專業的學生重點講授同步電機和變壓器的內容，而電氣自動化專業的學生將重點講授異步電動機和直流電機部分。這樣有針對性地對學生進行教學，更好地滿足將來學生的實踐需要，效果非常好。
對《電機技術》課程進行教材優選，對課程內容、結構均做了改革，以提高學生分析、解決問題的能力。過去《電機技術》課程講授的內容，強調電磁理論的系統性和完整性，所以學習內容偏難、偏深，學生不好理解。現在講授的內容以理論上適度、夠用的原則為主，注重崗位的實際需要，以學習電機的結構、原理及電機實際的使用方法為主。課程分為變壓器、同步電機、異步電機和其他電機四大部分。如異步電機部分，重點學習三相異步電動機的結構和工作原理及三相異步電動機的起動、調速、制動等使用方法。課程中學習的內容都是今后專業實踐中的實際應用。重點學習各種電機的實際使用方法，以便學生通過學習得畢業后上崗之時，可以直接對各種電機進行操作。
三、教學組織方式要構建講授、觀看圖片、實踐動手的立體式的教學模式。
在《電機技術》課程的教學過程中，既要教授學生電機的基本理論，更要注重培養學生利用電機的基本理論分析實際電氣系統的綜合運用知識能力。所以在教學組織中既要采用講授和觀看圖片的方法，又要利用實訓器材讓學生進行實際的動手訓練，方可讓學生掌握實際的設備使用方法，為畢業后的動手能力打下堅實的基礎。教學中一方面要強化學生對基本概念、基本理論、基本分析方法和基本計算能力的掌握，應用講授的教學方法，另一方面要充分利用多媒體教學手段，在教學過程中引入與《電機技術》課程相關的工程圖片，向學生介紹《電機技術》課程在電氣工程中的應用。讓學生在課堂里通過觀看實踐工程的實際，更深刻地體會所學課程的作用，激發學生學習這門課程的學習興趣，學習過程變得鮮活起來不再枯燥。同時教學過程中邊講授專業原理邊進行實踐感知，讓學生在實實在在的設備面前學會操作技能。講課時大量借助實物教具和多媒體音像，講什么內容，就提供對應實物進行講解。學生直接接觸實際，學習變得直觀形象，既容易理解工作原理和抽象的電磁理論，又饒有興趣地學會電機的操作方法，可謂一舉多得。
四、實踐性教學的創新模式是把課堂搬到工廠進行現場教學，學習效果直觀形象，學生易于掌握。
電機技術實驗是《電機技術》課程的一個重要環節，在實驗教學過程中，要培養學生獨立思考及實際操作能力，培養學生的實驗基本技能，同時積極推進開放性實驗教學，為學生提供培養實踐能力與創新精神的環境。
教學實習可以更好地加深學生對課程知識的理解，是實踐教學中的重要一環。課程組注重教學與實踐環節的鏈接，與一個電機制造企業建立穩定的教學實習關系，提高教學實習的質量和效率，受到學生的好評。如講到異步電動機時，為了增強學生對于電機結構的感性認識，去電機廠進行現場教學學生的收獲很大。首先組織學生從電機生產的第一道工序開始，即沖壓車間的沖制硅鋼片參觀，再到電機的定子和轉子等部件加工的機加工車間進行參觀，最后去電機線圈的繞制和嵌放及電機裝配的總裝車間實地進行參觀。經過這樣一個全面的實際電機制造過程的觀看學習，積累學生的感性認識，回頭再進行講解，學生很容易理解，所以學習效果較好。在整個參觀學習的過程中，聘請電機廠中的專業技術人員進行現場講解，學生身臨其境，詳細了解異步電動機制造的每一個工序，學生有真情實感，所以對異步電動機的結構內容掌握得非常清楚準確。
五、結語
《電機技術》課程是電氣自動化技術、發電廠及電力系統、電力系統繼電保護與自動化等各個專業均開設的專業基礎課。近年來，我院《電機技術》課程教學改革的主要特點是注重實踐性，即學生在學習中是以理解原理為基礎，以實踐操作為重點，突出學生進行實踐動手的能力。所以我們要求學生學習的時候遵從“知原理、會使用、會維修”的九字方針。講授課程的時候不以解題和會推導為重點，而是重點指導學生進行實踐，讓學生掌握操作技能和使用方法，因為學生接觸的實物多，所以理解得好，學生的動手和操作能力得到較好的發展。通過幾年不斷地摸索總結，雖然在學生實踐操作方面取得一些成績，可是作為《電機技術》課程的教學改革不是一朝一夕就能完成的，需要課題組老師不斷深入學習，認真探索，為更好地適應當今高等職業技術教育的人才培養目標繼續努力。
參考文獻：
[1]李濱波.電機運行技術[M].北京：中國電力出版社，2013.
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[3]高中義.電機技術及應用[M].北京：國防工業出版社，2010.
關鍵詞：自動控制 課程設計理念 課程設計思路
中圖分類號：G642 文獻標識碼： A 文章編號：1672-1578（2013）04-0072-02
1 課程性質
隨著生產的發展和科學技術的進步，自動控制技術已廣泛地應用于工農業生產，交通運輸和國防等各個領域，并成為當今最受重視的高技術之一。本課程正是基于當今高新技術的發展和高職高專教育發展特點而設置的。是電氣應用、機電及相關專業必修的核心課程。
本課程從內容上分為《自動控制原理》與《自動控制系統》兩大部分。它是以拉氏變換、反饋控制理論、控制電機、電力電子技術、自動控制系統工作原理分析方法、自動控制過程分析、調試、故障排除以及自動控制系統性能改善等為基礎的課程。
本課程在機電、自動化和機械制造及自動化等專業中，是一門含有較多基礎內容的理論專業課。它是將基礎課程與專業課程連接起來的橋梁與紐帶。在機電設備及自動化技術中，幾乎都將涉及到本課程所講述的基礎知識和專業知識，因此本課程是一門頗具應用價值的理論專業課程。
2 課程作用
由于本課程是一門研究各類自動控制系統共性的技術基礎學科，具有科學“方法論”的鮮明特點。同時在學習過程中又應用到了數學、電路基礎、模擬電子技術、電機及電力電子技術等多門課程知識。因此，本課程在培養學生知識的綜合應用能力、學習能力、工作能力及創新思維能力等職業能力方面有著不可低估的作用。
3 課程設計的理念與思路
3.1 課程設計的理念
圍繞職業關鍵能力的培養進行。機電專業包括的 職業關鍵能力有：
學習能力：指獲取信息的能力；學習中發現問題、分析問題并進行歸納和總結的能力；是觸類旁通以及運用各種媒體進行學習獲取新知識、掌握新技術、新設備、新系統的能力。
工作能力：指按工作任務要求，運用所學知識提出工作方案、完成工作任務的能力；是在工作中發現問題、分析問題、解決問題的能力；是具有團隊合作意識、安全意識、社會責任感及自我控制的能力。
創新思維能力和創新能力：指學習中能提出不同見解的能力；工作中能提出多種解決問題的思路、完成任務的方案和途徑等方面的能力。
作為職業技術學院，職業能力的培養與教育是職業教育的本質特征，也是職業課程教育過程中所必須遵循的原則與基礎。因此以職業能力的培養為出發點，本課程的設計理念是：
①以技能型人才的職業能力培養為目標，綜合考慮與專業相關的崗位需求、前期知識與后續課程內容上的相互鏈接關系、突出高新技術的應用成果，是課程組選擇課程教學內容的主要依據。②在課程教學過程中，提高實際操作與現場調試方面的要求，降低對理論推導與計算方面的要求；著重于對理論知識的物理描述，讓學生理解理論知識出于何出處，原因何在以及如何使用，是主要的教學要求。③采用以自動控制理論作為系統分析的工具，以系統分析作為理論知識的應用舉例，使學生理解所學的理論知識在工程領域的應用方法，是課程組主要要達到的目標。
3.2 課程設計的思路
在課程的教學過程中，注重對原有基礎知識的復習、運用及綜合，精簡并完善自動控制理論的知識鏈條，強調理論學習與系統定性分析之間的有機結合，促進課程教學內容的改革。
通過對以上課程設計理念的理解，為落實以培養學生職業能力為目標的課程實施，課程設計的總體思路是：
將教學科研成果（如虛擬教室）引入課堂，理論講述與實驗過程演示相結合，強化對理論知識物理含義及物理過程的闡述，實現“產、學、研一體化”的教學模式。
強化實踐教學環節、圍繞著對學生職業能力培養這一根本原則，實踐教學被分成了課堂教學演示實驗、驗證性實驗（虛擬實驗）、實物類實驗、綜合實驗（實訓）和設計類練習。
4 教學內容的組織與安排
根據課程設計理念與思路，以及以職業能力為主的培養目標，采用模塊化結構構建了本課程教學的內容體系，以關鍵知識點為核心，將整個教學內容分成了幾個大模塊。而且每個模塊都配有相對完善的教學支撐環節、關鍵知識鏈接以及若干教學工作進程，它們共同組成了一個完整的教學內容的組織體系。
結合職業教育的特點、更新教學理念和教學設計，仿照任務驅動的方法，在原有教學模式上，增加了教師與學生的活動及教學意圖的展示。其基本設計框架就是：做什么怎么做為什么怎樣做做什么。這一框架構建在每一個教學模塊之中，從而使每一個課程模塊都能成為一個既相對獨立完整的教學周期；又可以與下一教學模塊有機結合，相輔相承。所有的教學內容通過這種模塊內的周期循環和模塊外的相互連接、重復與不斷強化，從而達到對學生職業能力的培養目標。
以教學模塊――分析自動控制系統的方法為例。選取該模塊中的頻率特性法進行課程的微設計。
通過已學的電路知識引入頻率特性法。首先，它與正弦交流電路討論的主體一致，都是幅值與相位差。不同之處在于前者是某一給定頻率下的幅值與相位差，它是頻率的函數值，而后者則研究的是當頻率是自變量時，其幅值與相位差與頻率之間的函數。其次，它與動態電路時域分析中即有穩態響應又有動態響應不同，頻率特性只討論正弦激勵下的穩態響應。
對教學主題進行支撐的方法有：課堂教學演示，課堂討論，課堂練習，虛擬仿真實驗。相關的知識鏈接有：簡單RC電路分析。
通過教學演示案例進行總結：①電路對正弦信號的響應分為不穩定的過渡過程（暫態）和穩定過程（穩態）；②電路響應穩定后的信號是與輸入信號同頻率的正弦信號；③當輸入信號只作頻率上的變化時，同一電路在輸出信號的幅值與相位上都發生了改變。這一教學支撐環節所要達到的目的是：①建立對關鍵知識點（頻率特性）的感性認識。②對實驗結論的歸納和總結，從
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而訓練學生的學習能力。
通過虛擬實驗讓學生自己去驗證：在給定電路參數及當輸入的正弦輸入信號只作頻率上的變化時，其輸出正弦信號在幅值與相位上的變化――頻率特性的定義。
在實驗內容上有針對性地作了所測幅值取對數與不取對數時，幅頻特性曲線上的描繪，通過實驗報告的方式，讓學生自己去比較兩種特性曲線上的優劣，從而為這一知識鏈上的另一個重要知識點“分貝”的理解，埋下伏筆。
最后，問題的提出：有幾個放大器的增益分別是60dB，0dB--20dB，那么這幾個放大器的放大倍數各為多少？對這個問題的討論有助于理解“分貝”的概念；理解頻率特性中幅頻特性的物理意義；運用于工作和生活中，可對一般常識性問題作出科學的理解與判斷，如集成運算放大器中信噪比的單位，還有生活中用來描述噪聲的單位。
5 結語
通過以上教學過程，即可形成：頻率特性法（做什么）――溫故而知新（怎么做）――通過實驗驗證并理解（為什么）――頻率特性的應用（怎樣做）――再到頻率特性法（一個更新層次上的做什么）。在學生對舊有知識進行復習和對新知識理解的整個教學過程中，各個支撐環節在相輔相承的同時，也實現了前面我們所提到的對學生職業能力的一種綜合訓練的理念與設計思路。
參考文獻：
關鍵詞：微機原理；課程設計；教學方法；考核體系
課程設計是一種課程形式，也是一種教學方法[1]，其基本教學目的是加深學生對課程基礎理論和基本知識的理解與掌握，培養學生綜合運用基礎理論和技能分析與解決實際問題的實踐能力以及勇于探索的創新精神。微型計算機原理與接口技術是計算機硬件基礎的重要組成部分，是高等學校很多專業都開設的一門基礎性課程，也是一門應用性、實踐性很強的課程。由于其開設量大，受益面廣，國內高校都加強了該課程的建設，深化課程改革。一方面，縮短了課堂授課學時，加大實驗學時，特別是加大課程設計學時；另一方面，加大課程設計的改革力度，不斷更新設計內容，改革教學方法和考核方法，突出學生的自主性、主動性，激發學生的創新意識，注重學生設計能力的培養和工程能力的訓練[2]。
天津大學電氣與自動化工程學院開設的微機原理課程設計，基于多個圍繞微機原理課程設計的天津大學教改課題的實踐成果，結合學科前沿和工程實際，創新微機原理課程設計平臺，不斷優化和更新設計內容。結合學生特點和興趣，注重引導、激發學生的創造激情和對知識的渴望，創新教學方法和手段。并且將創新性與工程規范納入考核體系，改革考核和成績評定方法，引導學生從注重結果轉變到注重過程，從注重成績轉變到注重成效。
一、創新微機原理課程設計平臺與內容
1.微機接口實驗系統綜合設計項目開發
基于“通用微機接口實驗系統”，利用實驗系統的外擴展接口，開發利用各種外擴展板，構建多種新的微機接口綜合設計系統。主要包括以下幾個方面：
（1）開發了GPS（全球定位系統）導航系統擴展實驗板[3]，并與“通用微機接口實驗系統”系統連接，以及與液晶顯示系統或LED鍵盤控制實驗板互聯，構成全新的綜合設計實驗系統。設計并開設基于導航系統實驗擴展板的綜合設計性實驗，與學科前沿相結合，增加了設計深度與廣度，豐富了實驗教學內容。
（2）實現了“通用微機接口實驗系統”與LCD（液晶顯示系統）連接[4]。新的實驗系統可完成主要內容包括各種字符與圖形的編程與顯示、薄膜按鍵開關實驗等。實驗系統還可與電機等執行元件相連，通過編程在液晶顯示器上顯示輸入輸出及控制和執行信息等綜合設計性實驗內容。
（3）實現了“通用微機接口實驗系統”與LED（發光二極管）鍵盤控制實驗板的連接[5]。該實驗系統通過8279芯片等的應用完成了綜合設計性實驗題目的開發，主要包括總線控制以及對控制對象進行顯示、管理和操作，使課程設計內容更符合電氣與自動化專業對控制技術的要求。
（4）學生自主進行創新設計。實驗室提供紅外收發、溫濕度或壓力傳感器等實驗擴展板及相關技術資料，在課程設計中學生利用實驗室的各種設備與“通用微機接口實驗系統”相結合，自定課題進行創新設計與實踐。
2.微機接口實驗系統綜合設計性實驗應用
拓展設計內容，更新設計項目，做好設計實驗之間的科學銜接，使學生在課堂上更多地接觸前沿技術，為他們未來接觸工程實際奠定良好的基礎。注意將本課程所學知識與“電子技術”、“自動控制原理”、“檢測技術”和“機器人學”等相關課程內容融會貫通，提高學生綜合運用和工程應用能力。
（1）課程設計內容的設立。根據微機原理課程設計的要求，不斷進行實驗系統選題的設計與開發，精心設計課程設計內容，注重先進性和開放性，并與學科的前沿技術相結合，在課程設計的綜合性、設計性環節給予學生更多的選擇。設計課題包括基礎性選題和擴展性選題兩部分。
基礎性選題主要包括：自定義字符顯示編程，漢字字符顯示編程，圖形顯示編程，特效顯示編程，總線控制LED顯示實驗，微機接口、鍵盤、LED綜合實驗，GPS通訊實驗，GPS編程實驗，GPS手持機實驗，各種外擴展板設計實驗。這些設計內容與微機接口技術緊密相關，并具有一定的深度與廣度，同學們通過硬件連接、軟件設計，軟硬件調試完成集采集、顯示、存儲等功能于一體的設計內容。
同時，我們還給出了多個綜合設計性擴展選題。此類選題沒有固定的要求，只是給出一些提示，學生可以根據自己的設想進行硬件選擇、軟件設計，達到自己的設計目標。極大地發揮了學生的主觀能動性和創新性。
（2）課程設計教程的編寫。微機原理課程設計綜合設計性選題的主要知識點依托微機原理接口技術并結合與之相關的學科前沿。為此，根據課程設計要求，編寫了相關的設計教程，提供參考文獻與網站，使學生在實驗前對相關的擴展知識有個初步了解。根據歷屆學生的具體情況，教師不斷總結實踐教學經驗，逐步完善指導書的編寫，使之更適應于學生的實踐與創新。在指導書編寫中按知識點模塊化編寫，設計實驗內容從易到難編排，每個設計實驗都給出了預習要求和達到目標。對于創新性設計實驗我們給出一部分選題，同時鼓勵同學們結合系統，將擴展板進行多種組合，自己設計課題，進行實踐創新。
二、探索新的實踐教學方法和手段
1.加強引導與鼓勵，激發學生的創造激情和對知識的渴望
在微機原理課程設計教學實踐中，首先了解不同學生的特點和學習興趣，在此基礎上有針對性地指導學生選題及團隊組合。在設計過程中，鼓勵學生獨立思考，通過網絡、圖書館、資料室等各種渠道進行信息檢索和資料查詢。教師在指導實驗時，從實踐應用的角度出發去引導學生的設計方法和技術路線，注重培養學生發現問題、思考問題及解決問題的方法和思路以及創新意識。
教師在課堂上注重學生課程設計過程，鼓勵學生以靈活多樣的方式和不同的角度完成自己的選題，激發學生的創造激情和對知識的渴望，促使學生從“要我學、要我做”轉變為“我要學、我要做”。
2.改革課程設計考核和成績評定方法
在課程設計的考核中將創新性與工程規范納入考核體系。指導教師從出勤次數、軟硬件設計、上機調試、預習（第一次實驗時檢查流程圖、源程序）與總結報告、創新性等方面對學生進行綜合考評。在課程設計的考核與評定過程中細化了預習、設計、創新、實驗報告完成各個步驟的考核標準。課程設計過程中為每位同學建立考核表格，其中題目1是基礎性選題，題目2是自選的綜合設計性擴展選題。按照考核指標體系，在課程設計過程中同步給出各環節考核成績，做到公平公正，激勵學生更好地完成課程設計內容，更多地進行創新性設計。
三、教學效果
2006年以來，我們不斷創新微機原理課程設計硬件平臺，不斷擴展和更新設計內容，邊實踐、邊改革。目前已在電氣與自動化工程學院自動化專業和電氣自動化專業6屆學生（平均每屆學生12個班、380人）中進行了教學實踐，取得了良好的教學成果。
微機原理課程設計教學過程中，學生付出了很大努力，他們要自學相關知識，查閱資料，進行實驗設計、流程設計，搭建硬件平臺；并通過軟件設計、軟硬件調試，完成整個設計，寫出設計說明書和總結報告。大部分學生對擴展性選題具有極大興趣，有學生選用導航擴展板實驗系統，通過自學相關知識，實現了GPS地理信息的采集、顯示、存儲，取得了滿意的效果；還有學生偏重理論研究，例如08級的同學在80X86平臺上完成了FFT（快速傅里葉變換）的匯編實現，具有較強的理論價值，能在本科階段做出這樣的課程設計成果，得到了師生的廣泛好評。
參考文獻：
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關鍵詞：集散控制系統；課程設計；教學體系；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）23-0072-02
“集散控制系統”是一類分散控制、集中管理的共用控制、共用顯示的開放的儀表計算機控制系統，綜合了計算機、通信、顯示與控制等（4C）技術，并隨4C技術的發展而不斷發展。自20世紀70年代中期第一套集散控制系統誕生以來，已在國內外工業控制領域得到廣泛應用。[1]“集散控制系統”是自動化類專業（尤其是熱工過程自動化專業）的核心專業課，其教學分為課程教學與課程設計教學兩部分。從系統科學視野來看，課程教學與課程設計教學是DCS教學體系中的兩大元素，相互作用形成有機結構，根據系統科學整體性原理，1+1>2，即整體功能大于兩元素功能之和，[2]因此要提高“集散控制系統”教學效果有以下兩個途徑：一是分別改進課程教學體系與課程設計教學體系；二是加強兩者的相互作用，形成有機結構，派生出更多新功能，從而提升教學效果。為了培養符合新形勢下發電行業對熱工過程自動化專業畢業生的就業要求，本文以長沙理工大學熱工過程自動化專業為例，探討了“集散控制系統”教學體系的改革。
一、“集散控制系統”課程教學體系改革
1.修訂教學大綱
教學大綱是課程的教學綱要。經過課程教研組多次討論，結合熱工過程自動化專業的最新培養計劃，依據拓寬基礎、加強素質教育、培養創新能力和工程能力的培養思路修訂了“集散控制系統”的教學大綱，進一步明確了“集散控制系統”在整個專業課程體系中的地位和作用，指出了教學目標與期望值，規定了基本教學任務和要求。
2.編寫教案講義
教案是教師實施教學計劃與組織課程教學的方案，即為教學程序。課程教研組在教學中選用過兩種參考教材，所選課程教材內容比較全面。但是由于集散控制系統的不斷發展，所選教材的部分內容已跟不上技術的更新發展。為此，根據最新修訂的教學大綱，參考國內外有關火力發電機組最新技術和集散控制系統相關教材，結合課程組近幾年形成的教學與科研成果，編寫了“集散控制系統”課程的教案與內部講義。
3.更新教學內容
“集散控制系統”課程的內容涉及到熱工過程自動化專業的幾乎所有專業基礎課程及專業課程知識。隨著集散控制系統的迅速發展，知識與技術日新月異，要適應社會發展與需求，就必須在教學過程中關注新型集散控制系統的特點與優勢，[5]比較各廠家產品的優缺點，更新教師的知識體系。課程教學結束后召開總結討論會，根據學生學習情況及教學過程中反饋的信息，反思教學內容編排的合理性與先進性，推陳出新，保持教學內容的前沿性。同時要做到內容的開放式，注意銜接其他專業課程相關內容，將檢測技術與控制儀表、熱工過程控制系統、鍋爐原理、汽輪機原理、計算機控制技術、智能控制技術與控制系統仿真技術等課程相關知識融入到具體的集散控制系統分析和設計中，從而提高學生集散控制系統的分析與綜合能力。
4.改進教學方法與教學方式
針對具有不同特點的知識點，采取不同的教學方式方法。在對集散控制系統的基本概念與結構進行分析時，結合PPT、Flash等多媒體課件，以講授為主、討論為輔開展課堂教學，盡量活躍課程氣氛，把知識點講解的淺顯易懂，做到重點難點突出，在關鍵處設置問題，啟發學生思考。針對算法組態與人機界面內容，需要實踐動手的較多，考慮到實驗課時的有限性，安排學生自己安裝好組態王與DCS教學仿真軟件，課堂教師結合實例一邊講解一邊示范，學生一邊聽講一邊學習組態。在講授數據通信時，結合某電廠科研課題，分析與DCS通信遇到的問題及其解決方案，激發了學生的學習熱情。積極探索開發并充分利用網絡教學平臺，為學生提供靈活自主的第二課堂，拓寬了學生的視野，改善了師生的交流途徑。[3]
5.實驗教學改革
“集散控制系統”課程的所有實驗都在集散控制系統實驗教室進行，以前由實驗室教師單獨承擔，為了實現理論教學與實踐教學的無縫對接，現由實驗室教師與任課教師聯合承擔，共同編寫了實驗室指導書，指導學生獨立完成實驗。根據集散控制系統教學大綱，由于教學時間的限制，安排學生利用課外時間進行六個驗證性實驗，在和利時MACS系統上開設了四個設計綜合性實驗，[4]包括一階單容水箱對象特性測試實驗、單容水箱液位PID控制實驗、雙容水箱液位控制系統設計實驗及煤燃燒控制系統設計實驗。
二、“集散控制系統課程設計”教學體系改革
“集散控制系統課程設計”是熱工自動化專業繼“集散控制系統”課程之后一個至關重要的工程實踐教學環節，是將書本知識轉化為實際運用能力的關鍵步驟，其學時為兩周。其目的在于培養學生運用所學的集散控制系統的分析與設計理論知識解決工程實際問題的能力，進一步發掘和培養學生的創新精神與工程實踐能力，即加深學生對熱工自動化工作的認識，提升畢業入職后的工作能力。這里主要從教學大綱、課程設計指導書、課程設計選題、指導教師的團隊化等方面探索“集散控制系統課程設計”教學體系的改革。
1.教學大綱修訂
根據熱工過程自動化專業的培養方案，在修訂“集散控制系統”教學大綱的同時，修訂“集散控制系統課程設計”的教學大綱。修訂過程中，密切聯系“集散控制系統”知識點，明確課程設計目的是力爭全面應用課程所學知識進行現代電廠控制系統的設計，使得學生熟練掌握集散控制系統設計方法與基本技能。大綱規定了設計的基本要求、設計時間、選題原則、考核方式。
2.課程設計指導書與選題優化
“集散控制系統課程設計”主要圍繞當前火力發電廠主流容量機組的鍋爐自動控制系統設計，給出了爐膛壓力控制系統設計、燃燒過程控制系統設計、過熱蒸汽溫度控制系統設計、再熱蒸汽溫度控制系統設計、除氧器水位控制系統設計、除氧器壓力控制系統設計、汽包水位控制系統設計與磨煤機解耦控制系統設計等八個設計課題。且這些題目會根據電廠自動化的發展適時更新，盡量遴選能激發學生興趣具有挑戰性或前沿性的課題。一般安排5～7名學生為一課題小組，要求各小組選出一名學生任組長，將課題設計分解成若干部分，小組成員分工協作。各小組分別完成總體方案設計、硬件選型、確定軟件需求、組態圖設計、SAMA圖繪制、算法組態、編寫設計說明書和答辯等任務，進一步提升學生的綜合應用能力、獨立分析與解決問題的能力、團隊合作精神及創新能力。
3.指導教師團隊建設探索
課程設計教學過程中要體現素質教育的實施，必須強化指導教師的主導作用。因而，組建一個優秀的指導教師團隊勢在必行。指導教師必須有豐富的DCS設計經驗，對電廠自動化領域有解決實際問題的工作積累，富有創新意識、創新精神，更應具備高度的責任心。加強“集散控制系統課程設計”指導教師團隊建設，一方面組織任課教師與試驗指導教師到電廠進行工程化培訓，主要目的在于豐富教師的集散控制系統工程實踐經驗；另一方面聘請實習基地或有合作關系的電廠中的熱工自動化工程師擔任輔助指導教師。同時注重青年教師科研能力的培養，通過參與相關科研項目，把科研成果凝練成案例指導學生開展課程設計。[5]指導教師中既有理論功底深厚的任課教師、實驗知識豐富的實驗指導教師，又有工程實踐經驗豐富的熱工自動化工程師，從而逐步組建一支奮發有為的指導教師團隊。
三、強化課程設計教學與專業課教學的聯系
“集散控制系統”教學主要圍繞培養學生的工程實踐能力而展開。因而“集散控制系統”課程教學必須與“集散控制系統”課程設計教學有機融合。在課程教學階段，根據課程教研小組統一安排，把“集散控制系統”課程設計的題目及設計指導書下發給學生，從而使得課程教學基本圍繞課程設計進行。在原本枯燥的專業課教學中引進了類似“案例教學”的方式，增強了學生學習的針對性，激發了學生的學習興趣與目的，使理論與實踐能夠適時地統一起來，提高了教學效果。[6]因此，學生在理論教學階段即可基本完成“集散控制系統”課程設計的建模與算法設計部分內容，大大節省了課程設計時間，讓學生騰出寬裕的時間挖掘創造性設計潛能。通過強化“集散控制系統”課程設計教學體系與專業課教學體系的聯系，不僅可以使理論教學與實踐教學相得益彰，也促進了集散控制系統教學效果的提升。
四、總結
在近幾年的教學過程中，課程教研小組對“集散控制系統”教學體系改革進行了探索。通過集散控制系統專業課程及其課程設計教學，加深了學生對集散控制系統分析與設計理論知識的整體認識，理論知識和工程實踐實現了有機融合，提高了學生的工程實踐能力與團隊精神，提升了整體教學效果。
參考文獻：
[1]羅永剛.“集散控制系統”教學改革和實踐[J].中國電力教育，
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[2]宋燕.系統科學視域下的課堂教學改革探討[J].廣西教育，2010，
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[3]王軼卿，張，趙英凱.“集散控制系統”課程教學改革與實踐[J].中國電力教育，2009，（1）：92-93.
[4]謝又成，周育才，任萍，等.集散控制系統實驗室的建設[J].實驗室研究與探索，2007，26（5）：119-121.
關鍵詞：課程設計；開放性；綜合性；工程實踐
作者簡介：孫亮（1973-），男，吉林省吉林市人，東北電力大學電氣工程學院，副教授；李娟（1972-），女，山東榮成人，東北電力大學電氣工程學院，教授。（吉林 吉林 132012）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0085-01
隨著電力工業的迅速發展，我國電網已形成含有超高壓交、直流網絡的大電網互聯形式，因而電力系統運行的的安全穩定性愈加重要。對于各院校電氣工程及其自動化專業，要培養出適合現代電力工業發展、滿足運行實踐要求的從業人員，必須通過系統的實驗實踐教學體系，培養學生的工程意識、創新意識、經濟意識和科技意識，提高學生提出問題、發現問題、分析問題、解決問題的能力。
課程設計是本專業各門專業課程重要實踐教學環節之一。通過各專業課程的課程設計教學環節，使學生能夠將各專業課程知識有機聯系起來，認識到各門專業課程在本專業知識體系中的地位及各門課程之間的關系，培養學生查閱資料、發現問題和解決問題的能力，啟發學生的創新思維、獨立思維方式，培養學生進行初步工程設計的能力以及對工程技術問題認真負責的態度。為此，在本專業的實驗實踐教學體系中構建創新性、開放性、設計性、綜合性的課程設計模式具有重要的意義。[1，2]
一、課程設計現狀
本專業的主干專業課程“電力系統分析”、“發電廠電氣部分”和“電力系統繼電保護”都有隸屬于本課程的課程設計，例如“電力系統分析”課程的“潮流計算”、“短路計算”課程設計，“發電廠電氣部分”課程的“變電站電氣一次部分設計”以及“電力系統繼電保護”課程的“環形網絡繼電保護整定”。目前這些課程設計多為課程性課程設計，相互之間銜接性較差，學生難以對知識體系有一個完整的認識，而且普遍采用“參照設計指導書，查閱設計手冊，進行模仿設計”的模式，不利于調動學生的積極性，使得學生的主動性、獨立性和創造性較差，這樣的課程設計形式往往收不到很好的效果。[3]
二、課程設計模式建立
針對電氣工程及其自動化專業的工程性和實踐性的特點，建立了“以專業知識為主線，以開放式管理為前提，以開放的實驗平臺為基地，以激發學生主動性為動力”的開放性、設計性、綜合性和創新性課程設計模式。將“電力系統分析”、“發電廠電氣部分”、“電力系統繼電保護”和“高電壓技術”等多門專業主干課程聯系起來，開設多個與電力工業工程實踐相關聯的選題，要求學生隨著各門專業課程的授課進程，針對某一選題，在學院提供的開放式實驗平臺進行自主設計和獨立實踐。其基本思想是通過進行開放式的綜合性課程設計，使學生得到一次綜合應用所學各門專業知識的系統化實踐鍛煉機會。[4]
三、課程設計模式實現
1.實踐性題目開設
針對電力工程實踐開設多個與工程實踐關系緊密的選題，其中一個選題是電力系統規劃及發電廠電氣部分設計。其針對某個電網的規劃、設計及運行分析的設計伴隨專業課程教學全過程逐次展開，替代以往課程教學中的分散習題和課后集中進行的課程設計，以提高學生對工程問題整體性的認識。
該設計在專業課程教學之初，即在“電力系統分析”課程中，進行設計題目的布置，給出對某一電力系統進行規劃設計所需要的初始條件，隨著課程教學內容的逐步推進，要求學生完成對該電力系統的潮流計算及分析、電壓調整、故障計算和穩定性分析。在后續的各門專業課程中，針對該系統中的火力發電廠進行各個專項設計。在“發電廠電氣部分”課程學習中，要求學生對該火力發電廠的電氣一次部分進行設計，即完成電氣主接線的選擇、電氣設備的選擇、廠用電部分設計和配電裝置規劃設計等。在“電力系統繼電保護”課程學習中，對火力發電廠發電機、變壓器組的主保護進行配置和整定。在“高電壓技術”課程學習中，完成火力發電廠的防雷保護設計。在每門課程結束之后，專門安排一定時間完成課程設計的說明書、計算書整理撰寫和繪圖等工作，并進行該課程設計的考核。
以往的題目中電力系統結構都是使用教師自己構建的網絡結構，主要是為了保證每個學生有不同的設計任務書，可能不完全符合電力系統的實際網絡結構。在保證一人一題的基礎上，本課程設計采用目前電力系統一些典型的算例分析計算，例如IEEE30、IEEE18節點網絡等的潮流計算分析。
通過這種綜合性課程設計形式，將以往零散的多個課程設計聯系起來，使學生對電力系統的設計、運行有了從全局到局部逐漸過渡的了解，對工程問題局部與整體的關系有了更全面的把握，對電力系統一次、二次各部分之間關系有了更深刻的認識。另外，由于課程設計貫穿于課程教學過程中，學生學到的知識立即就會運用到設計中，促進了學生對知識的掌握和理解。
2.開放實驗平臺
充分利用校內實驗中心和校內、外仿真基地。各實驗中心采取全天開放的形式，設計中需要進行實驗時，學生可以到實驗室進行預約，在指定時間內進行實驗。東北電力大學現有兩個物理仿真中心——“電力系統動態模擬仿真實驗室”和“輸變電運行仿真中心”，一個數字仿真中心——“電力運行仿真中心”。 其中動態模擬實驗是大型電力系統的一個縮影，可以搭建所設計的電力系統，通過它可以對電力系統的某些運行特性包括潮流、穩定等進行實踐性的實驗，從而加深對知識的認識和拔高。變電運行仿真可以使學生獲得對運行現場的直觀認識，獲得實踐運行的基本知識，并對電氣主接線的設計及配電裝置的規劃設計有很大的幫助。通過數字化計算機仿真系統了解、熟悉發電廠和變電站的運行操作過程。經過課程設計中的各種實踐，學生增加了獨立實踐機會，提高了實踐能力，對多門專業主干課程的知識進行系統的整合并加以融會貫通，增強了對電力系統運行實踐基本原理的理解。
3.輔助措施
根據當前電力工業的發展趨勢、電氣工程及其自動化專業的培養目標以及學校的具體情況，組織指導教師到供電公司、發電廠、電力設計院等單位進行調研，學習、熟悉現今實際工程的設計過程，避免課程設計與工程實際的脫節。重新編寫了各個課程設計的教學大綱、設計任務書和設計指導書，使之更貼近電力系統工程實踐。
由于在設計過程中學生遇到了利用計算機制圖和計算能力不足等實際困難，在制訂培養方案時，開設“電力CAD”、“電力系統仿真軟件應用”及“matlab在電力系統計算中應用”等多門選修課，保證了學生設計的順利進行。另外購置大量設計手冊，參考資料，解決了以往設計過程中參考資料嚴重不足的情況。
由于改革后的題目涉及面較廣，工作量較大，單獨一名學生完成有些困難，將每班學生分成若干小組，由3-4名學生組成一個小組，共同完成其中一個課題。小組成員在自主設計的基礎上，一起對課題進行研究、討論，共同完成課題，提高了協同合作能力，充分調動積極性。
4.嚴格考核
雖然新的課程設計模式是以開放式管理為前提，但實行嚴格考核的制度。由于本專業班級較多，做課程設計的總人數很多，必須形成完善的過程評價和結果考核機制。所以加強了過程管理，課程設計成績中含有一部分指導過程成績，并引入畢業設計答辯制度對學生逐一考核，考核不合格者補考和重修，避免了一部分學生不參加課程設計，只抄襲其他同學成品的情況。
四、總結
具有綜合性、實踐性、開放性的課程設計，有利于學生對知識的掌握、鞏固以及綜合應用。經過此種課程設計模式的鍛煉，學生對電力系統工程實踐的分析方法及其應用有了更深刻的理解，掌握了電氣工程初步設計基本步驟和方法，為以后從事電氣設計、運行管理和科研工作打下良好的基礎，能更好地適應電力行業實際工作。初步的教學實踐證明了專業課程設計改革的必要性和有效性，也為今后的工作積累了經驗。
參考文獻：
[1]王冀生.面向21世紀的中國高等教育[M].西安：陜西人民教育出版社，1998.
[2]袁慧，于兆勤，秦哲.新形勢下培養提高工科學生工程實踐能力的認識與實踐[J].高教探索，2007，（2）.
[關鍵詞]單片機；創新能力；教學改革
[中圖分類號]G40―057
[文獻標識碼]A
[論文編號]1009―8097(2009)13―0282―03
引言
《單片機原理及應用》課程是向學生傳授單片機技術的基礎課程，它綜合了多門基礎課和專業基礎課的知識，主要培養學生進行智能化電子系統整體設計的能力，培養強電專業學生的弱電控制能力。通過學習，使學生掌握單片機應用系統的硬件設計和軟件編程技術，可為后續更高層次專業課程的學習、畢業設計、參與實際的綜合設計課題和將來參加工作打下良好的基礎。因此搞好《單片機原理及應用》課程的教學工作，提高學生的創新能力，對提高教學質量有著非常重要的現實意義。
一 目前教學中創新能力培養存在的主要問題
我院的自動化、電氣工程及其自動化、電子信息工程三個電類專業均開設了《單片機原理及應用》課程，學生在學習了電路基礎、數字電子、模擬電子、微機原理等基礎課程的基礎上，再學習《單片機原理及應用》課程，在整個教學安排上是非常合理的。然而通過40學時的教學和一周的課程設計，最終對學生的學習情況考核時發現學生對該課程的掌握情況并不十分理想，尤其是創新能力較差，主要表現在：
1 學生主動學習的意識不夠，缺乏創新思想，學習過程中一旦碰到問題，很難認真思考、探索研究、積極主動地解決問題。
2 在《單片機原理及應用》的教學過程中，傳統的教學還是以理論為主，以課堂授課為主，學生很少有應用具體電路解決實際問題的機會，不利于創新思維的培養。
3 目前實驗課程體系驗證性實驗過多，綜合性、啟發型實驗不夠，沒有大型設計性和綜合性實驗，基本沒有對學生動手能力訓練，更不用說培養學生的創新能力。
4 在傳統的教學思想和方法引導下，學習成績主要是以考試成績確定的，因而常常出現“高分低能”現象。這種評價體系造就學生對實踐環節學習的輕視心理，即是以成績合格為目標，而不是能力獲得為標準，限制了學生的創新能力。
二 改革思路和方案
針對以上問題，在單片機教學中，根據學生、教材、教學設備等實際情況，將授課內容進行全面、合理的整合優化。減少冗余，加強綜合性、創新性內容，在對整個課程鏈研究的基礎上進行了課程改革，改革后的講課學時分配如表1所示：
在對整個課程鏈研究的基礎上進行課程改革，可以避免學生反復學習同一內容，但又學得不夠深入等問題。對照以前的教學大綱，了解當前學生所學課程，對單片機的大綱做了更改，利如增加了單片機應用典型案例、接口部分知識，刪除了同步、異步通信概念、進制部分知識等。
這種改革符合目前國家教育教學改革基本方針，可以減輕學業壓力，用有限的課時學習盡可能多的知識，做到“厚積”。在改革過程中注意積極開展教育創新。為培養創新意識，積極探索具有創造性的教學方法和手段，在授課中改變老師唱主角，學生當觀眾的教學模式：改變學生靜態、被動接受的地位，建立以學生為中心的實踐性教學模式。利用學生對新事物感興趣的心理特點，鼓勵學生積極、主動地去探究知識，教會學生進行創新的科研方法和在自主的學習中學會創新。另外在現行開設單片機課程中，實踐內容所占比例偏少，實驗設備陳舊，內容跟不上時展，因此進行了實踐性教學環節改革，改善教學與實踐脫節的現狀，使各環節相互銜接，增加創新實驗，通過加強動手能力的培養，提高了學生的綜合素質和創新能力，培養應用型本科人才。
三、為提高創新能力所采取具體措施
1 提高學生學習單片機的興趣，培養學生創新意識
興趣是最好的老師，只有有了學習興趣，才能夠在學習中創新，喜歡創新，注意創新，發揮自身的創造性。為激發學生的學習興趣，在開課之后，我們首先向學生介紹單片機的多種應用功能及其良好的發展前景，讓學生明白學什么、為什么學和學會后能做什么，并利用圖片、錄像和實物等介紹一些當前的單片機先進科技和教師相關單片機科研成果；邀請一些單片機科技公司的技術人員、知名教授來校作單片機知識專題講座；請一些已畢業從事與單片機技術有關的學生來現場指導教育，使他們了解單片微機在工業控制、智能化儀器儀表、計算機外部設備、計算機網絡與通訊技術和家用電器等領域的應用及學好單片機的重要性和必要性，激發他們的學習興趣，鼓勵他們動腦思考有哪些領域或哪些與我們日常生活相關的電器或儀表等設備適合用單片機控制，從而使學生具有初步的創新意識。
2 鼓勵學生進行單片機應用系統開發，培養學生的創新能力。
不斷鼓勵學生利用課余時間進行單片機應用系統開發，制作自己興趣的產品，編寫單片機程序。由于初學者一般沒有開發板和仿真器這些設備，為了給學生創造條件，我們采取了以下措施：
(1)給學生提供一些單片機仿真軟件，讓學生在電腦上模擬實際系統，編寫軟件。例如提供了proteus仿真軟件，它可以仿真51系列、AVR，PIC等常用的MCU及其電路，還可以和keil軟件互聯，可以像使用仿真器一樣調試程序。又不需要任何費用，特別適合學生在單片機學習的起步階段使用。我們在實驗室里安裝了這個軟件，并在教學過程中向學生演示它的功能和使用，鼓勵有電腦的學生安裝這個軟件，讓他們利用課余時間自己動手做做電子表、步進電機、直流電機控制、LED顯示，AD、DA轉換，交通燈設計等方面的模擬實驗。
(2)鼓勵有一定經濟條件的學生買一些小型的單片機學習開發板。目前市場上有很多專門為在校大學生學習單片機量身定做學習開發板、主控芯片。包括凌陽、51系列、AVR系統等，它們價格低，特別適合于學生利用課余時間學習單片機開發。而實驗室也購置一部分這樣的開發板，對學生開放，給學生創造自主學習和開發單片機系統的環境，從而培養了學生的創新能力。
3 在實驗中培養創新思維
改變原有的實驗教學模式，減少驗證性實驗，增加設計性、綜合性實驗，并開放實驗室，隨時恭候學生的來臨。在整個實驗進行過程中，以學生為實驗的主體，最大限度地調動和發揮學生的主觀能動性，引導學生積極對待實驗中出現的問題，并自己動手解決這類問題。指導教師在實驗的組織管理上起主要作用，而在實驗中僅起指導作用，給學生指明方向，避免多走彎路，并解答實驗當中出現的一些疑難問題。例如：在彩燈移動實驗中，鼓勵學生編寫不同的移動花樣，采用多種不同方法編程，并設計電路圖，這樣將生活中常見的小產品與課程實驗結合起來。使同學們加深對理論知識的
理解，學到了實際知識，培養了分析問題、解決問題的能力，培養學生的創新思維。
4 通過課程設計改革培養工程素質，強化創新能力。
創新能力不僅僅體現在一些制作發明上，更重要的是要有必要的工程素質。在課程設計過程中，注重培養學生的工程素質。從課程設計選題開始，就要求學生注意收集相關資料、作好分工、做好實驗記錄、總結調試心得等。使學生熟悉從立項、方案論證、軟硬件設計與調試、PCB設計、結構設計、到安裝調試等電子設計的全過程，系統地培養學生的學習能力、交流能力、合作能力，使學生理解并認識了良好的工程規范。在設計階段，引導學生從不同角度觀察問題、提出問題、解決問題，注意實現創新性設計。在報告整理階段，引導學生對設計過程進行總結。從方案設計到器件選型，從程序開發到調試。都要求學生將實踐中獲取的經驗總結文字材料，使學生在設計過程逐步體驗本課程的系統性。例如，選擇電子時鐘系統作為課程設計的同學，其硬件電路盡管相對簡單，涉及的單片機資源并不多，大部分同學都能夠很快的實現基本功能，但在此基礎上，引導學生進行創新設計，在硬件電路基本不變的情況下，通過重新規劃設計軟件，實現許多如計時器、萬年歷、秒表、定時報警器等附加功能。
每年課程設計的題目既可從教師給定的題目中選擇，也可以自行擬定，自行擬定的題目在做之前要提交可行性報告。這就進一步鍛煉了學生的創新能力。2007―2008學年我專業的課程設計的可選題目如表2所示：
而課程設計評分依據學生的實際完成情況和文字報告等進行評價。例如，確定若干個基于單片機實現的儀器系統如時鐘、點陣顯示器等基本功能供學生選題。在指定的時間范圍內，提交完成基本功能的儀器系統、相關文字報告等，最后進行答辯。畢業設計得分由設計產品功能和質量分(40％)、畢業設計報告分(30％)、答辨分(15％)、特色與創新分(15％)等部分組成，并要答辨。
5 通過考核方法改革考核學生的創新能力
考核方法作為課程教學的最后環節，它直接檢驗教和學雙方的效果，間接指導著學生的學習。目前《單片機原理及應用》課程使用比較普遍的考核方法仍然是閉卷筆試。應該說，閉卷考試在基礎理論類課程教學中，在強化學生學習和掌握知識的作用是不可替代的，但《單片機原理》課程應用性、實踐性都很強，如果仍以閉卷考試作為主要評價方法，則不能較好檢驗學生的實踐能力和創新能力。因此對當前的考核方法進行了改革，并擬建立一種長期的跟蹤考核制度，將考核重點放在學生在實踐中發現問題的能力考核上。即將原來的純筆試改成了設計報告、機考和筆試相結合評分的方法。在課程結束后學生要提交一個設計報告，設計一種產品，該報告的評分標準為：報告(50％)+創新意識(30％)+程序調試(20％)。而機考指的是在實驗室里現場考核，主要考核學生動手能力和程序調試能力。而筆試試卷在考核學生的基礎知識的基礎上，更強調學生的創新性思維，在題型上進行了改革。減少了一些需要死記硬背的客觀題，增加了靈活多樣的程序設計，電路設計等題型。充分考核了學生的學習情況和創新能力。最終成績測評比例為設計報告(30％)+機考(20％)+筆試(50％)。
6 開展第二課堂，培養學生的創造能力
為加強對學生學習的引導，我們將課堂教學延伸到課外，注意對學生參與實踐活動興趣的培養。將學生的課外科技活動納入到創新能力培養的過程中來，成立了創新電子社團，以電氣工程及其自動化、電子信息工程專業學生為主，其他專業學生也可自愿參加。由《單片機原理及應用》課程的主講教師作為主要指導教師，每周輔導1―2次，并提供不同層次的實踐內容，組織多種形式的實踐活動，提出靈活多樣的實踐要求，吸引學生主動地、有選擇地參與這些實踐活動，讓學生根據自己的發展方向，結合自己的興趣和需求，選擇適合自己的題目或感興趣的產品設計。在設計和制作過程中，教師給予適度的指導，使學生能夠獨立、主動、保質保量地完成自己的設計目標和任務，把學生被動地學習變成積極主動地學習，把依賴于老師的學習變成獨立的學習和思考。設計題目和產品的實現也增強了學生獨立解決問題的自信心，進一步提高學習的興趣。在教師的指導下，學生可以通過第二課堂對課堂教學內容進行補充和提升，可以根據自己的興趣進行選題、完成自己感興趣的課外實驗項目、設計和電子制作，可以自己設計電子作品等，這樣就使他們在完成學習任務的基礎上，使自己的創新思想得以實現。大大激發了學生的課外學習興趣和主觀能動性。也為學生提供了自由發展的空間，提高了學生的創造能力。
7 依托各種競賽，推進課程改革，提高創新能力
積極參加全國大學生電子設計競賽、盛群杯單片機競賽，飛思卡爾智能車競賽等各類比賽。這些競賽既培養了學生電子設計能力，提高了實踐能力，也鍛煉了學生的團隊合作精神。通過各類競賽，掊養一部分學生的動力創新能力，再通過宣傳，使其它學生對單片機學習產生興趣，為參加這些競賽而努力，從而進一步提高了學生的創新能力。
四 結束語
在進行了課程改革以后，學生的學習熱情受到了很大的激發，出現了自主式學習的熱潮。由于課程的改革，使理論教學的時間大大縮短，學生有了更多動手和思考的時間，在課程結束時，大多數同學提交了自己的作品，更有部分同學在單片機比賽中取得了優異的成績。我們將以此為契機，積極、主動地促進單片機課程的進一步改革，使單片機課程跟上時展的潮流，使學生學完單片機后，不僅僅具有初步單片機應用系統的設計和開發能力，還具有了一定的創新能力，有效的提高了學生的綜合素質。
參考文獻
[1]江世明，劉湘濤，申壽云等.省級重點建設課程《單片機原理及應用》的創新與實踐[J]懷化學院學報，第2006，25(8)：162―163.
[2]龔益民.《單片機原理及應用》教學改革與實踐[J].2007，(5)：119―120
關鍵詞：中職；研究性學習；機械手控制；PLC
隨著社會生產的不斷進步和人們生活節奏的不斷加快，人們對生產效率也不斷提出新要求。由于微電子技術和計算機軟、硬件技術的迅猛發展和現代控制理論的不斷完善，使得機械手技術快速發展，其中氣動機械手系統由于其介質來源簡便以及不污染環境、組件價格低廉、維修方便和系統安全可靠等特點，已滲透到工業領域的各個部門，在工業發展中占有重要地位。目前，中等職業學校對機械手課程的教學側重于對機械手原理和理論的講解，教學模式以“知識為本位”，學習該課程的學生學完之后，并不能解決實際問題，不能增加學生就業時的核心競爭力。在該課程中我們試著引進研究性學習教學法，期待培養學生解決實際問題、自主學習的能力。
一、研究性學習方法的特點
（一）研究性教學法概述。
研究性學習是國家教育部2000年1月頒布的《全日制普通高級中學課程計劃（試驗修訂稿）》中綜合實踐活動板塊的一項內容。它是指學生在教師指導下，從學習生活和社會生活中選擇和確定研究專題，主動地獲取知識、應用知識、解決問題的活動。以“培養學生具有永不滿足、追求卓越的態度，培養學生發現問題、提出問題、從而解決問題的能力”為基本目標；以學生從學習生活和社會生活中獲得的各種課題或項目設計、作品的設計與制作等為基本的學習載體；以在提出問題和解決問題的全過程中學習到的科學研究方法、獲得的豐富且多方面的體驗和獲得的科學文化知識為基本內容；以在教師指導下，以學生自主采用研究性學習方式開展研究為基本的教學形式的課程。
（二）研究性學習的主要步驟。
1. 課題背景、意義及介紹。
向學生介紹研究性學習的性質、目標、步驟和意義，使學生了解研究性學習方法。向學生介紹課程的背景知識，誘發學生深入學習和研究的興趣。
2. 指導學生確定課題。
根據介紹的課程背景知識，由教師或者學生提出研究。
3. 實施研究階段。
根據確定的課題，按照難易程度不同分課題小組進行研究，制定方案，以表格、調查報告等形式進行分析，討論。
二、項目教學法在《基于PLC的機械手控制設計》課程教學中的應用
（一）動員和培訓。
《基于PLC的機械手控制設計》課程是機電一體化專業學生學完《可編程控制器》課程之后一門實踐性課程，適合于采用研究性學習的方法。在課程設計中首先明確項目任務，筆者準備了一個機械手的動作的視頻，給學生講解機械手的機構和動作過程。
其運動控制方式為：(1)由伺服電機驅動可旋轉角度為360°的氣控機械手(有光電傳感器確定起始0點)；(2)由步進電機驅動絲杠組件使機械手沿X、Y軸移動(有x、y軸限位開關)；(3)可回旋360°的轉盤機構能帶動機械手 及絲杠組自由旋轉(其電氣拖動部分由直流電動機、光電編碼器、接近開關等組成)；(4)旋轉基座主要支撐以上3部分；(5)氣控機械手的張合由氣壓控制(充氣時機械手抓緊，放氣時機械手松開)。
其工作過程為：當貨物到達時，機械手系統開始動作；步進電機控制開始向下運動，同時另一路步進電機控制橫軸開始向前運動；伺服電機驅動機械手旋轉到達正好抓取貨物的方位處，然后充氣，機械手夾住貨物。步進電機驅動縱軸上升，另一個步進電機驅動橫軸開始向前走；轉盤直流電機轉動使機械手整體運動，轉到貨物接收處；步進電機再次驅動縱軸下降，到達指定位置后，氣閥放氣，機械手松開貨物；系統回位準備下一次動作。
（二）課題準備階段。
1. 提出和選擇課題。
機械手在日常生活中應用如此廣泛，我們應該如何學習機械手。為了學好機械手知識我們應該具備什么樣的知識。根據教師介紹的范例，我們如何了解PLC運動控制器和運動驅動器。根據難易程度不同，分組了解運動控制器和驅動器的工作過程，同時編寫PLC程序。
2. 成立課題組。
分小組明確各小組的任務，本課題共分三個小組進行實施：
PLC運動控制器組：查找有關PLC運動控制器的類別及相關的工作原理。
運動驅動器組：查找有關運動驅動器的類別及相關的工作原理。
軟件編程組：負責對機械手編寫PLC程序進行運動控制。
（三）課題實施階段
學生根據研究方案，將收集到的各類信息進行整合，分析，討論，得到如下結論：
1. PLC運動控制器小組搜集到的信息，制定的方案如下：根據系統設計要求的不同，可以選用OMRON公司生產的CPM2A小型機。CPM2A在一個小巧的單元內綜合有各種性能，包括同步脈沖控制、中斷輸入、脈沖輸出、模擬量設定和時鐘功能等。CPM2A的CPU單元又是一個獨立單元，能處理廣泛的機械控制應用問題，所以它是在設備內用作內裝控制單元的理想產品。完整的通信功能保證了與個人計算機、其它OMRON PC和OMRON可編程終端的通信。這些通信能力使四軸聯動簡易機械手能方便的融合到工業控制系統中。
2. 運動驅動器小組搜集到的相關信息如下：為達到精確控制的目的，根據市場情況，對各種關鍵器件選型如下：
①機械手縱軸(Y軸)和橫軸(X軸)選用的是兩相混合式步進電機。
②伺服電機及其驅動器：機械手的旋轉動作采用伺服電機。
3. 軟件流程圖。
流程圖是PLC程序設計的基礎。只有設計出流程圖，才可能順利而便捷地編寫出梯形圖并寫出語句表，最終完成程序的設計。所以寫出流程圖非常關鍵也是程序設計首先要做的任務。依據四軸聯動簡易機械手的控制要求，繪制流程圖如下圖所示：
三、總結與反思
機械手在日常生活、生產中起到了很大的作用，如何學好基于PLC的機械手控制設計課程，選擇自己的職業方向，是每個中職生必須事先準備和考慮的。采用研究性學習方法之后，學生積極參與課堂教學，收到了良好的效果，對學生的成長產生了深刻的影響。
（作者單位：深圳市第一職業技術學校）
參考文獻：
