自動控制原理論文范文

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篇1

1．1授課理論性較強授課理論性強不利于培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的科學(xué)觀點，不利于提升學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。為保證控制理論的完整性和透徹性，若教師在授課過程中把過多時間和精力集中于原理講解和公式推導(dǎo)上，就很難有充分的時間將理論知識與系統(tǒng)應(yīng)用實例相結(jié)合，造成很多學(xué)生誤認為該課程是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)課程，容易產(chǎn)生畏難心理。另外，定單班的學(xué)生面臨畢業(yè)即就業(yè)，沒有升學(xué)再深造的壓力，他們所關(guān)心的是所學(xué)知識是否會用到將來的工作崗位中。因此，課堂上講授過多或過深的理論知識不利于提升學(xué)生對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣。

1．2缺少煤礦電氣背景的相關(guān)實例通過與工作后的畢業(yè)生交流，發(fā)現(xiàn)有一條信息非常突出:大部分畢業(yè)生很難將自動控制原理中所學(xué)的分析與設(shè)計方法應(yīng)用到工程實踐中。這主要是因為所學(xué)課程大部分實例與學(xué)生所學(xué)專業(yè)相關(guān)性不強，多數(shù)學(xué)生對案例中涉及的專業(yè)背景不熟悉，導(dǎo)致學(xué)生對學(xué)習(xí)課程的必要性、重要性和實用性認識模糊，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)習(xí)“自動控制原理”死搬硬套，應(yīng)付考試的現(xiàn)象嚴重，缺少靈活運用和開拓創(chuàng)新的思路。上述這些問題直接弱化了“自動控制原理”作為專業(yè)基礎(chǔ)課程的作用。

2“自動控制原理”授課內(nèi)容調(diào)整

為順應(yīng)煤炭電氣化發(fā)展需求和人才培養(yǎng)定位，突出煤礦電氣特色教學(xué)目標(biāo)，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實例等方面進行研究和探索，對課程的基礎(chǔ)理論與實踐教學(xué)進行優(yōu)化。

2．1優(yōu)化授課的內(nèi)容體系、深度和廣度研究各章節(jié)基本內(nèi)容的聯(lián)系，調(diào)整課程授課體系，以系統(tǒng)建模、分析和綜合設(shè)計為主，突出煤炭行業(yè)背景，注重基礎(chǔ)知識的靈活運用。“自動控制原理”在傳統(tǒng)教學(xué)上一直沿用自動化專業(yè)的授課體系，造成“自動化類”和“非自動化類”的界限模糊。對于定單班該課程學(xué)時數(shù)少的情況，若按“自動化類”體系授課，只能加大課時信息量，造成學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容難以及時有效消化，影響教學(xué)效果。研究如何在有限學(xué)時內(nèi)讓學(xué)生熟練掌握控制原理的基本理論，并突出煤炭電氣工程實踐能力培養(yǎng)，成為構(gòu)建定單班授課體系的關(guān)鍵。參照培養(yǎng)定位，結(jié)合后續(xù)的相關(guān)控制理論的專業(yè)課程，從課程體系出發(fā)，以系統(tǒng)建模、系統(tǒng)分析和綜合設(shè)計為主線，調(diào)整授課知識點深度和廣度。如在講述建立數(shù)學(xué)模型基本內(nèi)容時，應(yīng)選取有一定煤礦工程背景的系統(tǒng)，給模型賦予形象的物理意義，使學(xué)生正確理解實際模型與抽象模型的區(qū)別與聯(lián)系，并從不同的角度對系統(tǒng)進行建模，加深對實際系統(tǒng)建模的理解。系統(tǒng)分析方法是控制系統(tǒng)綜合設(shè)計的基礎(chǔ)，這部分內(nèi)容主要包括時域分析法、根軌跡法、頻域響應(yīng)法，這些是控制理論教學(xué)的重點，應(yīng)保留原有知識點的深度。抓住采用時域分析法、根軌跡法和頻域響應(yīng)法分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性、快速性和準(zhǔn)確性的特點，加深學(xué)生對不同方法的理解，這是系統(tǒng)分析的關(guān)鍵。對于離散系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和現(xiàn)代控制理論，由于培養(yǎng)計劃中后續(xù)課程相關(guān)性較小，可以降低這部分知識的深度和廣度。

2．2增加煤炭電氣控制系統(tǒng)實例系統(tǒng)設(shè)計對培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合能力及創(chuàng)新能力十分重要，也是教學(xué)的難點。在授課過程中，要注意研究與選取煤礦電氣工程中的典型范例，如礦井提升機控制系統(tǒng)、掘進機控制系統(tǒng)、通風(fēng)機控制系統(tǒng)以及排水設(shè)備控制系統(tǒng)等，突出煤炭行業(yè)背景，從實例分析中去了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征、工作原理和設(shè)計要求。生動的工程實例可大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生感受控制理論的魅力，深刻理解“學(xué)以致用”的意義，使學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)達到知識和能力的雙重提升。

3實施案例

礦井提升機調(diào)速系統(tǒng)要求平滑調(diào)速且調(diào)速精度較高。提升機電氣傳動系統(tǒng)的加、減速過程要平穩(wěn)(無超調(diào))。控制系統(tǒng)應(yīng)保證在額定速度時有±1%的精度。

3.1準(zhǔn)確性分析假設(shè)提升系統(tǒng)采用恒速控制，選單位階躍函數(shù)作為典型的外作用。由一階系統(tǒng)分析方法可知，一階系統(tǒng)完全可以跟隨階躍信號，且穩(wěn)態(tài)誤差為零，所以提升系統(tǒng)±1%的控制精度是可以保證的。

4結(jié)語

篇2

關(guān)鍵詞：控制理論；系統(tǒng)化；比較教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）21-0042-02

控制理論是自動化及其相關(guān)專業(yè)的一門重要核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，在武漢理工大學(xué)華夏學(xué)院（以下簡稱“我院”）自動化專業(yè)，控制理論所授主要內(nèi)容為以經(jīng)典控制論為核心的“自動控制原理”和以卡爾曼的狀態(tài)空間分析法為核心的“現(xiàn)代控制理論”。

其中，“自動控制原理”是研究控制系統(tǒng)的一般規(guī)律，并為系統(tǒng)的分析和綜合提供基本理論和方法的專業(yè)基礎(chǔ)核心課程。該課程又是“現(xiàn)代控制理論”“過程控制系統(tǒng)”“運動控制系統(tǒng)”“計算機控制技術(shù)”“智能控制”等許多后續(xù)課程的基礎(chǔ)。而作為其后續(xù)課程的“現(xiàn)代控制理論”仍作為碩士研究生“線性系統(tǒng)理論”與“最優(yōu)控制”等學(xué)位課程的基礎(chǔ)。這兩門課程理論性強，概念多且雜，對學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求較高。而我院作為一個三本院校，自動化專業(yè)的學(xué)生相比較一本和二本的學(xué)生而言，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)較為薄弱，故學(xué)好這兩門課對學(xué)生來說至關(guān)重要且具有一定的難度。

而教好上述兩門課程也是教師必須思考和解決的重要問題。筆者經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，摸索出一套比較適合三本院校學(xué)生的系統(tǒng)化教學(xué)方法，致力于培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)觀，進行了一些嘗試，且取得了一定的效果。

一、工程背景系統(tǒng)性

任何一種理論的產(chǎn)生都有其歷史背景，都是在實踐中產(chǎn)生的。自動控制技術(shù)萌芽在18世紀(jì)，在第一次世界工業(yè)革命期間，自動控制技術(shù)逐漸應(yīng)用到現(xiàn)代工業(yè)中。其中最卓越的代表是瓦特（J.Watt）發(fā)明的蒸汽機離心調(diào)速器，一種憑借直覺的實證性發(fā)明。飛球調(diào)節(jié)器有時使蒸汽機速度出現(xiàn)大幅度振蕩，其他自動控制系統(tǒng)也有類似現(xiàn)象。

由于當(dāng)時還沒有自控理論，所以不能從理論上解釋這一現(xiàn)象。為了解決這個問題，盲目探索了大約一個世紀(jì)之久。1868年英國麥克斯韋爾的“論調(diào)速器”論文指出：不應(yīng)單獨研究飛球調(diào)節(jié)器，必須從整個系統(tǒng)分析控制的不穩(wěn)定。麥克斯韋爾的這篇著名論文被公認為自動控制理論的開端，接著就進入了經(jīng)典控制理論發(fā)展的孕育期。1875年，英國勞斯提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1895年，德國赫爾維茲提出代數(shù)穩(wěn)定判據(jù)。1892年，俄國李雅普諾夫提出穩(wěn)定性定義和兩個穩(wěn)定判據(jù)。1932年，美國奈奎斯特提出奈氏穩(wěn)定判據(jù)。戰(zhàn)中自動火炮、雷達、飛機以及通訊系統(tǒng)的控制研究直接推動了經(jīng)典控制的發(fā)展。1948年，維納出版《控制論》，形成完整的經(jīng)典控制理論，標(biāo)志控制學(xué)科的誕生。維納成為控制論的創(chuàng)始人。

經(jīng)典控制理論的主要內(nèi)容包括：系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立、時域分析法、頻率特性法、根軌跡法、系統(tǒng)綜合與校正、非線性系統(tǒng)和采樣控制系統(tǒng)分析法等。

從四十年代到五十年代末，經(jīng)典控制理論的發(fā)展與應(yīng)用使整個世界的科學(xué)水平出現(xiàn)了巨大的飛躍，幾乎在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸及國防建設(shè)的各個領(lǐng)域都廣泛采用了自動化控制技術(shù)（可以說工業(yè)革命和戰(zhàn)爭促使了經(jīng)典控制理論的發(fā)展）。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展不僅需要迅速地發(fā)展控制理論，而且也給現(xiàn)代控制理論的發(fā)展準(zhǔn)備了兩個重要的條件――現(xiàn)代數(shù)學(xué)和數(shù)字計算機。現(xiàn)代數(shù)學(xué)，例如泛函分析、現(xiàn)代代數(shù)等，為現(xiàn)代控制理論提供了多種多樣的分析工具；而數(shù)字計算機為現(xiàn)代控制理論發(fā)展提供了應(yīng)用的平臺。[1]

在二十世紀(jì)五十年代末，計算機技術(shù)的飛速發(fā)展推動了核能技術(shù)、空間技術(shù)的發(fā)展，并且為多輸入多輸出系統(tǒng)、非線性系統(tǒng)和時變系統(tǒng)的分析和設(shè)計提供了新的手段。

五十年代后期，貝爾曼（Bellman）等人提出了狀態(tài)分析法，在1957年提出了動態(tài)規(guī)劃。1959年卡爾曼（Kalman）和布西創(chuàng)建了卡爾曼濾波理論；1960年在控制系統(tǒng)的研究中成功地應(yīng)用了狀態(tài)空間法，并提出了可控性和可觀測性的新概念。

由上面的歷史背景介紹可以看出，現(xiàn)代控制理論是在自動控制理論的基礎(chǔ)上發(fā)展得到的，盡管兩種理論在方法和思路上有顯著的不同，但是在教授的時候不能將兩者視為單獨的個體。筆者每次在緒論部分都會系統(tǒng)化地講解理論的產(chǎn)生，以讓學(xué)生對兩門課程形成一個初步的比較清晰的認識。

二、理論教學(xué)的系統(tǒng)性

在這兩門課程的理論教學(xué)過程中，雖然涉及到的知識點有差異，但是經(jīng)筆者研究，在具體教學(xué)中，兩門課程的教學(xué)有些許共性，比如說兩門課程的教學(xué)流程就基本一致。如圖1所示：相對于現(xiàn)代控制原理而言，自動控制原理理論推導(dǎo)較少，同時其工科背景較強，實例較多。在學(xué)習(xí)之初，可先幫助學(xué)生搭建起分析問題和解決問題的基本框架，形成一個較為初步的系統(tǒng)觀。

自動控制原理分析問題的核心是數(shù)學(xué)建模，穩(wěn)定性判斷和性能指標(biāo)的計算，[2]主要分析方法是時域分析法、頻域分析法和根軌跡分析法。時域分析法直觀易懂，頻域分析法是自動控制原理的核心，根軌跡分析法在目前的工程實踐中已用的很少，在學(xué)時有限的情況下可略講。在實際講解的過程中，要合理安排學(xué)時，適當(dāng)加快時域分析法的講授，略講根軌跡分析法，重點講解頻域分析法及系統(tǒng)校正。

現(xiàn)代控制理論包含了大量的理論概念機數(shù)學(xué)公式，在實際講授中，應(yīng)弱化理論推導(dǎo)，在教學(xué)過程中可結(jié)合倒立擺工程實例，從建模、穩(wěn)定性分析、能控能觀性分析、極點配置到狀態(tài)反饋，形成一個較為完整的分析過程。[3]

總而言之，在講解的過程中，注重引言，初步建立系統(tǒng)觀，結(jié)合實例，比較異同，突出重難點，最后再通過總結(jié)強化各知識點之間的聯(lián)系。[4]

三、實踐教學(xué)的系統(tǒng)性

1.重視實驗，理論教學(xué)和實驗教學(xué)的系統(tǒng)化[5]

以往，控制理論的實驗課和理論課教學(xué)是獨立的，理論課教師和實驗課教師各行其道，相互交流匱乏。目前，學(xué)院已明確提出，理論課教學(xué)和實驗課教學(xué)的一致性，理論課教師必須參與進實驗教學(xué)，教學(xué)手段要豐富、系統(tǒng)。

2.實驗箱教學(xué)和仿真教學(xué)的系統(tǒng)化

首先在實驗箱上搭建模擬電路，利用信號發(fā)生器、示波器等測量波形和數(shù)據(jù)。同時引入MATLAB仿真，先引出數(shù)學(xué)模型，利用MATLAB強大的系統(tǒng)工具箱分析并繪制各種相應(yīng)曲線，利用Simulink工具箱進行校正和狀態(tài)反饋設(shè)計。[6]最后，對比電路測試波形和仿真結(jié)果，可讓學(xué)生深入了解理論和實際參數(shù)之間的差異，進而尋找原因，加深理解。

四、今后教學(xué)方向

在今后的教學(xué)過程中，可進一步加強比較，加強學(xué)生的系統(tǒng)觀，并且嘗試遷移到其他相關(guān)學(xué)科，加強學(xué)生對整個學(xué)科的理解。

參考文獻：

[1]萬雄波，楊方.基于“自動控制原理”與“現(xiàn)代控制理論”課程異同點分析的教學(xué)探索[J].科教文匯，2013，（7）：56-57.

[2]孫韻鈺.“相似論”在“自動控制理論”課程教學(xué)中的運用[J].消費電子，2013，（7）.

[3]王斌，李斌.“現(xiàn)代控制理論”教學(xué)改革與實踐[J].中國電力教育，2013，（10）：61-62.

[4]李長云.“自動控制理論”的系統(tǒng)化教學(xué)實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2013，（8）：75-77.

篇3

關(guān)鍵詞：自動控制原理；計算機輔助教學(xué)；考核方式多元化

作者簡介：陳兆嶺（1967-），男，江蘇泰州人，江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院，講師；劉國海（1964-），男，江蘇揚州人，江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院，教授。（江蘇 鎮(zhèn)江 212013）

基金項目：本文系江蘇省“十二五”高等學(xué)校重點專業(yè)建設(shè)（批準(zhǔn)號：蘇教高[2012]23號）、2011年江蘇大學(xué)校級教學(xué)改革與研究項目（重點）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）05-0086-02

“自動控制原理”是一門理論性和工程實踐性都較強的專業(yè)基礎(chǔ)課，是后續(xù)專業(yè)課程不可缺少的先行基礎(chǔ)課，[1]江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院所有專業(yè)的學(xué)生都要學(xué)習(xí)這門課。為了提高教學(xué)質(zhì)量，課程教學(xué)組根據(jù)課程特點采用多種教學(xué)手段，對課程教學(xué)進行了全方位的改革實踐。

一、課程特點和教學(xué)改革的必要性

“自動控制原理”課程的特點是：內(nèi)容成熟豐富、涉及知識面廣、理論性強、比較抽象但又和工程實踐聯(lián)系緊密、可供使用的教學(xué)手段更新發(fā)展快，同時習(xí)題多、難度大，是具有一定深度和學(xué)習(xí)難度的課程，往往讓學(xué)生感到難學(xué)，教師感到難教。[2]教師在講授過程中也容易過分強調(diào)理論知識的數(shù)學(xué)推導(dǎo)而忽視工程應(yīng)用，使這門課類似數(shù)學(xué)課。[3]若教師對這門課程采用以“教師為中心”的單一教學(xué)模式，沿用傳統(tǒng)的“課堂板書講授+驗證實驗”的教學(xué)方法，則不利于學(xué)生系統(tǒng)地掌握課程知識點，會導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)興趣和主動性，從而無法達到良好的教學(xué)效果。[4，5]因此教師必須更新觀念，大力倡導(dǎo)積極主動的學(xué)習(xí)方式，充分應(yīng)用先進的現(xiàn)代教學(xué)手段，建立一套包括理論講授、計算機輔助教學(xué)、實踐教學(xué)、作業(yè)講解、網(wǎng)絡(luò)資源共享、評價體系和學(xué)術(shù)討論相結(jié)合的全方位的課程教學(xué)改革新體系，充分調(diào)動教師和學(xué)生的積極性，努力提高教學(xué)質(zhì)量。

二、全方位教學(xué)改革實踐

江蘇大學(xué)“自動控制原理”課程教學(xué)組經(jīng)過認真研究，本著“以學(xué)生為中心”、“厚基礎(chǔ)、重實踐、重能力”的指導(dǎo)思想，在省重點專業(yè)建設(shè)和校級教學(xué)改革與研究項目的資助下，對課程體系進行整體優(yōu)化，將多種教學(xué)手段并舉，實現(xiàn)了師生之間學(xué)習(xí)過程的雙向互動，取得了良好的教學(xué)效果。

1.精選教學(xué)內(nèi)容

為了解決“自動控制原理”課程內(nèi)容多、學(xué)時少的矛盾，教師必須根據(jù)教學(xué)大綱的培養(yǎng)目標(biāo)突出重點優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容。根據(jù)江蘇大學(xué)電氣信息工程學(xué)院各專業(yè)的學(xué)習(xí)需要，本課程組分別精選了90、75、60和45學(xué)時的課堂教學(xué)內(nèi)容。自動控制系統(tǒng)分析與設(shè)計的主要內(nèi)容和重點是研究系統(tǒng)的特性，即穩(wěn)定性、動態(tài)性能、靜態(tài)性能。“穩(wěn)、快、準(zhǔn)”貫穿了時域分析、根軌跡分析和頻域分析的過程，教師在講課過程中又以工程上應(yīng)用廣泛的頻域分析為重點和難點，將基本概念、基本原理和基本方法講透，讓學(xué)生了解和學(xué)習(xí)“控制論”的思想方法。課程開始時就向?qū)W生推薦幾本國內(nèi)有影響的參考書，對于教學(xué)大綱中規(guī)定的了解內(nèi)容則略講，或讓學(xué)生課余自學(xué)，這樣不但培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和獨立思考解決問題的能力，也節(jié)省了課時。

教師也要注重介紹控制學(xué)科前沿的最新發(fā)展，使課程具有先進性和時代感。增加MATLAB軟件的應(yīng)用，減少講授系統(tǒng)根軌跡繪制、頻率特性繪制的內(nèi)容，而將重點放在應(yīng)用根軌跡法和頻域分析法進行工程分析與設(shè)計上，使學(xué)生掌握專業(yè)的知識與技能。

根據(jù)以上原則，課程組成員編寫的教材《自動控制原理》將于2013年由機械工業(yè)出版社正式出版發(fā)行。

2.課堂教學(xué)手段多樣化

課堂教學(xué)是教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)。為了增強授課效果，教師應(yīng)采用講授式、探究式、案例式、討論式和對比式等教學(xué)方法相結(jié)合，采用以多媒體課件為主、減少板書時間、增加Matlab軟件應(yīng)用內(nèi)容介紹、增加師生互動交流時間等教學(xué)手段。

課程組教師根據(jù)授課內(nèi)容的不同，將多種教學(xué)方法相結(jié)合，如緒論部分采用了講授式、案例式、對比式等方法介紹自動控制的定義、特點、實例、基本內(nèi)容和基本要求；采用探究式、討論式和對比式等方法分析時域法、根軌跡法和頻域法的區(qū)別與聯(lián)系、應(yīng)用范圍、優(yōu)缺點等。

由于課程理論性強、公式推導(dǎo)多，采用傳統(tǒng)的板書方式耗時費力，而采用多媒體課件教學(xué)，不但節(jié)省課時，而且圖文并茂，增加了信息量，提高了課堂教學(xué)效率。為了適應(yīng)學(xué)生的思維速度，在公式推導(dǎo)時，教師利用多媒體動畫一步步地給出演算過程，產(chǎn)生了和板書相同的效果。

教師引入基于Matlab的計算機輔助教學(xué)，避免了高次方程解根、高階系統(tǒng)性能指標(biāo)計算等煩瑣計算，可以把時域、根軌跡、頻域分析和校正系統(tǒng)的繪圖很快地在計算機上繪制出來，還可以方便地分析系統(tǒng)傳遞系數(shù)、開環(huán)零極點變化等對系統(tǒng)性能的影響。這不僅提高了課堂的教學(xué)效率，也使學(xué)生鞏固了所學(xué)知識，拓寬了思路， 提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)的興趣和熱情，同時為后續(xù)的課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計的分析和計算工作打下良好基礎(chǔ)。

采用的多媒體課件和引入的Matlab輔助教學(xué)節(jié)省了課時，增加了師生課堂互動交流的時間。教師在授課過程中可適當(dāng)?shù)亓粢恍夷睿瑔l(fā)學(xué)生思考后再進行講解，效果更好。如在講授奈氏穩(wěn)定判據(jù)時，拋出問題：當(dāng)有p個開環(huán)極點在s平面的右半部時，奈氏曲線會如何變化，奈氏穩(wěn)定判據(jù)應(yīng)用時應(yīng)作哪些修改。通過學(xué)生獨立思考、師生互動解決問題后，學(xué)生對奈氏穩(wěn)定判據(jù)的本質(zhì)理解更深刻，印象更清晰。

教師每講完一章應(yīng)歸納出本章知識點作為學(xué)生復(fù)習(xí)的重點，引導(dǎo)學(xué)生及時復(fù)習(xí)。

3.改革作業(yè)完成方法和實驗方式

課后及時做作業(yè)，有利于學(xué)生深入理解學(xué)習(xí)內(nèi)容、鞏固所學(xué)知識。教師課后布置一些概念性強的習(xí)題，要求學(xué)生閱讀參考書，利用Matlab指令或Simulink模塊進行仿真，這樣既拓展了學(xué)生的思維模式又能讓經(jīng)典的專業(yè)知識與時展相結(jié)合，使學(xué)生在掌握成熟的專業(yè)理論的同時理解本專業(yè)的性質(zhì)和實際應(yīng)用特點。

實驗方面采用驗證實驗和設(shè)計實驗相結(jié)合、仿真實驗和物理實驗相結(jié)合、課堂實驗和開放實驗相結(jié)合的方法。需要在課堂完成的驗證實驗有四個，同時學(xué)生也可自主設(shè)計實驗，學(xué)生根據(jù)所學(xué)的知識利用實驗室的設(shè)備自由設(shè)計實驗，以驗證所學(xué)的理論知識，充分發(fā)揮學(xué)生個體的能動性、創(chuàng)新性來自主設(shè)計一些自動控制系統(tǒng)。通過實驗，學(xué)生掌握了諸如實際溫控系統(tǒng)的組成、PID控制器的設(shè)計和調(diào)節(jié)，更好地將理論知識應(yīng)用到實際系統(tǒng)中。

課程組教師結(jié)合自身的科研課題，吸收部分學(xué)生實際參與；組織學(xué)生開展各種豐富多彩的課內(nèi)外科技活動，進行大學(xué)生電子設(shè)計制作培訓(xùn)；組織學(xué)生參加全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽、校“星光杯”科技作品大賽、大學(xué)生科研立項等活動，學(xué)生每年都取得不俗成績。

4.網(wǎng)絡(luò)資源的建設(shè)和利用

江蘇大學(xué)開發(fā)了“自動控制原理”課程的網(wǎng)絡(luò)課堂，教師充分利用校園網(wǎng)絡(luò)資源進行網(wǎng)上輔助教學(xué)。網(wǎng)絡(luò)課堂系統(tǒng)主要分為三大模塊：資源中心模塊、教師管理模塊和學(xué)生自主學(xué)習(xí)模塊。課程教學(xué)大綱、教案概略、參考文獻目錄、網(wǎng)上提交作業(yè)、在線測試、實驗預(yù)約、師生互動、網(wǎng)絡(luò)課件、部分授課錄像等都已上網(wǎng)使用，并逐步充實和完善。學(xué)生可在網(wǎng)上下載所需學(xué)習(xí)資料用于課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)。網(wǎng)絡(luò)資源中心不斷更新充實國內(nèi)精品課程、學(xué)術(shù)期刊和相關(guān)技術(shù)資料等內(nèi)容，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了一個良好平臺。除此之外，該系統(tǒng)還包括隨機出題的習(xí)題庫子系統(tǒng)，學(xué)生可以隨時通過習(xí)題庫進行自我測驗，同時也有網(wǎng)上輔導(dǎo)體系，學(xué)生可以隨時與教師互動答疑。

5.考核評價方式多元化

江蘇大學(xué)“自動控制原理”課程改變期末一張考卷定成績的傳統(tǒng)做法，總評成績由平時成績和考試成績組成，平時成績占25%，考試成績占75%。平時成績主要考核上課出勤、課堂參與情況、作業(yè)成績、實驗成績。試卷命題要知識覆蓋面廣，分為基本要求部分和提高部分，前者約占試卷總分值的75%，主要考核學(xué)生掌握基本知識的程度，后者約占試卷總分值的25%，主要考核學(xué)生靈活運用所學(xué)知識的能力，難度與考研題接近。這樣做既考核了學(xué)生掌握基本知識的情況，又促進學(xué)生深入學(xué)習(xí)研究，保證了考核結(jié)果的區(qū)分度。

6.教改研討活動制度化

“自動控制原理”是學(xué)院的重點教學(xué)課程，學(xué)院成立了專門的課程教學(xué)小組，并持續(xù)吸收自動化系新教師加入。多年來，課程組堅持開展經(jīng)常性的、有計劃的教學(xué)研究活動，針對課堂教學(xué)中的重點、難點以及新問題開展專題討論，深化課程的教學(xué)改革，不斷地更新和完善教學(xué)內(nèi)容，改進教學(xué)方法。學(xué)校每年開展一次講課競賽，提高教師講課技能，積極申報省市和學(xué)校的教學(xué)改革項目，所涉及的內(nèi)容有：課程教學(xué)體系整體優(yōu)化、教學(xué)內(nèi)容與方法改革、課程群建設(shè)、雙語教學(xué)、教材建設(shè)、實驗室建設(shè)、多媒體教學(xué)研究與建設(shè)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)等。學(xué)院鼓勵對外交流，鼓勵教師發(fā)表教學(xué)改革論文，派出課程組教師參加每兩年舉辦一屆的“全國自動化教育學(xué)術(shù)年會”，直接和兄弟院校交流教學(xué)經(jīng)驗，學(xué)習(xí)先進的教學(xué)方法和手段，將“自動控制原理”課程的教學(xué)改革推向新的臺階。

三、教學(xué)效果

“自動控制原理”課程的全方位教學(xué)改革，取得了良好的教學(xué)效果。學(xué)生普遍反映學(xué)習(xí)興趣濃厚、課程內(nèi)容充實、學(xué)習(xí)效率提高，考核總評成績提高，不及格率下降至7%以下。相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生在教師的研究課題中發(fā)揮較大的作用，每年參加的全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽，都能取得幾項一等獎，對江蘇大學(xué)的電氣工程及其自動化專業(yè)（國家級特色專業(yè)）和自動化專業(yè)（江蘇省品牌特色專業(yè)）的建設(shè)起到了促進作用。

參考文獻：

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[3]符強.《自動控制原理》課程的探究式教學(xué)研究[J].四川教育學(xué)院學(xué)報，2012，28（3）.

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論文關(guān)鍵詞：自動控制原理，教學(xué)改革，實踐環(huán)節(jié)，教學(xué)質(zhì)量

 

“自動控制原理”課程[1]作為工科學(xué)生的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,在它們的成長過程中將起到不可替代的作用。該課程涉及到控制系統(tǒng)的模型建立、系統(tǒng)分析及系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)理論和相關(guān)技術(shù)，理論性較強但又源于工程技術(shù)。其特點是概念抽象、數(shù)學(xué)含量大、計算繁雜，既難教，也難學(xué)。對于該課程的教學(xué)，傳統(tǒng)教學(xué)方法存在以下一些弊端：其一，是先進行理論教學(xué)，然后進行實踐教學(xué)，理論學(xué)習(xí)具有盲目性，缺乏針對性實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生在學(xué)習(xí)理論時，不知道重點與非重點，只是盲目進行接收，所學(xué)摘要求比較高，學(xué)生若沒一定的數(shù)學(xué)功底，雖然教師在講臺費盡心血地向?qū)W生講述，但是學(xué)生在底下往往卻聽得一塌糊涂模棱兩可。其三，是學(xué)生做作業(yè)時沒有實踐操作的機會，從而缺乏感性認識，很難提高思維能力與實踐動手能力。其四，是采用教師只是授課，學(xué)生只是聽課，沒能達到“互動式”教學(xué)方法，因此難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

針對上述原因，根據(jù)我校的實際情況，以提高教學(xué)質(zhì)量為主要目標(biāo)，對自動控制原理課程的教學(xué)方法進行了改革，采用了多媒體教學(xué)手段和充分的理論與實踐相結(jié)合的教學(xué)方法，同時也積極采用“互動式”教學(xué)方法實踐環(huán)節(jié)，克服了上述缺點，取得了一定的經(jīng)驗與實效。

一、精心組織授課內(nèi)容,使學(xué)生有最大的收益

(一)精選教材,以期事半功倍之效果

教學(xué)各環(huán)節(jié)中,教材的選用是極其重要的。它不僅是教師授課的依據(jù),也是學(xué)生預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)的依據(jù)。一本好的教材要求內(nèi)容深淺適度,講述條理清晰,結(jié)構(gòu)編排合理,理論分析透徹。特別是對于“自控控制原理”這門課程,內(nèi)容體系十分龐大,既有時域分析,又有頻域分析;既有連續(xù)時間信號分析,又有離散時間信號分析;還要兼顧到基礎(chǔ)知識的應(yīng)用,這就涉及到了信號與系統(tǒng)、通信、自動控制等不同領(lǐng)域的知識。要能夠兼容并蓄,給學(xué)生以最全面的知識,最精辟的理論,最清晰的條理,必須是一本好教材才能做到。我校選擇的是國防工業(yè)大學(xué)出版社、胡壽松主編的自動控制原理。這本書我們認為其編排非常合理,符合人類思維的習(xí)慣;講述透徹,難度適當(dāng)。本書在基本理論和方法的闡述上，把物理問題與其數(shù)學(xué)表述和論證密切的結(jié)合起來，注意引入現(xiàn)代數(shù)學(xué)概念，使這些理論和方法有較為堅實的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，這對于深入準(zhǔn)確的理解本書內(nèi)容是有益的。另外，大多數(shù)學(xué)校的考研專業(yè)課基本上都采用該教材，所以它為學(xué)生早日圓自己的考研夢奠定了一定的理論基礎(chǔ)期刊網(wǎng)。該教材以并行的方式建立連續(xù)時間和離散時間信號與系統(tǒng)的分析方法。考慮到當(dāng)前的實際情況，在具體安排上，仍分章先討論連續(xù)的再討論離散的；先討論線性系統(tǒng)再討論非線性系統(tǒng)；然后是線性系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析。這樣，把系統(tǒng)看作一個整體，從分析方法的角度，按時域分析、變化域分析和狀態(tài)變量分析的次序劃分章節(jié)，強調(diào)了連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)的共性，也突出了它們各自的特點。這將有利于基本概念和基本方法的理解與掌握。實踐證明,這一途徑在教學(xué)上是非常可取的,它可以利用連續(xù)和離散時間方法之間的共同點來分享各自所獲得的理性和感性知識,而兩者之間的差異又可用來加深理解各自不同的獨特性質(zhì)，據(jù)學(xué)生反應(yīng),他們完全有能力自學(xué)。這是一本好教材所應(yīng)達到的境界,讓讀者有“溫故而知新”的能力,從而達到事半功倍之效果。

(二)多種形式施教,培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力

學(xué)生的自學(xué)能力應(yīng)該是大學(xué)階段著重培養(yǎng)的一種能力。在他們走出校門后,這種能力將會大有用武之地。教師應(yīng)該給學(xué)生以鍛煉機會。在該課程講授中對于不同內(nèi)容,采取了重點講授、指導(dǎo)學(xué)生自學(xué)、組織有目的地討論等多種形式,注意啟發(fā)式教學(xué),使學(xué)生既掌握了知識,又鍛煉了能力。如“線性系統(tǒng)時域分析”一章,是該課程的重點和基礎(chǔ),學(xué)生剛剛接觸到這一概念,關(guān)于系統(tǒng)的各種性質(zhì)、基本概念都要花大力氣去講,以期打好堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)在后續(xù)章節(jié)中頻繁的用到這些知識時,學(xué)生就不會感到前面的知識有欠帳。而在講完了連續(xù)時間信號的時域分析和頻域分析,再開始離散系統(tǒng)的分析時,盡可放手讓學(xué)生去自學(xué)。因為兩章中講述的方法完全并行展開,且在概念上也相差無幾,只要前面章節(jié)中關(guān)于時域分析與頻域分析的性質(zhì)較清楚,學(xué)生感到完全可以自學(xué),沒有必要再按部就班地講。教師此時所起的作用只是將重點提出,略作陳述。必要時,再整理出一些問題,供同學(xué)們討論以加深印象。此外，對于離散系統(tǒng)和狀態(tài)變量分析這兩章，應(yīng)先讓學(xué)生利用課余時間回顧、復(fù)習(xí)一下時域和頻域分析、線性代數(shù)、積分變換等的知識，適當(dāng)?shù)臅r候在課堂上串講一下實踐環(huán)節(jié)，這樣可以使學(xué)生鞏固一下以前的知識，加深對該課程的理解。這樣就節(jié)約了大量的課時,同時也鍛煉了學(xué)生的自學(xué)能力。這種施教方式深受學(xué)生歡迎,充分調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,使他們的潛能得到了充分地發(fā)揮。另外，教師要積極采用“互動式”教學(xué)方法，充分體現(xiàn)“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的現(xiàn)代式教學(xué)理念，使得教師和學(xué)生進入最佳狀態(tài)。教師要在課堂上經(jīng)常穿插一些具有啟發(fā)式的提問和一些帶有啟發(fā)性的問題，圍繞教學(xué)重點有意識的設(shè)計幾個，給學(xué)生提供一定的醞釀思考時間，讓學(xué)生充分利用這一時間，進行歸納總結(jié)，舉一反三，深入研究問題，這也是培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力的一條捷徑。

(三)充分利用習(xí)題課,加強與學(xué)生溝通

對這類集數(shù)學(xué)基礎(chǔ)與工程應(yīng)用[4]于一身的課程,只了解一些理論知識是遠遠不夠的,必須補充一定量的習(xí)題,以鞏固所學(xué)知識。我們所選的教材后面有大量的習(xí)題,不僅有關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容,還有可以擴展和深入探討的內(nèi)容,甚至是在各領(lǐng)域研究中的前沿問題,經(jīng)整理歸類后,都出現(xiàn)在習(xí)題中,可以說是正文部分的擴充。我們從中挑選難度適當(dāng)?shù)牧?xí)題考驗學(xué)生,從中也發(fā)現(xiàn)了學(xué)習(xí)中存在的問題。每章講述完畢后上的習(xí)題課,集中將問題較多的部分拿出來講解透徹,加深了對理論知識的理解。同時,習(xí)題課上及答疑的時間多了解學(xué)生的心聲,他們的問題,他們的需求,可以對上課內(nèi)容的選擇和講述的方式進行有目的的調(diào)整,以期“教學(xué)相長”,達到更好的教學(xué)效果。這對課程教學(xué)是一個有力的幫助和促進。

二、加強實踐環(huán)節(jié)

作為一名工科[2]學(xué)生，大多數(shù)都面向工廠、企業(yè)、公司的技術(shù)工作崗位上，這就需要有一定的動手和創(chuàng)造、開發(fā)新產(chǎn)品的能力，所以實踐環(huán)節(jié)尤為重要，必不可少。我們書本上的知識學(xué)得再好，它終究是理論，如果沒有實踐的過程實踐環(huán)節(jié)，它只不過是個空架子，只有把理論很好的應(yīng)用到實踐中，這才真正體現(xiàn)了該門課程的實用價值。從工程教育本科層次的培養(yǎng)目標(biāo)上講,不管是重點研究型大學(xué)還是一般教學(xué)型大學(xué),都是培養(yǎng)“應(yīng)用性”人才,這是一個基本事實。也就是說,人才培養(yǎng)方向及規(guī)格側(cè)重于向工程技術(shù)教育方向傾斜,突出強調(diào)“工程技術(shù)應(yīng)用”能力培養(yǎng),是工程應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的本質(zhì)特性。強化實踐能力培養(yǎng),構(gòu)建以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線的實踐教學(xué)體系期刊網(wǎng)。它由基本技能層、專業(yè)工作能力層、工程實踐與創(chuàng)新能力層組成。實踐教學(xué)應(yīng)與理論教學(xué)[4]同步，邊理論邊實踐，使其加深對該課程的理解；不能等理論講完再集中做實驗，這樣以前所學(xué)的知識都忘得差不多了，收效甚微。采用“二階段能力培養(yǎng)”的實踐教學(xué)模式:第一階段,采用基礎(chǔ)實驗、工程訓(xùn)練培養(yǎng)學(xué)生的基本技能。這主要針對授課內(nèi)容進行編寫實驗講義；第二階段,采用綜合性、設(shè)計性實驗和課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的知識綜合應(yīng)用能力和設(shè)計能力。這主要是對課本內(nèi)容的拓寬，合理的設(shè)計一些軟、硬件試驗，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力；同時,改革實驗教學(xué)方法,推行全開放實驗教學(xué)模式,更好地培養(yǎng)學(xué)生獨立工作能力,促進學(xué)生的個性發(fā)展。

三、加強基礎(chǔ)知識的擴展,尋找與相關(guān)課程的聯(lián)系，開拓學(xué)生視野

基礎(chǔ)理論[5]知識學(xué)習(xí)的目的,是為了更好地應(yīng)用。我本人主要擔(dān)任信號與系統(tǒng)、自動控制原理課程教學(xué)，這兩門課程又有千絲萬縷的聯(lián)系。本門課程的知識在許多領(lǐng)域都有非常重要的應(yīng)用,教師所要做的就是為學(xué)生開啟一扇扇進入知識殿堂的大門,讓他們看到里面光彩奪目的寶藏。而真正要得到這些寶藏,還需要他們再付出艱辛的努力。在講述了離散系統(tǒng)分析時，講解零階保持器以后,曾就信號在濾波、調(diào)制等通信理論方面的應(yīng)用做了入門性的介紹,并指出在語音信號處理方面也有廣泛的應(yīng)用。例如,現(xiàn)在非常熱門的數(shù)字音響為什么比模擬音響會有更高的保真度,各種傳播媒介(廣播、電視、衛(wèi)星)的傳播機理,使學(xué)生了解到多彩的世界都是以先進的科學(xué)知識作后盾的。總之,限于課時有限,對這些課外知識,不可能花大量時間去講述,只能點到為止,從而激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣。事實表明,學(xué)生們已經(jīng)可以把所學(xué)知識應(yīng)用于解決問題中了。

二十一世紀(jì)的主人正是我們現(xiàn)在所教的這些學(xué)生,幫助他們打好堅實的理論基礎(chǔ),培養(yǎng)分析問題和解決實際問題的能力,是我們教師不可推卸的責(zé)任。我們相信,隨著教學(xué)改革的進一步深入,我們一定會為祖國現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)出具有扎實基礎(chǔ)知識、高文化素質(zhì)和強實踐能力的新一代科學(xué)與工程人才。以上總結(jié)正是在這種責(zé)任心的強大驅(qū)動下,對本門課程教學(xué)改革所作的一些探索。

參考文獻:

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[3]劉國榮，工程應(yīng)用型本科教育特性及其創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系的研究與實踐，中國大學(xué)教學(xué),2004(12):39-41.

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論文關(guān)鍵詞：風(fēng)機，自動調(diào)速裝置

 

1 、前言

當(dāng)前,我國煤礦使用的局部通風(fēng)機數(shù)量多,功率大,是能耗最大和浪費較嚴重的設(shè)備之一。從理論上講,對風(fēng)機調(diào)速是調(diào)節(jié)風(fēng)機性能、降低能耗的最佳方法之一。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,防爆變頻調(diào)速裝置以其卓越的調(diào)速性能,顯著的節(jié)能效果在煤礦領(lǐng)域得到廣泛的運用。

2、概況

煤礦井下局部通風(fēng)機是用量大、耗能大的常用設(shè)備，每年需求量在數(shù)千臺以上，但在性能調(diào)節(jié)功能上，基本上是空白。從理論上講，調(diào)速是調(diào)節(jié)風(fēng)機性能最經(jīng)濟、有效的手段。阻礙變頻調(diào)速技術(shù)在局扇上應(yīng)用的主要原因是價格昂貴，節(jié)能效果差，變頻器可靠運行難。隨著對煤礦安全生產(chǎn)重視程度的增加，一些明顯存在安全隱患工作場所，要求必須對風(fēng)機性能進行調(diào)節(jié)。因此風(fēng)機，我礦與煤炭科學(xué)研究總院重慶分院合作，根據(jù)當(dāng)前我礦的具體情況，在原有礦用通風(fēng)機自動調(diào)速裝置的基礎(chǔ)上進行了技術(shù)改進，研制了一套ZJTS型礦用通風(fēng)機自動調(diào)速裝置，并投入使用。該變頻調(diào)速裝置采用了IGBT變頻調(diào)速技術(shù)、熱管散熱技術(shù)以及智能控制技術(shù),可根據(jù)不同的運行工況,通過檢測不同地點的瓦斯?jié)舛?自動調(diào)節(jié)通風(fēng)機的風(fēng)速,達到高效排瓦斯和節(jié)能通風(fēng)的目的。

3、調(diào)速裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計

該調(diào)速裝置的總體結(jié)構(gòu)主要由人機操作界面、隔爆箱體、真空熱管散熱器、雙電源控制器、進出線接線腔、變頻調(diào)速控制系統(tǒng)、本安電源、雙風(fēng)機控制器、頻率轉(zhuǎn)換器等單元組成，外接瓦斯?jié)舛葌鞲衅骱椭鳌渚植客L(fēng)機。實現(xiàn)了按設(shè)定瓦斯?jié)舛戎担詣诱{(diào)節(jié)通風(fēng)機轉(zhuǎn)速，達到按需定量通風(fēng)的目的。同時也實現(xiàn)了專用供電線和備用供電線、主通風(fēng)機和備用通風(fēng)機的自動切換的目的論文提綱怎么寫。

4、調(diào)速裝置的工作原理

調(diào)速裝置的頻率轉(zhuǎn)換器把瓦斯?jié)舛葌鞲衅鞯念l率或電流信號轉(zhuǎn)換成模擬信號，然后經(jīng)控制器處理后，去控制變頻器，讓變頻器輸出相應(yīng)的頻率，控制風(fēng)機的運轉(zhuǎn)。實現(xiàn)了調(diào)速裝置根據(jù)不同的瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦递敵霾煌念l率來控制風(fēng)機電機的運行速度;控制面板又通過轉(zhuǎn)換器與控制器連接

總體結(jié)構(gòu)圖

來實現(xiàn)調(diào)速裝置各種參數(shù)的顯示和設(shè)定。當(dāng)專用供電線有故障或停電時，備用供電線就通過雙電源控制器工作，這時通過雙風(fēng)機控制器切換讓備用風(fēng)機工作;當(dāng)專用供電線恢復(fù)正常供電時，雙電源控制器切換讓專用供電線工作，這時雙風(fēng)機控制器切換讓專用風(fēng)機工作。

電氣原理圖

5、調(diào)速裝置的主要特點

5.1自動化程度高。

通風(fēng)機性能的最佳調(diào)節(jié)方式是變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，而改變通風(fēng)機轉(zhuǎn)速最經(jīng)濟、適用的萬式是改變輸入電源的頻率。該調(diào)速裝置通過對工作地點瓦斯?jié)舛葘崟r檢測，用變頻調(diào)速器和自動控制系統(tǒng)，智能地自動調(diào)節(jié)通風(fēng)機輸入電源的頻率風(fēng)機，達到按需通風(fēng)的目的。適用長時間、無人值守連續(xù)工作。

5.2主要元部件品質(zhì)高。

該調(diào)速裝置主要元部件:整流器、IGBT逆變器、控制系統(tǒng)等均采用國外著名品牌，其 主要特點是體積小、重量輕、發(fā)熱量小，運行可靠，非常適合安裝在井下隔爆箱體中。專門定作的散熱器外形美觀、實用、可靠。

5.3直觀、清晰的液晶顯示屏。

大屏幕液晶顯示屏隨時監(jiān)視風(fēng)機、變頻器、瓦斯?jié)舛冗\行狀態(tài)，報警用文字說明，畫面直觀、清晰。可隨時選擇操作狀態(tài)(自動、手動)，設(shè)定最低輸出頻率值和瓦斯?jié)舛戎怠３^規(guī)定的瓦斯?jié)舛戎担敵鰣缶盘枴?/p>

5.4系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。

該調(diào)速裝置從瓦斯信號的采集，控制模塊的分析、運算，各單元之間的通訊，到執(zhí)行 機構(gòu)運行，均采用國內(nèi)先進技術(shù)和元件。軟件部分邏輯關(guān)系清晰明確，操作性強，經(jīng)長期運行試驗，系統(tǒng)運轉(zhuǎn)穩(wěn)定可靠。

5.5安全性好

具有過流、缺相、過電壓、欠電壓、過熱等完善的軟硬件保護。

6、調(diào)速裝置的主要功能

6.1掘進工作面限量排放瓦斯，實現(xiàn)最大效率安全排放。

因意外停電或計劃停風(fēng)而造成掘進工作面瓦斯超限時，該調(diào)速裝置可自動以接近于混合處的瓦斯?jié)舛劝踩颠M行排放，避免人工排放時，難以控制瓦斯?jié)舛蕊L(fēng)機，超量排放問題。

6.2采煤工作面限量抽排瓦斯，形成安全可控的引排系統(tǒng)。

用于引排系統(tǒng)處理采煤工作面上隅角瓦斯積聚時，瓦斯傳感器探頭放置在測試風(fēng)筒中，檢測風(fēng)流中瓦斯?jié)舛龋催M入風(fēng)機風(fēng)流中的瓦斯?jié)舛取Ｔ撜{(diào)速裝置根據(jù)設(shè)定的瓦斯?jié)舛劝踩担詣拥卣{(diào)節(jié)通風(fēng)機轉(zhuǎn)速，確保抽出式通風(fēng)機進口的瓦斯?jié)舛炔怀^3%，實現(xiàn)安全抽排。

6.3節(jié)能運行

當(dāng)瓦斯?jié)舛戎翟诎踩O(shè)定值以下時，根據(jù)工作面瓦斯涌出量的大小自動控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)風(fēng)量，既保證了瓦斯?jié)舛炔怀蓿挚杀苊怙L(fēng)量過大而揚塵，影響工作環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)論文提綱怎么寫。

6.4正、反轉(zhuǎn)切換功能

可通過按液晶顯示屏里風(fēng)機轉(zhuǎn)向畫面的正轉(zhuǎn)選擇數(shù)字鍵或反轉(zhuǎn)選擇數(shù)字鍵來切換，而無須改變局扇接線即可改變局扇的轉(zhuǎn)向。

6.5主、備用風(fēng)機自動切換功能

當(dāng)主風(fēng)機或備用風(fēng)機出現(xiàn)故障時，調(diào)速裝置會自動切換讓備用風(fēng)機或主風(fēng)機工作;實現(xiàn)主、備用風(fēng)機自動切換功能。

6.6雙電源自動切換功能

當(dāng)專供線路或備用線路有故障或停電時，調(diào)速裝置會自動切換讓備用線路或?qū)９┚€路工作;實現(xiàn)雙電源自動切換功能。

6.7閉鎖接口功能

風(fēng)、電閉鎖功能，當(dāng)風(fēng)機運行后輸出一個常閉觸點。

瓦斯、電閉鎖功能:當(dāng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦荡笥谠O(shè)定值時，調(diào)速裝置輸出一個常開觸點。當(dāng)瓦斯?jié)舛葌鞲衅髦敌∮谠O(shè)定值時，調(diào)速裝置輸出一個常閉觸點。

6.8手動控制功能。

可通過液晶顯示屏手動控制畫面來選擇手動控制風(fēng)機，局扇運轉(zhuǎn)頻率值可以在0比到5OHz之間設(shè)定。

6.9報警文字顯示功能

當(dāng)調(diào)速裝置有故障、報警時，液晶顯示屏?xí)詣訌棾鰣缶畔ⅲ梦淖终f明故障、報警的原因及處理萬法。

7、結(jié)束語

通過ZJTS型礦用通風(fēng)機自動調(diào)速裝置在我礦的使用，充分達到了節(jié)能高效的效果。在同等條件下與無調(diào)節(jié)性能的高效風(fēng)機相比，平均運行效率可提高15%左右，節(jié)省電能，對大功率風(fēng)機，效果尤為明顯。

總之，ZJTS型礦用通風(fēng)機自動調(diào)速裝置具有廣泛的推廣應(yīng)用價值，不僅增加了效益，尤其對加強煤礦的安全生產(chǎn)具有重要的意義。

參考文獻：

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[2]石秋潔.變頻器應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2003..

[3]馮垛生.變頻器的應(yīng)用與維護[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社,2001.95-99.

[4]唐耀華徐慶龍.空壓站變頻改造的節(jié)能分析和參數(shù)監(jiān)控[J].變頻器世界,2004(4):.

篇6

關(guān)鍵詞 電氣工程及其自動化專業(yè)；工程應(yīng)用型本科；教學(xué)模式

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2013）27-0081-03

1 引言

電氣專業(yè)是一個應(yīng)用范圍很廣的工程應(yīng)用專業(yè)，它的培養(yǎng)目標(biāo)要求學(xué)生除了掌握一定的專業(yè)基礎(chǔ)知識外，還要注重實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，石河子大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)在教學(xué)過程中積極探索適合于工程應(yīng)用型本科專業(yè)人才培養(yǎng)的“雙體系兩結(jié)合”教學(xué)模式，制訂專業(yè)人才培養(yǎng)計劃，開展各項教學(xué)工作，使學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實踐能力明顯得到提高。

2 構(gòu)建“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的理論教學(xué)體系

“雙體系兩結(jié)合”的教學(xué)模式指理論教學(xué)與實踐教學(xué)并舉，兩者相互影響，促進學(xué)生對所學(xué)專業(yè)理論知識與實際工程的結(jié)合。本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是基礎(chǔ)扎實，知識面較寬，具有學(xué)習(xí)新知識、運用知識創(chuàng)造和開拓事業(yè)的能力，能夠從事與電氣工程有關(guān)的系統(tǒng)運行、電氣設(shè)計、自動控制、信息處理、生產(chǎn)管理等工作的應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才。為此，在專業(yè)的理論教學(xué)體系構(gòu)建中，按照“厚基礎(chǔ)、寬口徑”構(gòu)建知識體系。“厚基礎(chǔ)”包括人文社科、公共、學(xué)科基礎(chǔ)三大模塊課程，“寬口徑”體現(xiàn)在專業(yè)課打通并設(shè)置在學(xué)科基礎(chǔ)課中。

1）人文社科、公共、學(xué)科基礎(chǔ)由公共基礎(chǔ)、相關(guān)知識、專業(yè)拓展等系列課程構(gòu)成，使學(xué)生在基礎(chǔ)理論、基本知識和相關(guān)領(lǐng)域等方面，全面提高其綜合素質(zhì)和多角度的科學(xué)思維方法，培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)能力和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2）學(xué)科基礎(chǔ)主要由電路、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電氣測量等系列課程構(gòu)成，使學(xué)生獲得電氣工程基本知識，并充分考慮了將來專業(yè)口徑的拓寬，為專業(yè)學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。

3）專業(yè)基礎(chǔ)主要由自動控制原理、電機學(xué)、微機原理與接口技術(shù)、電力電子技術(shù)、單片機原理及應(yīng)用等專業(yè)課、限選課、任選課等組成。教授學(xué)生掌握專業(yè)系統(tǒng)知識，著重培養(yǎng)學(xué)生分析解決實際問題的能力。

4）在專業(yè)課中設(shè)置了兩個專業(yè)方向課程群——電力系統(tǒng)及其自動化和電力電子與電氣傳動，學(xué)生可以根據(jù)專業(yè)方向選擇相應(yīng)的課程。

5）開設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程和綜合教育課程。網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)課程借助因特網(wǎng)開設(shè)學(xué)科前沿類課程，綜合教育類課程則鼓勵學(xué)生開展各類學(xué)科競賽、科研訓(xùn)練、科技創(chuàng)作、創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、社會實踐及相關(guān)文化素質(zhì)教育活動。

3 構(gòu)建推進式的實踐教學(xué)體系

實踐教學(xué)對于培養(yǎng)創(chuàng)新人才、提高學(xué)生實踐能力有著特別重要的作用。實驗中心建立了與理論教學(xué)有機結(jié)合，以能力培養(yǎng)為核心，涵蓋基本性實驗、綜合設(shè)計型實驗、設(shè)計性實驗，滿足不同層次人才培養(yǎng)需要的教學(xué)體系。此教學(xué)體系分為兩大部分。

3.1 課程實驗環(huán)節(jié)

這部分實驗為理論課程同步實驗，主要目的是配合課程的學(xué)習(xí)，加深對理論的理解。

1）驗證性實驗，是與理論教學(xué)密切相關(guān)、協(xié)調(diào)配合的實驗教學(xué)，由“電路理論實驗”“模擬電子技術(shù)實驗”“數(shù)字電路實驗”“電機學(xué)”和“自動控制原理”實驗構(gòu)成。同時，對于電機學(xué)和自動控制原理課程，既可以采用試驗臺做實驗，也可以采用計算機仿真軟件進行實驗，將計算機仿真技術(shù)與理論、實驗有機地結(jié)合起來。

2）綜合性實驗。在驗證性實驗的基礎(chǔ)上，將多個實驗綜合，使學(xué)生具備初步的綜合應(yīng)用能力。

3）設(shè)計性實驗。此類實驗的目的在于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在給出設(shè)計目標(biāo)后，學(xué)生自行利用實驗設(shè)備設(shè)計出滿足設(shè)計要求的實驗方案，由電子線路設(shè)計、電子線路仿真、應(yīng)用電子系統(tǒng)開發(fā)等設(shè)計項目構(gòu)成，并向校內(nèi)學(xué)生開放，為學(xué)生的創(chuàng)新實驗提供了很好的環(huán)境和條件。

3.2 集中實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)

1）技能訓(xùn)練。

①機械制造實習(xí)。第二學(xué)期在機電學(xué)院實習(xí)工廠進行，時間為2周，學(xué)生分組進行車、銑、刨、磨、鉗、焊等工種操作，使學(xué)生對工廠的情況有一個感性的認識，初步掌握冷加工方法與操作過程，了解機床設(shè)備等。

②電工實訓(xùn)。第五學(xué)期在機電學(xué)院電氣工程實驗中心進行，時間為2周，每人必須獨立完成實際操作練習(xí)。通過各種工藝的講解和實際操作練習(xí)，使學(xué)生掌握常用電工工具和工藝知識，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，為今后從事電氣工程技術(shù)工作打下初步的基礎(chǔ)。通過電工實訓(xùn)使學(xué)生達到“維修電工中級”職業(yè)技能水平。

③EDA實踐。第五學(xué)期在機電學(xué)院電氣工程實驗室中心完成，時間為2周。通過對電路設(shè)計軟件、繪圖軟件的學(xué)習(xí)，完成電子電路仿真設(shè)計、原理圖繪制和印制電路板設(shè)計、制作、調(diào)試等。

2）專業(yè)實驗。第七學(xué)期在機電學(xué)院電氣工程實驗中心完成，時間為1周，目的是使學(xué)生建立電力系統(tǒng)及自動控制系統(tǒng)的整體概念，從而培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識和分析問題的能力。專業(yè)綜合實驗分為電力系統(tǒng)綜合實驗和電氣自動化綜合實驗，學(xué)生可任選其中一個，實驗完成后，提交實驗報告。

3）課程設(shè)計。

①電子技術(shù)課程設(shè)計。第五學(xué)期在機電學(xué)院電氣工程實驗室中心完成，時間為2周，每人一題，完成電子電路的設(shè)計、調(diào)試、仿真。該環(huán)節(jié)著重提高學(xué)生在電子技術(shù)方面的實踐技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識解決實際問題的能力，使學(xué)生初步掌握工程設(shè)計方法和實踐的基本技能。完成后提交設(shè)計說明書。

②綜合課程設(shè)計。第七學(xué)期在校內(nèi)完成，時間為2周，每人一題，目的是使學(xué)生綜合運用所學(xué)的理論與實踐知識，按要求完成設(shè)計內(nèi)容，有實驗條件的完成實驗驗證。該課程設(shè)計分為電力系統(tǒng)綜合課程設(shè)計和電氣自動化綜合課程設(shè)計，前者主要完成發(fā)電廠、變電所的初步設(shè)計，后者主要完成控制系統(tǒng)的設(shè)計、調(diào)試。學(xué)生可任選一個，完成后提交設(shè)計說明書。

4）專業(yè)實習(xí)。

①認識實習(xí)。實習(xí)地點為天富電力股份有限公司、天業(yè)化工、銀河紡織有限公司、昌吉特變、農(nóng)副產(chǎn)品加工廠等企業(yè)，于第三學(xué)期進行，時間為1周，實習(xí)方式為現(xiàn)場參觀。通過認識實習(xí)激發(fā)學(xué)生熱愛所學(xué)專業(yè)和奮發(fā)學(xué)習(xí)的熱情；通過參觀火力發(fā)電廠、水電站、變電站，初步認識電力的生產(chǎn)、變換和輸送過程，認識電氣設(shè)備在實際工作中的應(yīng)用情況，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。完成后提交實習(xí)報告。

②畢業(yè)實習(xí)。實習(xí)地點為天富電力股份有限公司等實習(xí)基地，于第七學(xué)期完成，時間為4周，學(xué)生分組進行，采用工程技術(shù)人員專題講座與現(xiàn)場實習(xí)相結(jié)合的方式。通過實習(xí)，深入了解發(fā)電廠生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)以及計算機在發(fā)電廠中的應(yīng)用情況，為畢業(yè)設(shè)計搜集資料等。完成后提交實習(xí)報告。

5）畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計于第八學(xué)期在校內(nèi)進行，時間為16周，采用導(dǎo)師制，雙向選擇，每生一題，也可與簽約單位聯(lián)合完成實際課題。設(shè)計期間要求學(xué)生調(diào)查研究，收集資料，綜合運用4年所學(xué)的知識，完成方案比較、分析、論證，理論研究、設(shè)計計算、設(shè)計說明書的編寫等，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的綜合能力。

這樣，在教學(xué)安排上加強了實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，增加了大型綜合實驗周、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計時間。目前專業(yè)集中實踐周由原來的28周增加到32周，占教學(xué)總周數(shù)的比例達到20%。同時，在理論課程教學(xué)中，開設(shè)實驗比重增加，專業(yè)主干課程實驗課時占總課時達20%，實踐環(huán)節(jié)課時比例大大提高，課內(nèi)實驗課時達210課時，實驗開出率達到100%。

4 改革教學(xué)方法和手段，改善教學(xué)效果

4.1 實行實驗室全天開放

在電氣工程及其自動化專業(yè)的實踐教學(xué)中，學(xué)科基礎(chǔ)課程實驗實行全開放實驗教學(xué)方式，如電路實驗、電子技術(shù)實驗、微機原理實驗、單片機原理實驗和電力電子技術(shù)實驗；實行全開放實驗室，學(xué)生在完成全部必做實驗項目、選做實驗項目后，可根據(jù)自己的學(xué)習(xí)興趣和能力，自擬實驗項目，自主安排實驗時間，自主進行實驗操作，完成相應(yīng)實驗。通過實施“全開放”實驗教學(xué)方式，大大增強了學(xué)生的實驗動手能力、分析與解決實際問題的能力，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，學(xué)生變被動學(xué)習(xí)為主動學(xué)習(xí)。

4.2 積極開展第二課堂活動

有計劃引導(dǎo)學(xué)生參加各種有益學(xué)生身心健康、擴展知識面、開拓視野、培養(yǎng)能力的活動，開展自主實驗、自主設(shè)計、自主實習(xí)等以學(xué)生為主體的自主性實踐教學(xué)活動，以提高學(xué)生的綜合能力和全面素質(zhì)；組織學(xué)生參加各種學(xué)術(shù)交流活動，以擴大視野、啟發(fā)科學(xué)思維，創(chuàng)造條件把學(xué)生引導(dǎo)到各種科學(xué)研究活動中去，他們可以參加大學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計與制造大賽、全國大學(xué)生電子設(shè)計大賽“挑戰(zhàn)杯”、大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競賽等，參加教師的科學(xué)研究工作。通過第二課堂活動，培養(yǎng)學(xué)生工程設(shè)計思想、敢于創(chuàng)新的精神、分析解決工程實際問題的能力。

5 結(jié)束語

本文圍繞工程應(yīng)用型本科電氣工程及其自動化人才的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合石河子大學(xué)電氣工程及其自動化專業(yè)建設(shè)發(fā)展情況和專業(yè)特色，介紹構(gòu)建“雙體系兩結(jié)合”教學(xué)模式的探索思路與實施過程。按照“雙體系兩結(jié)合”的教學(xué)模式制訂專業(yè)人才培養(yǎng)計劃，構(gòu)建“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的理論教學(xué)體系與遞進式的實踐教學(xué)體系，突出工程素質(zhì)培養(yǎng)，理論教學(xué)與實踐教學(xué)并重，改革教學(xué)方法和手段，改善教學(xué)效果，開展各項教學(xué)工作，學(xué)生的綜合素質(zhì)和工程實踐能力明顯提升，得到用人單位的認可。

參考文獻

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篇7

文章介紹了給水排水儀表與控制課程教學(xué)改革背景，指出了目前教學(xué)體制存在的問題，提出了地方高校給水排水儀表與控制課程“1+2+3” 教學(xué)模式，即1條主線（工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)）、2個重心（理論教學(xué)、實踐教學(xué)）、3種能力（工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力） 并舉的教學(xué)新模式。

關(guān)鍵詞：地方高校；給水排水儀表與控制；工程應(yīng)用型人才；教學(xué)研究

中圖分類號：G6420；TU96+1 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：

10052909（2016）06011405

一、給水排水儀表與控制課程教學(xué)改革背景

1996年，“水工業(yè)的學(xué)科體系建設(shè)研究”列入國家“九五”科技攻關(guān)計劃，開始了給水排水工程專業(yè)教學(xué)改革進程；1997年，高等學(xué)校給水排水工程學(xué)科專業(yè)指導(dǎo)委員會（以下簡稱專指委）西安擴大會議上明確了教學(xué)改革方向：適應(yīng)水資源短缺、水污染等的挑戰(zhàn)，專業(yè)內(nèi)涵和外延方面需進一步拓展；1998年，專指委寧波擴大會議上提出教學(xué)改革重點：調(diào)整拓寬專業(yè)教育內(nèi)涵、更好地為行業(yè)發(fā)展服務(wù)；1999年，專指委武漢擴大會議上制定了新的《給水排水工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案》，該方案貫穿了以水質(zhì)為核心的主導(dǎo)思想，專業(yè)內(nèi)涵有了進一步發(fā)展，體現(xiàn)了社會和科技發(fā)展對該專業(yè)的新需求[1-2]。在優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，對水質(zhì)工程、水資源、管道系統(tǒng)、建筑給水排水等主干課程進行了整合與充實，建立了以10門主干課為核心的新課程體系，給水排水儀表與控制課程為其中之一，《高等學(xué)校給排水科學(xué)與工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》將給水排水儀表與控制課程列入16門推薦課程[3]。

為了更好地反映水的社會循環(huán)整體概念，以及科學(xué)與工程融合的專業(yè)發(fā)展特點，經(jīng)教育部批準(zhǔn)，在2012年高等教育本科專業(yè)目錄中，“給水排水工程專業(yè)”正式更名為“給排水科學(xué)與工程專業(yè)”。據(jù)教育部統(tǒng)計，截至目前，全國有159個辦學(xué)點開設(shè)給排水科學(xué)與工程專業(yè)，畢業(yè)生8 561人，在校生40 000人。隨著專業(yè)改革進程的日益加快，相應(yīng)地對給水排水科學(xué)與工程專業(yè)高等教育提出了更高的要求[1-2]。

地方高校作為高等教育的重要組成部分，要為地方和區(qū)域的經(jīng)濟發(fā)展作貢獻，為地方針對性的提供應(yīng)用型人才。在當(dāng)前形勢下，地方院校如何培養(yǎng)適應(yīng)社會需求和企業(yè)需要、具有時代特色的應(yīng)用型人才，是值得我們探討和研究的理論與實踐相結(jié)合的問題[4]。應(yīng)用型人才可分為三類：工程應(yīng)用型人才、技術(shù)應(yīng)用型人才和技能應(yīng)用型人才[5]。隨著地方經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平的提高，給排水行業(yè)內(nèi)涵發(fā)生了很大變化，行業(yè)的服務(wù)對象從城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，擴大到水社會循環(huán)的整個過程和各個環(huán)節(jié)；行業(yè)的任務(wù)從主要解決城市和工業(yè)用水的供給和排放，即以滿足“量”的需求為主，轉(zhuǎn)變?yōu)橐愿纳扑|(zhì)為中心、水量與水質(zhì)問題并重，滿足實現(xiàn)水的良性社會循環(huán)的目標(biāo)[2]。相應(yīng)地，對給排水科學(xué)與工程專業(yè)人才質(zhì)量上的要求也在發(fā)展變化：對給水排水行業(yè)人才知識結(jié)構(gòu)和素質(zhì)的要求越來越高，需要在水的開采、加工、輸送、再生回用和可持續(xù)利用等方面，具有由以下各部分組成的專業(yè)知識結(jié)構(gòu)，即水處理工藝、水資源與管網(wǎng)、水工業(yè)經(jīng)濟、有關(guān)的工程知識和機電、儀器儀表、計算機與自動控制等方面高新技術(shù)知識，社會對工程應(yīng)用型人才的需求也越發(fā)迫切。

給水排水儀表與控制課程涉及給水排水、儀器儀表和自動控制等3個學(xué)科的內(nèi)容，以儀器儀表和自動控制技術(shù)在現(xiàn)代化供排水工程中的應(yīng)用為教學(xué)主體目標(biāo)，該課程是給排水科學(xué)與工程專業(yè)主干課程，也是為地方培養(yǎng)給排水行業(yè)應(yīng)用型人才的重要教育環(huán)節(jié)。在上述背景下，適應(yīng)社會發(fā)展推進教學(xué)改革勢在必行。

二、給水排水儀表與控制課程現(xiàn)有教學(xué)體制存在的主要問題

（一）專業(yè)課程體系設(shè)置不合理，課程整體性和延續(xù)性不足

專業(yè)課程體系設(shè)置不合理，表現(xiàn)在：一是部分教學(xué)內(nèi)容在不同課程中簡單重復(fù)。例如水泵的變頻調(diào)速控制，在泵與泵站、水工藝設(shè)備基礎(chǔ)課程中也有涉及。二是相關(guān)專業(yè)課程的銜接不當(dāng)。如給水排水儀表與控制課程教學(xué)需要泵與泵站、水質(zhì)工程學(xué)等課程的理論基礎(chǔ)，但部分高校將這些課程與給水排水儀表與控制課程同步開設(shè)，甚至后期開設(shè)[6]。由于沒有相關(guān)專業(yè)理論知識基礎(chǔ)，學(xué)生對該課程內(nèi)容難以消化和吸收，也給教師授課帶來難度，極大地影響了教學(xué)效果。上述現(xiàn)象造成給水排水儀表與控制知識體系缺乏整體性和延續(xù)性。因此，做好相關(guān)專業(yè)課程體系的整體設(shè)計和教學(xué)內(nèi)容的合理銜接也迫在眉睫。

（二）課程教學(xué)內(nèi)容相對陳舊和單一

在高等教育大眾化階段，應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有十分明顯的多樣性、動態(tài)性和復(fù)合性特征，應(yīng)側(cè)重技術(shù)創(chuàng)新[7]。地方高校給水排水儀表與控制課程應(yīng)及時跟蹤地方水工程中新型儀表與設(shè)備、水廠現(xiàn)代化自動控制系統(tǒng)的發(fā)展，并將其融入教學(xué)內(nèi)容。但是，目前大部分高校教師基本依照教材講授，教學(xué)內(nèi)容更新速度明顯滯后，知識相對陳舊[6]。

近年來，隨著水污染的加劇與水質(zhì)突發(fā)事件的頻發(fā)，水源水質(zhì)預(yù)警、管網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)控、遙感監(jiān)測技術(shù)等方面的研究與應(yīng)用日益廣泛。但因教學(xué)軟硬件配置不足，教學(xué)內(nèi)容無法實現(xiàn)與時俱進。

此外，部分教師在學(xué)時分配上欠合理、教學(xué)內(nèi)容單一，不能根據(jù)課程特點注重學(xué)科交叉內(nèi)容的講解。如給排水科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)的任課教師在水處理工藝、泵站和管網(wǎng)調(diào)度等內(nèi)容上安排了過多學(xué)時，與其他專業(yè)課程內(nèi)容重復(fù)過多；自動控制專業(yè)畢業(yè)的任課教師則著重講解自動控制理論，且不注意把握深度，學(xué)生難以理解且不能抓住重點。

（三）忽略實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生工程實踐教育不足

應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)側(cè)重能夠在社會生產(chǎn)、管理和服務(wù)的第一線解決實際問題[8]，實踐教學(xué)是實現(xiàn)該目標(biāo)的重要途徑。很多地方高校依然沿襲傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，即以理論教育為主線，重理論輕實踐。主要表現(xiàn)在學(xué)時少、重知識傳授而輕能力開發(fā)、與理論教學(xué)脫節(jié)等，如教學(xué)中忽略相關(guān)儀器儀表和自動控制知識的介紹等；學(xué)生在給水排水儀表與控制方面的工程實踐教育和能力培養(yǎng)被邊緣化，出現(xiàn)工程意識和實踐能力薄弱、創(chuàng)新精神不足、職業(yè)意識淡薄等問題。

三、地方高校給水排水儀表與控制課程“1+2+3”教學(xué)模式

較強的實際工程能力是工程應(yīng)用型人才的重要基本特征[9]。因此，筆者根據(jù)地方對給排水行業(yè)人才的需求、學(xué)校辦學(xué)目標(biāo)和生源特點，以社會需求為導(dǎo)向，以實際工程為背景，以強化工程能力為重點，注重創(chuàng)新教育和工程教育，提出了1條主線（工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)）、2個重心（理論和實踐）、3種能力（工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力）培養(yǎng)并舉的“1+2+3”教學(xué)新模式。

（一）理論教學(xué)新模式

給水排水儀表與控制屬于交叉學(xué)科，課程教學(xué)和學(xué)習(xí)難度大。對于地方高校而言，革新教學(xué)內(nèi)容、手段和方法，打破照本宣科的教學(xué)模式是提高課堂教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才的關(guān)鍵。

1.與相關(guān)專業(yè)課程教學(xué)安排的協(xié)調(diào)

給水排水儀表與控制課程教學(xué)內(nèi)容主要包括給排水自動化儀表與設(shè)備、離心泵調(diào)節(jié)、污水提升泵站自動控制、水處理工藝自動控制等，需要與水質(zhì)工程學(xué)、泵與泵站、給排水管道工程等專業(yè)課程銜接，因此，教學(xué)時間應(yīng)安排在上述課程之后。教學(xué)大綱的制定應(yīng)與上述課程統(tǒng)籌規(guī)劃，避免內(nèi)容簡單重疊。同時應(yīng)注重與工程實踐的高度契合，以自動控制技術(shù)在給排水行業(yè)應(yīng)用為導(dǎo)向和原則，重點在于讓學(xué)生了解、掌握給排水行業(yè)儀表設(shè)備、水處理自動控制系統(tǒng)的原理與應(yīng)用，并可自行完成水處理自動控制方式的初步設(shè)計。

2. 加強校企合作，提高教師職業(yè)素養(yǎng)

校企合作是實施產(chǎn)學(xué)合作教育的前提[10]，對于以工程應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標(biāo)的地方高校尤為重要。通過校企合作，教師可及時把握地方給排水行業(yè)領(lǐng)域研究與實踐發(fā)展前沿，把相關(guān)內(nèi)容引入課堂，實現(xiàn)理論教學(xué)革新與工程實踐發(fā)展的對接。如與供排水公司、設(shè)計院等企業(yè)的工程師不定期地進行交流溝通，就給排水行業(yè)發(fā)展、實際工程中遇到的問題進行研討，彌補學(xué)校教師自身工程實踐的欠缺，提高自身職業(yè)素養(yǎng)。

3. 將素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育相結(jié)合，革新教學(xué)內(nèi)容

創(chuàng)新教育是素質(zhì)教育的核心。素質(zhì)教育是創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)，創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力是素質(zhì)教育的集中體現(xiàn)。當(dāng)前在全面提高學(xué)生素質(zhì)的基礎(chǔ)上特別要注意培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，這是決定教育成敗的關(guān)鍵[11]。在教學(xué)內(nèi)容安排上，要以技術(shù)進步需求為牽引，注重素質(zhì)教育與創(chuàng)新教育的結(jié)合，突出系統(tǒng)性、科學(xué)性和前瞻性。如根據(jù)目前水質(zhì)越發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)自動控制系統(tǒng)功能單一的情況，給出水處理影響因素不唯一的案例，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計多干擾因素的智能環(huán)控制方式，并配置水泵、在線監(jiān)測儀表等附屬設(shè)備，將課程中涉及的自動控制、儀表與設(shè)備、工藝和監(jiān)控系統(tǒng)的知識融于一體，提高學(xué)生理論知識的綜合運用能力，開發(fā)其創(chuàng)造性思維。此外，在保持教學(xué)內(nèi)容相對穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，注意推陳出新。如：一方面，將國內(nèi)外給排水行業(yè)高新技術(shù)融入教學(xué)內(nèi)容。如在“給水排水自動化常用儀表與設(shè)備”章節(jié)，補充市場上新型產(chǎn)品介紹；混凝單元增加現(xiàn)代化水廠應(yīng)用較多的流動電流復(fù)合環(huán)控制技術(shù)；污水處理自動控制工藝補充利用ORP、DO和PH在線實時控制脫氮除磷內(nèi)容；沉淀和過濾單元增加新興的經(jīng)濟適用技術(shù)，如利用原水濁度與水溫分別實時控制沉淀池排泥和濾池反沖洗。另一方面，指導(dǎo)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和文獻檢索，課外拓展閱讀與理論課內(nèi)容相關(guān)的最新工程開發(fā)應(yīng)用成果，并在課堂上就其中的問題組織學(xué)生討論，為學(xué)生答疑解惑。

4.“教”與“學(xué)”的有機結(jié)合

一是引進優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，創(chuàng)新授課方式。傳統(tǒng)多媒體教學(xué)造成任課教師過于依賴PPT，照屏宣課，師生之間缺少交流，授課方式呆板單一。近年來，廣州大學(xué)開展“創(chuàng)新強校工程”，加大了學(xué)科建設(shè)投入，筆者申請購置了與課程相關(guān)的現(xiàn)代化教學(xué)設(shè)備和CAI軟件，在課堂上增加了水工程中典型儀表結(jié)構(gòu)和操作演示，以及自動控制工藝的仿真教學(xué)展示。教學(xué)內(nèi)容由平面到立體，由靜止到運動，難以表達、極為抽象的內(nèi)容得以清晰呈現(xiàn)，增強了課堂教學(xué)的直觀性和生動性，活躍了課堂氣氛，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。在該過程中筆者實行以問題為主線的教學(xué)，如請學(xué)生指出工藝中的傳感器、控制器和執(zhí)行設(shè)備，說明自動控制方式等，在提高學(xué)生學(xué)習(xí)能動性的同時，實現(xiàn)了課程前后內(nèi)容的有機結(jié)合。

筆者還及時跟蹤國內(nèi)外行業(yè)發(fā)展動態(tài)，通過檢索、調(diào)研和實習(xí)機會，采集、錄制國內(nèi)外相關(guān)工程實例視頻并融入理論講解，為學(xué)生參與工程實踐奠定理論基礎(chǔ)。

二是變換教學(xué)主體，引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新學(xué)習(xí)。筆者提取學(xué)生課外科技活動或是課外拓展閱讀中有價值的研究成果，融入教學(xué)內(nèi)容。同時變換教學(xué)主體[9]，由學(xué)生主講，將“教”與“學(xué)”有機融為一體。

5. 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺是引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的重要支撐。在廣州大學(xué)教育教學(xué)研究重點項目的支持下，筆者整合教學(xué)資源，擬搭建給水排水儀表與控制網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。該平臺分為四大模塊：教學(xué)資源、在線測試、師生互動和知識廣角。在教學(xué)資源模塊，學(xué)生可以隨時下載學(xué)習(xí)資源，如教學(xué)大綱、教學(xué)視頻、課程PPT、水工藝自動控制實例視頻等；在線測試模塊，建立了涵蓋整個教學(xué)內(nèi)容的試題庫（附標(biāo)準(zhǔn)答案），有選擇題、填空題、問答題和判斷題等多種題型，學(xué)生可以在線測試并進行自我評分；師生互動模塊可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)答疑、網(wǎng)上提交和批改作業(yè)；知識廣角模塊包含國內(nèi)外給排水行業(yè)相關(guān)新聞、工程實例的介紹等，用于拓展學(xué)生視野。該平臺與課堂教學(xué)相輔相成，構(gòu)建以學(xué)生為中心、多媒體教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)相結(jié)合的學(xué)習(xí)環(huán)境和體系。

6. 優(yōu)化考核方式

傳統(tǒng)教學(xué)普遍以考試為主要考核方式，平時成績多根據(jù)學(xué)生的出勤和作業(yè)情況評定。其缺點是不能全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和能力。對此，筆者改革考核方式，通過閉卷考試、研究論文、設(shè)計性作業(yè)、課外科技活動參與情況等多側(cè)面全方位考核，推動學(xué)習(xí)的開放性。

（二）多元化實踐教學(xué)新模式

實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識、技術(shù)和現(xiàn)代工具創(chuàng)造性解決實際問題的重要環(huán)節(jié)。學(xué)生既要動手，更要動腦，解決工程問題的能力是工程應(yīng)用型人才的重要標(biāo)志。廣州大學(xué)給排水科學(xué)與工程專業(yè)實踐教學(xué)包括實驗、實習(xí)、設(shè)計和實訓(xùn)4個環(huán)節(jié)。筆者以工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力培養(yǎng)為核心，充分利用各個實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)機會，結(jié)合本科生課外科技活動，與理論教學(xué)并舉，多層次、多方位、循序漸進地滲透課堂教學(xué)內(nèi)容，實施“課內(nèi)課外、校內(nèi)校外、產(chǎn)學(xué)研一體化”的多元化實踐教學(xué)，讓學(xué)生學(xué)以致用，適應(yīng)地方經(jīng)濟和社會的行業(yè)發(fā)展。

1.實驗

給排水科學(xué)與工程專業(yè)與給水排水儀表與控制課程相關(guān)的實驗課程有水分析化學(xué)、水處理實驗技術(shù)。筆者在教學(xué)中，對課堂教學(xué)涉及的、給排水工程應(yīng)用廣泛的儀表，如濁度計、PH計和DO儀，對照構(gòu)造，在操作演示之前增加了儀器原理講解，強化學(xué)生對理論教學(xué)內(nèi)容的理解與掌握。另外，對目前污水廠應(yīng)用較多的SBR、UNITANK等水處理自動控制工藝，通過教師講解與學(xué)生動手演練，讓學(xué)生充分了解工藝原理與控制過程。將以課堂教學(xué)為主、模擬實驗教學(xué)為輔的學(xué)校教育與以生產(chǎn)實踐能力培養(yǎng)為主的生產(chǎn)教學(xué)緊密結(jié)合，培養(yǎng)具備豐富專業(yè)知識、創(chuàng)新能力和專業(yè)技能的工程應(yīng)用型人才，也為下一步實習(xí)奠定基礎(chǔ)。

2.實習(xí)

給排水科學(xué)與工程專業(yè)的實習(xí)教學(xué)包括認識實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)。筆者根據(jù)理論教學(xué)安排和相應(yīng)的學(xué)生認知度進行實習(xí)講解。認識實習(xí)時，因?qū)W生還未學(xué)習(xí)專業(yè)課，筆者僅向?qū)W生介紹工藝配置的儀表名稱和用途，熟悉自動控制工藝的基本流程，讓學(xué)生有初步的感性認識。生產(chǎn)實習(xí)時，學(xué)生已修完泵與泵站、水質(zhì)工程學(xué)等課程，但還未學(xué)習(xí)給水排水儀表與控制知識。筆者重點介紹不同儀表，如DO儀的類型和主要功能，工藝的自動控制與人工控制的區(qū)別、如何實現(xiàn)自動控制等。畢業(yè)實習(xí)中，介紹課堂曾經(jīng)講授過的變頻調(diào)速水泵和調(diào)節(jié)閥等執(zhí)行設(shè)備、儀表的構(gòu)造、選型和基本原理，對某些自動化工藝，如UNITANK，對照構(gòu)筑物，將課堂講授的工藝控制原理與過程重復(fù)講解，同時回答學(xué)生現(xiàn)場提出的問題。實習(xí)結(jié)束后，從過程考察、課題答辯、實習(xí)報告質(zhì)量三方面綜合評定成績，引起學(xué)生對實習(xí)各環(huán)節(jié)的重視，為工程實踐奠定基礎(chǔ)。

3.設(shè)計

與給水排水儀表與控制課程有關(guān)的設(shè)計教學(xué)主要包括水廠和泵站的課程設(shè)計以及畢業(yè)設(shè)計等。在設(shè)計過程中，筆者引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課堂教學(xué)和實習(xí)，設(shè)計實際工程中應(yīng)用較廣的水處理自動控制工藝，并加入離心泵調(diào)節(jié)、儀表選型等內(nèi)容。在設(shè)計教學(xué)中筆者還啟動了校企協(xié)同培養(yǎng)模式，邀請經(jīng)驗豐富的市政設(shè)計高級工程師，結(jié)合工程實際為學(xué)生講解設(shè)計注意事項，提高學(xué)生工程設(shè)計能力。

4.實訓(xùn)

2010年，教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”（以下簡稱“卓越計劃”），這是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進中國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措[12]。廣州大學(xué)于2016年春季學(xué)期啟動卓越計劃，依托企業(yè)平臺，本著“資源共享、互惠共贏”的原則，充分利用寒暑假進行為期2周的實訓(xùn)教學(xué)。

筆者本著“尊重個體差異、強調(diào)特色培養(yǎng)”的原則[13]，根據(jù)學(xué)生的興趣和特長，將負責(zé)指導(dǎo)的學(xué)生分流實施實訓(xùn)教學(xué)。一部分學(xué)生參與課外科技活動。筆者擔(dān)任指導(dǎo)教師，以來源于企業(yè)的實際工程項目為題，積極吸引有潛質(zhì)的學(xué)生參與國家級或廣東省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、“挑戰(zhàn)杯”等本科生科研項目。在這個過程中鼓勵學(xué)生勇于探索，拓寬知識面，使學(xué)生在活動中受到教育，在創(chuàng)新中提高能力和素質(zhì)。近幾年，筆者指導(dǎo)的學(xué)生獲得“中國給水排水杯”本科生科技創(chuàng)新優(yōu)秀獎和廣東省“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外科技活動特等獎。另一部分學(xué)生則去自動化程度高的大型水務(wù)集團跟班工作，或去設(shè)計院參與現(xiàn)代化水廠設(shè)計，把學(xué)生、學(xué)校、企業(yè)和社會緊密結(jié)合起來，實現(xiàn)教學(xué)、科研和生產(chǎn)的對接，在理論學(xué)習(xí)與工程實踐過程中培養(yǎng)高層次工程應(yīng)用型人才。

四、結(jié)語

給水排水儀表與控制課程教學(xué)有其內(nèi)在規(guī)律，以社會主義市場經(jīng)濟及學(xué)科發(fā)展的內(nèi)在規(guī)律為導(dǎo)向，以工程應(yīng)用型人才培養(yǎng)為主線、理論教學(xué)和實踐教學(xué)2個重心、工程實踐能力、工程設(shè)計能力與工程創(chuàng)新能力3種能力

并舉的人才培養(yǎng)教學(xué)新模式，能充分發(fā)揮其優(yōu)勢，提高課程教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生綜合素質(zhì)，切實達到教學(xué)目標(biāo)，滿足時展和行業(yè)對工程應(yīng)用型人才的需求。

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篇8

關(guān)鍵詞：材料成型與控制工程 專業(yè)建設(shè) 專業(yè)特色

中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1673-291X（2011）30-0334-02

基礎(chǔ)建設(shè)的迅猛發(fā)展要有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進步和工業(yè)的發(fā)展支持，技術(shù)進步及工業(yè)發(fā)展是材料制備與加工技術(shù)的革命為前提的。這對材料的品種、規(guī)格、尺寸精度、生產(chǎn)效率等提出了越來越高的要求，特別是材料的生產(chǎn)加工過程中設(shè)備的自動控制、信息的自動反饋與調(diào)節(jié)必須能準(zhǔn)確快速的進行。過程參數(shù)與生產(chǎn)過程的信息反饋及自動控制必須實施精確的銜接與控制，這是材料成型高效、安全、可靠運行的根本保證。將“成型”、“工藝”與“控制”三個相關(guān)學(xué)科緊密有機地結(jié)合在一起，實現(xiàn)材料成型控制一體化。

一、專業(yè)建設(shè)規(guī)劃

江西理工大學(xué)的材料成型與控制工程本科專業(yè)于2006年獲得批準(zhǔn)。依據(jù)國家教育部高等學(xué)校機械學(xué)科材料成型與控制工程專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的專業(yè)總體框架，依托我校已有的省級品牌專業(yè)、國家級及省級特色專業(yè)――金屬材料工程、機械工程及自動化專業(yè)，通過制定合理的專業(yè)發(fā)展規(guī)劃及專業(yè)培養(yǎng)方案，體現(xiàn)地域及專業(yè)特色，把材料成型與控制工程專業(yè)建設(shè)成為涵蓋學(xué)科領(lǐng)域?qū)挕⑦m應(yīng)性強、特色明顯的專業(yè)，使培養(yǎng)出的學(xué)生滿足區(qū)域經(jīng)濟及國民經(jīng)濟發(fā)展需要，滿足市場對高素質(zhì)、應(yīng)用研究型、創(chuàng)新型、開拓型人才的需要。

校院領(lǐng)導(dǎo)非常重視材料成型與控制工程專業(yè)的建設(shè)工作，先期投入100萬多元用于專業(yè)建設(shè)所必需的實驗設(shè)備及教學(xué)科研圖書資料，今年利用省部共建項目共投資500萬元更新實驗室的儀器設(shè)備。金屬材料工程、機械自動化及控制等專業(yè)的教師參了專業(yè)課程建設(shè)和教學(xué)改革研究，對專業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)置、課程體系優(yōu)化、培養(yǎng)方案及教學(xué)大綱制定、教學(xué)方法改進等方面的問題集中討論，形成共識，重點實施以下幾項。

1.專業(yè)師資隊伍建設(shè)。專業(yè)建設(shè)的關(guān)鍵是建立一支高素質(zhì)、結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍。材料成型與控制專業(yè)的教師以高學(xué)歷的中青年教學(xué)為主，這保證了學(xué)科發(fā)展建設(shè)中的活力，所有教師學(xué)歷均在碩士以上。為了進一步強化專業(yè)建設(shè)中“控制”作用，在學(xué)校相關(guān)部門的支持下，從以下幾個方面加強師資隊伍建設(shè)。首先，提高師資隊伍的學(xué)歷水平。繼續(xù)引進有工作經(jīng)驗的博士，同時不斷提高現(xiàn)有教師、特別是青年教師的學(xué)歷水平及實踐經(jīng)驗。積極鼓勵中青年教師攻讀博士學(xué)位，具有博士學(xué)歷的教師到其他相關(guān)的博士后流動站進行更深入的科學(xué)研究；資助有一定教學(xué)經(jīng)驗的教師到國內(nèi)知名學(xué)府或國外相關(guān)學(xué)校做訪問學(xué)者；定期派遣青年教師到企業(yè)進行專項實踐活動。其次，嚴把理論教學(xué)質(zhì)量關(guān)。定期進行教學(xué)質(zhì)量檢查、評比和研討，對教學(xué)質(zhì)量差的青年教師，安排經(jīng)驗豐富的老教師給他們幫助和指導(dǎo)。最后，加強團隊建設(shè)，以提高整體師資隊伍的工作能力。組織申報校級教學(xué)和科研團隊，支持教師參加省級或國家級多媒體課件競賽、雙語教學(xué)評比、精品課程評比等，以及各種學(xué)術(shù)交流活動，拓寬教師的知識面，提高其教學(xué)和科研能力。建設(shè)一支學(xué)歷層次高、年齡結(jié)構(gòu)和職稱結(jié)構(gòu)比較合理、教學(xué)水平及科研能力較高的教師隊伍。

2.專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的定位和教學(xué)計劃的制訂。參照專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會制定的總體培養(yǎng)框架，我校材料成型與控制工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)具備材料科學(xué)與工程等方面的知識，能在材料結(jié)構(gòu)研究與分析、金屬材料制備、金屬材料成形、模具設(shè)計與制造等領(lǐng)域從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)和經(jīng)營管理等方面適應(yīng)中國經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)需要的，面向材料成型與控制工程領(lǐng)域的高級應(yīng)用研究型人才。通過本專業(yè)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識、較寬的專業(yè)知識，并具有一定的科研創(chuàng)新意識、較強的工程實施能力和良好的業(yè)務(wù)素質(zhì)。

根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)確定專業(yè)的知識結(jié)構(gòu)框架，使學(xué)生具有扎實的專業(yè)理論知識，良好的實踐動手能力、一定的創(chuàng)新意識及專業(yè)英語應(yīng)用能力。教學(xué)主要分為理論教學(xué)及實踐教學(xué)。專業(yè)課包括：材料科學(xué)基礎(chǔ)、金屬塑性成型原理、金屬物理力學(xué)性能、金屬材料及熱處理等；金屬熔煉與鑄錠、金屬塑性加工學(xué)、加工成型設(shè)備、材料分析測試技術(shù)、測試技術(shù)與數(shù)據(jù)處理、模具設(shè)計等。獨立開設(shè)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)有：金工實習(xí)、認識實習(xí)、專業(yè)技能訓(xùn)練、專業(yè)課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)。

二、加強實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)與改革

加強實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)與改革，實現(xiàn)提高學(xué)生科研、動手能力及創(chuàng)新意識的目的。材料成型與控制專業(yè)的總授課計劃學(xué)時從2 600學(xué)時降低到2 300學(xué)時，原有課程中的實驗學(xué)時不減少，增加實踐周數(shù)，為提高本科生的實踐能力奠定基礎(chǔ)。合理安排理論教學(xué)與實踐教學(xué)的順序，以達到事半功倍的功效。在上專業(yè)課課前進行認識實習(xí)，使學(xué)生對材料的生產(chǎn)加工過程及設(shè)備有一個基本的了解。在專業(yè)課進行過程中，將原有的生產(chǎn)實習(xí)改為專業(yè)技能訓(xùn)練。專業(yè)技能訓(xùn)練以專題的形式進行，內(nèi)容包括金屬及合金的熔煉與鑄錠過程及其組織性能研究、合金材料的擠壓與軋制過程及材料的組織性能研究、熱處理工藝與合金組織性能關(guān)系研究、模具設(shè)計與制造等方向。結(jié)合教師的科研課題，擬定15~20個專題，供學(xué)生選擇。學(xué)生也可自行選擇研究課題，由教師指導(dǎo)完成研究計劃。實訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)生可以跟隨教師的科研團隊繼續(xù)進行課題的研究工作，對于參加課題研究時間超過一年以上的同學(xué)，其研究成果可作為畢業(yè)研究論文提交。學(xué)生參與課題的時間可以從一個短學(xué)期到一年半。通過參與一個完全的科研過程，不但所學(xué)理論知識得到鞏固，熟練掌握各種儀器設(shè)備的使用，而且熟悉了整個科研的工作過程。幾年來的教學(xué)實踐也證明，該教學(xué)模式可以使每一位大學(xué)生都能經(jīng)過系統(tǒng)的、基本科研能力的訓(xùn)練。在第七學(xué)期增設(shè)為期6周、四個方向的專業(yè)課程設(shè)計，全面培養(yǎng)學(xué)生在金屬材料專業(yè)方面的工程設(shè)計能力，為本科生的就業(yè)奠定基礎(chǔ)。畢業(yè)實習(xí)及畢業(yè)設(shè)計（論文）以從業(yè)為目的，以適應(yīng)工作內(nèi)容要求為宗旨，學(xué)生既可以在學(xué)校完成畢業(yè)設(shè)計或畢業(yè)論文工作，也可以到就業(yè)單位進行畢業(yè)論文（設(shè)計）工作，在單位進行畢業(yè)設(shè)計（論文）工作的，所在單位需出具證明，簽訂指導(dǎo)學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計或論文的協(xié)議，并指派專人指導(dǎo)學(xué)生。在校學(xué)生，由教師根據(jù)學(xué)生的就業(yè)方向幫助學(xué)生制定畢業(yè)設(shè)計（論文）內(nèi)容，并指導(dǎo)學(xué)生完成計劃。通過課程設(shè)計及畢業(yè)設(shè)計（論文）活動，縮短了學(xué)生到工作單位的適應(yīng)期，較好地實現(xiàn)了因材施教，培養(yǎng)學(xué)生的實踐科研能力的目的。

三、課程建設(shè)與專業(yè)教材使用

為了確保教學(xué)質(zhì)量，所用教材多為教育部的“十二五”規(guī)劃教材、面向21世紀(jì)的新教材或經(jīng)典專業(yè)教材。為了強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)校還組織有教學(xué)經(jīng)驗的重新教師編寫課程實驗指導(dǎo)書、認識實習(xí)指導(dǎo)書、專業(yè)技能訓(xùn)練指導(dǎo)書等。為了使雙語教學(xué)課程的教學(xué)效果能落到實處，編著了《材料成型雙語詞典》（機械工業(yè)出版社出版）和《INJECTION MOLD DESIGN》作為教學(xué)的輔助用書。

四、教學(xué)方法及手段的改革

在教學(xué)方法上，要求教師采用板書與多媒體相結(jié)合、啟發(fā)式與講解相結(jié)合的教學(xué)模式，講課中要求突出重點、詳略得當(dāng)。鼓勵教師進行精品課程、雙語教學(xué)、教材的建設(shè)。在教學(xué)方法上，改變傳統(tǒng)的灌輸教育方式，如《塑料成型工藝及模具設(shè)計》課程的教學(xué)，采用 “精講+研討”的教學(xué)方式，集中講解重點、難點教學(xué)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生思維，達到舉一反三、融會貫通的效果。結(jié)合實物進行課堂討論，積極引導(dǎo)學(xué)生提出問題、討論問題和分析問題，讓學(xué)生各抒己見，充分發(fā)表意見，互相啟發(fā)，加深對模具結(jié)構(gòu)的認識理解，提高學(xué)生在討論中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，由“學(xué)會”逐漸進步到“會學(xué)”。在教學(xué)過程中多提問、多啟發(fā)、多分析、多鼓勵，實現(xiàn)教學(xué)方法多樣、豐富教學(xué)內(nèi)容和教與學(xué)的互動，同時，結(jié)合“嵌入”課題式實踐教學(xué)，探索新的教學(xué)方法。用學(xué)生身邊的或熟悉的物品作為講解的例題，以日常塑料制品（如：牙刷、礦泉水瓶、塑料袋、包裝盒等等）出發(fā)，引發(fā)學(xué)生對塑料制品及成型方式的興趣，引出所要講解內(nèi)容的主題；利用學(xué)生對未知世界的好奇心、使學(xué)生對所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容產(chǎn)生興趣。以啟發(fā)的方式激發(fā)學(xué)生對知識的探索熱情，通過參與，并對具體問題進行分析，既使課堂教學(xué)氣氛變得活躍，又使枯燥的學(xué)習(xí)內(nèi)容變得更具吸引力；以先分析，后講解的教學(xué)方式鼓勵學(xué)生積極參與教學(xué)活動，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考以及分析問題、解決問題的能力。通過引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中研究，在研究中學(xué)習(xí)，充分挖掘?qū)W生對事物的探索研究潛力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

依托我校已有的省級品牌及特色專業(yè)――金屬材料工程；省級品牌專業(yè)、國家級特色專業(yè)――機械工程及自動化專業(yè)，經(jīng)過幾年的專業(yè)建設(shè)與教學(xué)實踐，材料成型與控制工程專業(yè)的辦學(xué)條件與教學(xué)水平得到較大改善與提高，師資隊伍漸趨合理。學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)充分體現(xiàn)出厚基礎(chǔ)、寬口徑的專業(yè)培養(yǎng)特點，學(xué)生具有一定的創(chuàng)新意識及科研動手能力。

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篇9

涂序彥曾任中國人工智能學(xué)會理事長、學(xué)術(shù)指導(dǎo)委員會主席，是中國人工智能學(xué)會的主要創(chuàng)建人、我國“人工智能”學(xué)科的奠基人之一，他提出的“廣義智能信息系統(tǒng)論”為“人工智能”學(xué)科提供了統(tǒng)一的理論架構(gòu)，他倡導(dǎo)的多學(xué)派兼容、多層次結(jié)合、多智體協(xié)同的“廣義人工智能”學(xué)科體系，為現(xiàn)代“人工智能”學(xué)科的全面、協(xié)調(diào)、持續(xù)發(fā)展，提供了研究開發(fā)策略，他提出的“廣義智能學(xué)”促進了“智能科學(xué)技術(shù)”新學(xué)科的誕生。1988年，他編著的高等學(xué)校教材《人工智能及其應(yīng)用》電子工業(yè)出版社，獲電子工業(yè)部優(yōu)秀教材一等獎。

1977年，他在中國科學(xué)院自動化研究所工作，主持“控制論組”，與北京市中醫(yī)院合作，研究開發(fā)我國第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)“關(guān)幼波中醫(yī)肝炎診斷治療程序”，這也是世界第一個中醫(yī)專家系統(tǒng)。1985年，主持“國家經(jīng)濟信息專家系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)”研究，提出大型“多級專家系統(tǒng)”新方法，獲國家“七，五”攻關(guān)重大成果獎。

1960年，在第一屆國際自動控制聯(lián)合會IFAC世界大會，創(chuàng)立多變量控制系統(tǒng)的新原理：“協(xié)調(diào)控制”理論，他提出的升船機多電機同步的“協(xié)調(diào)控制”方法應(yīng)用于三峽工程。1981年，在《科技管理與科學(xué)學(xué)》發(fā)表“論協(xié)調(diào)”，提出創(chuàng)建“協(xié)調(diào)學(xué)”新學(xué)科。

1977年，涂序彥發(fā)表我國“大系統(tǒng)理論及應(yīng)用”首篇論文，1985年，創(chuàng)立“大系統(tǒng)控制論”，1994年，撰寫出版《大系統(tǒng)控制論》專著，發(fā)展“控制論”的新學(xué)科。

1979年，根據(jù)國情，他創(chuàng)立具有中國特色的“最經(jīng)濟控制”理論，提出天文科學(xué)衛(wèi)星“最經(jīng)濟姿態(tài)控制”新方法，在《自動化學(xué)報》發(fā)表了關(guān)于“最經(jīng)濟控制”多篇論文。

1980年，總結(jié)有關(guān)“生物控制論”的科研成果，主持編著我國第一本《生物控制論》專著，由科學(xué)出版社出版，重點研究“人體控制論”，他提出“針麻－多級協(xié)調(diào)控制過程”，“經(jīng)絡(luò)－人體控制系統(tǒng)”新學(xué)說。

1977年，涂序彥發(fā)表我國“智能控制及其應(yīng)用”首篇論文，開拓“智能控制”新技術(shù)，1985年，提出“多級自尋優(yōu)、自協(xié)調(diào)控制”新方法，1990年，參與發(fā)起主辦“全球華人智能控制與智能自動化”大會，任大會主席之一。2004年，在國際“人工生命與機器人”AROB學(xué)術(shù)會議宣讀論文“Intelligent Control System based onArtificial Life”。

1985年，在IFAC／IFORS／IFIP國際學(xué)術(shù)會議，涂序彥提出“智能管理”(Intelligent Management)新概念，開拓我國“智能管理”新方法、新技術(shù)，1995年，撰寫《智能管理》專著，由清華大學(xué)出版社出版。2010年，他和馬忠貴博士撰寫《協(xié)調(diào)智能調(diào)度》專著，由國防工業(yè)出版社出版。

1995年，在“人工智能”與計算機“仿真技術(shù)”相結(jié)合的基礎(chǔ)上，涂序彥提出“智能仿真”的概念與系統(tǒng)架構(gòu)，2009年，應(yīng)邀在中國計算機仿真高層論壇作“協(xié)同智能仿真”大會報告。

2000年，開發(fā)“智能信息推拉”技術(shù)、“基于公共知識庫的智能通信”系統(tǒng)，2004年，在中國人工智能學(xué)會智能信息網(wǎng)絡(luò)學(xué)術(shù)會議，作大會報告“智能通信與智能網(wǎng)絡(luò)”，2005年，提出“互動智能通信”的概念，2008年，他和馬忠貴博士撰寫《智能通信》專著，由電子工業(yè)出版社出版。

2002年，涂序彥發(fā)起并主持中國人工智能學(xué)會首屆“人工生命及應(yīng)用”學(xué)術(shù)會議，提出“廣義人工生命”的概念和類譜，2003年，在國際“人工生命與機器人”AROB學(xué)術(shù)會議宣讀論文“Generalized Artificial LifeRace＆Model”，2004年，主編《人工生命及應(yīng)用》論文集，2005年，北京郵電大學(xué)出版社。

2002年，涂序彥與曾廣平教授等合作，提出“軟件人”的新概念，2003年，獲國家自然科學(xué)基金項目“計算機網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的虛擬機器人一軟件人”支持，2004年，提出“廣義軟件人”，2007年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《“軟件人”研究及應(yīng)用》專著，由科學(xué)出版社出版。2008年，主持InternationalConference on Humanized Systems，作大會主題報告“Advanced Intelligence，Humanics，SoftMan”。

2002年，涂序彥與韓力群教授合作，提出“多中樞自協(xié)調(diào)人工腦”的新概念，2004年，在AROB國際學(xué)術(shù)會議“Study of ArtificialBrain based on Multi-Centrum Self-Coordination Mechanism”，2009年，總結(jié)相關(guān)研究開發(fā)成果，撰寫《多中樞自協(xié)調(diào)人工腦》專著，由科學(xué)出版社出版。

2003年，他在中國人工智能學(xué)會第十屆全國人工智能學(xué)術(shù)大會報告中，提出“人工智能”的姐妹學(xué)科：“人工情感”的新學(xué)科架構(gòu)。2004年，在北京主持召開中日國際學(xué)術(shù)會議，作大會報告“Artificial Emotionand its Applications”，提出“IntelligentAnimation，Intelligent Game，IntelligentFilm＆Television”。

1991年，在全國“智能控制”學(xué)術(shù)會議的大會報告中，涂序彥提出“智能控制論”新學(xué)科架構(gòu)，2010年，他與王樅教授等合作，撰寫出版《智能控制論》專著，在科學(xué)出版社出版。

2004年，在“智能系統(tǒng)”國際學(xué)術(shù)會議，涂序彥提出“擬人系統(tǒng)”新概念，2005年，在中國武漢，發(fā)起并主持第一屆“擬人系統(tǒng)”國際學(xué)術(shù)會議，他提出創(chuàng)建“擬人學(xué)”新學(xué)科，2008年，在中國北京，主持召開“擬人系統(tǒng)”國際學(xué)術(shù)大會。

2005年，他的詩集《糊涂集》包括：理智篇、山水篇、情感篇等涂詩四百首，由北京郵電大學(xué)出版社出版。

篇10

關(guān)鍵詞：地鐵信號系統(tǒng)；聯(lián)鎖系統(tǒng)；進路觸發(fā)時機

1 聯(lián)鎖功能概述

卡斯柯聯(lián)鎖系統(tǒng)規(guī)定的聯(lián)鎖條件和規(guī)定的時序下對進路、信號機和道岔實行控制，確保進路上軌道區(qū)段、道岔、信號機等信號元素之間的安全聯(lián)鎖。聯(lián)鎖設(shè)備能與次級列車檢測設(shè)備、道岔轉(zhuǎn)轍機、LED光源的信號機以及安全繼電器接口，實現(xiàn)對道岔、信號機的安全可靠的控制。

聯(lián)鎖可以通過操作HMI上的按鈕設(shè)置列車自動通過進路，列車通過后，進路不解鎖，條件滿足時信號重新自動開放。

2 系統(tǒng)原理分析

2.1 保護區(qū)段觸發(fā)區(qū)段計算原理

2.1.1 CBTC

當(dāng)保護區(qū)段的觸發(fā)區(qū)段占用，保護區(qū)段將會建立。在保護區(qū)段未建立前，我們需要考慮列車在最差的制動率情況下，不能越過未鎖閉的道岔點。

觸發(fā)區(qū)段的計算如下：D_觸發(fā)區(qū)段=D1+D2+D3+D4

D1，D2，D3，D4在理論計算時，需按照線路上最差的一個情況考慮。

各距離需考慮以下的時間：

D4：

T1：聯(lián)鎖區(qū)段占用延時（需考慮跨聯(lián)鎖等最壞情況）

T2：聯(lián)鎖的處理周期

T3：道岔的動作時間，含繼電器的動作延時（比如原來在反位，保護區(qū)段需要建立在定位，需把道岔操作到定位）

- T4：聯(lián)鎖檢測道岔在正確位置的時間

- T5：聯(lián)鎖把保護區(qū)段發(fā)送給ZC的延時

D3：

- T6：ZC發(fā)送保護區(qū)段給CC的延時

- T7：CC的處理周期

- T8：把制動命令下發(fā)到給車輛，車輛開始實施制動等的延時。

D2：

- T9：列車以當(dāng)前速度減速到0的正常制動時間（在設(shè)計的計算時，需考慮最壞制動率情況的制動

2.1.2 BM

BM下保護區(qū)段觸發(fā)與CBTC下保護區(qū)段觸發(fā)區(qū)別在于，CBTC可以實時獲取，BM只能通過后備有源信標(biāo)獲取，故BM下的保護區(qū)段觸發(fā)區(qū)段還與后備有源信標(biāo)布置有關(guān)。有源信標(biāo)布置原t如下：

只有S2的保護區(qū)段建立，S3才能開放，而S3信息需傳遞給B2，故為了列車能正常通過B2，S2的保護區(qū)段需在列車通過B2前建立。由于保護區(qū)段的觸發(fā)為聯(lián)鎖系統(tǒng)功能，聯(lián)鎖系統(tǒng)的最小單位為計軸區(qū)段。故保護區(qū)段的觸發(fā)是通過判斷計軸區(qū)段是否占用來觸發(fā)。最終的觸發(fā)區(qū)段應(yīng)該取Max（CBTC觸發(fā)長度，BM觸發(fā)長度）

2.2 進路觸發(fā)區(qū)段計算原理（CBTC）

進路觸發(fā)區(qū)段是用來觸發(fā)進路，并且告知列車進路已準(zhǔn)備好，防止列車由于進路沒排列而減速。

進路建立到執(zhí)行的過程：ATS下發(fā)命令-》CBI執(zhí)行進路建立及信號開放-》CBI告訴ZC進路建立及信號情況-》ZC告訴CC進路建立及信號情況-》CC告訴車輛要制動

3 結(jié)束語

論文結(jié)合現(xiàn)場情況，針對卡斯柯聯(lián)鎖進路觸發(fā)的時機和系統(tǒng)原理進行研究，便于維護人員的維護及故障處理。

參考文獻

[1]王長林.列車運行控制技術(shù)[D].成都：西南交通大學(xué)，2006.