测控类课程群综合实验教学模式探究

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1、测控类课程群综合实验教学模式探究　　摘要：针对现有实验课程存在的问题，介绍对自动控制理论和传感器与测试技术等测控类课程群的综合实验教学模式的研究，包括测控类课程群综合实验课程的实验内容、教学模式和改革办法。同时也评述了测控类课程群综合实验的主要特点。关键词：测控类；课程群；综合实验；设计型实验；自主实验作者简介：王扬扬（1979-），女，辽宁海城人，沈阳航空航天大学自动化学院，工程师；许谨（1977-），男，陕西礼泉人，沈阳航空航天大学自动化学院，工程师。（辽宁沈阳110136）基金项目：本文系沈阳航空航天大学教学改革项目（项目编号：JG120702EZ）的研究成果。中图分类号：G642.

2、423文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）19-0145-029我国的高等教育正进一步强调加强本科工程技术型人才的培养，提高学生的自主创新能力。沈阳航空航天大学针对新形势要求及自身的办学特点，加大了改革的力度。通过课程改革，设立创新班，实施创新训练计划，增加课外实践训练学分等多种灵活措施，因材施教，培养学生的创新实践能力。这些措施必须依靠实验教学实现，原有的实验教学模式已不能适应现代大学的教学需求。因此，针对自动化学院的主要专业方向测试控制，研究和开发测控类课程群的综合实验教学模式，通过实验教学的改革，引导学生的兴趣爱好，提高他们的实践能力，实现校门到厂门的完美对接，增强

3、就业竞争力并扩大就业领域。一、现有综合性、设计性实验存在的问题目前国内各高校的实验教学均非常注重学生设计能力、创新能力的培养，在保留一定比例的验证性实验的基础上，普遍加大了综合性设计实验的比重。[1-3]综合性设计实验的最大特点是，教师只给出实验任务和目的，学生结合一门课程的若干理论知识独立自主地设计实验方案和实验步骤。教师评定学生的方案，并指导学生完成实验。例如测控技术课程中的温度闭环控制实验，要求学生利用课堂中学习的PWM驱动、ADC0809工作原理、PID控制算法、数据预处理和监控程序设计等理论设计和搭建实验线路，独立设计单片机控制程序并进行实验调试。这类实验虽然在一定程度上体现了学

4、生的自主性，但目前在实际操作中仍存在下列问题。1.缺少课程间的联系，无法从系统的高度把握所学知识9在生产实践中，一个测试系统包括传感器、测量电路、计算机数据采集系统、信号分析处理系统、显示和记录系统，并与被测对象的专业知识、生产工艺、机械原理、系统动力学等紧密结合，需要多门课程的理论支撑。但是现有的综合性设计实验隶属于单门课程，只涉及其中的一个或两个模块，系统各模块之间的联系被割裂，学生不能全面了解设计的根本目的。2.实验设备落后，制约实验效果因为实验依托传统的实验箱，所以试件选择、方案设计受到实验箱本身的固化模块和设计指标的限制，方案设计的选择余地不大。此外，实验设备的更新较慢，不能适应

5、新技术和新方法的应用。3.实验对象抽象，实验结果不直观以温度闭环控制实验为例，实验元器件被封装在实验箱中，学生只能通过引出的部分排线引脚搭接模拟电路，通过改变控制程序中的PID参数，由上位机的温度变化曲线反映温度控制效果。虽然在实验电路和实验程序的设计上，实现了学生的自主设计，但是与实际生产环节的联系不紧密，学生对完整测控系统的实际运行情况没有直观感受，难以激发兴趣。4.自主学习的空间受到限制9由于实验学时有限，使自主学习的空间受到限制，教师的讲解和指导仍在综合设计实验中占很大比重，限制了学生的发散性思维。如果实验过程中出现问题，学生的依赖性较强，缺少分析解决问题的动力，不利于培养独立工作

6、的能力。5.实验考核体系单一传统的实验报告多是填空式的形式，学生机械地抄写实验目的、实验原理、实验方案和步骤、实验结果等，与工程实际的技术文件有很大区别。不能深入总结实验过程，分析实验结果并形成工程技术文件。针对上述问题，对测控类课程群的实验课程进行改革研究，探讨更贴近生产实践的综合实验教学模式。二、基于课程群的综合实验教学模式1.基于课程群的综合实验课程的目的和配置方式研究测控类课程群的综合实验教学模式，打破单门课程的界线，培养学生综合应用多门课程（电子电路，工业企业自动化，微机原理及其应用，传感器与测试技术，工程力学，工程制图等）的背景知识，独立设计小型工程系统的能力。以课程群为基础设

7、计实验课程，根据理论课课程群的培养方案，整合实验课程。对只涉及单门课程基本理论的基础类实验，列为课内实验，实验成绩作为平时表现计入最后的课程总成绩。课内实验以验证实验为主，主要引导学生入门，训练使用实验器材的基本技能并且培养严谨的实验作风。9对综合多门课程知识的实验，建立实验课课程群培养模式，以创新训练课或课外实践训练课的形式单独设置学分。根据一个实际生产测控系统的生产流程分解成若干模块，采取模块化逐段教学方式，开设时间