摘 要：文章簡(jiǎn)述高校微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)存在的問題，并探討高校微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革的具體措施。要針對(duì)專業(yè)課程要求，調(diào)整、優(yōu)化課程目標(biāo);設(shè)計(jì)合理的課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容;以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的形式，分階段、模塊化、遞進(jìn)式完成實(shí)踐過程;緊扣實(shí)際工程背景，提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力;突出過程評(píng)價(jià)，側(cè)重學(xué)生的能力評(píng)價(jià)。

關(guān)鍵詞：微機(jī)控制技術(shù);課程設(shè)計(jì);教學(xué)改革;教學(xué)策略

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1008-3561（2021）04-0020-02

微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)是比較全面的設(shè)計(jì)實(shí)踐訓(xùn)練，是微機(jī)控制技術(shù)課程理論教學(xué)之后的一個(gè)重要的綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。其主要任務(wù)是讓學(xué)生結(jié)合具體的設(shè)計(jì)課題，開展微機(jī)控制技術(shù)相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢索與收集、方案構(gòu)思與設(shè)計(jì)、人機(jī)接口和控制算法技術(shù)設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)和報(bào)告編寫等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的基本訓(xùn)練，確保學(xué)生在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)過程中能夠與團(tuán)隊(duì)其他成員合理分工、協(xié)同安排，完成性價(jià)比合理、能效合理、環(huán)境友好、安全可靠的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)理解計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)，掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)能力，具備針對(duì)實(shí)際復(fù)雜工程問題的分析能力和解決能力。下面簡(jiǎn)述高校微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)存在的問題，并探討高校微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革措施。

一、高校微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)存在的問題

首先，部分課程設(shè)計(jì)內(nèi)容稍顯陳舊，存在與實(shí)際生產(chǎn)需求脫節(jié)的情況。原有的課程設(shè)計(jì)是多年前規(guī)劃的，設(shè)計(jì)內(nèi)容有些陳舊，與當(dāng)前微機(jī)控制技術(shù)發(fā)展情況有些脫節(jié)。局限于實(shí)踐條件，課程設(shè)計(jì)在一定程度上更接近于實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，制約學(xué)生分析能力和創(chuàng)新能力的提高，限制學(xué)生專業(yè)知識(shí)綜合運(yùn)用能力的發(fā)展。其次，學(xué)生參與熱情不足。課程設(shè)計(jì)采用多人一組的方式，而且持續(xù)時(shí)間往往只有一周，不利于學(xué)生的積極參與，也難以充分激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲。種種因素，導(dǎo)致學(xué)生沒有充分參與，使得課程設(shè)計(jì)的目標(biāo)達(dá)成度不高。

二、高校微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革措施

針對(duì)高校微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)存在的問題，筆者從課程目標(biāo)、課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容、實(shí)踐過程、能力培養(yǎng)、評(píng)價(jià)方式等多方面進(jìn)行有針對(duì)性的教學(xué)改革探索。

1.針對(duì)專業(yè)課程要求，調(diào)整、優(yōu)化課程目標(biāo)

高校微機(jī)控制技術(shù)課程原有的課程目標(biāo)過于偏重局部技術(shù)因素，忽略系統(tǒng)整體的屬性要求，也忽略實(shí)踐過程對(duì)學(xué)生能力的提升。筆者之前曾長(zhǎng)期從事產(chǎn)品研發(fā)工作，結(jié)合自身經(jīng)驗(yàn)，筆者從產(chǎn)品各維度（如產(chǎn)品可維護(hù)性、可測(cè)試性、可生產(chǎn)性、成本、環(huán)境友好性等）以整體系統(tǒng)的角度重新審視課程設(shè)計(jì)，調(diào)整、優(yōu)化課程目標(biāo)。例如，增加如下兩個(gè)課程目標(biāo)：能夠權(quán)衡要求與投入等因素，并考慮可靠性、可測(cè)試性、可維護(hù)性、可生產(chǎn)性等方面的制約因素;在解決實(shí)際問題過程中，能夠考慮成本、管理、效率等方面因素，以及解決方案對(duì)環(huán)境和社會(huì)等方面的影響。合理的課程目標(biāo)，能夠有效地影響課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容和效果。

2.設(shè)計(jì)合理的課程設(shè)計(jì)題目和內(nèi)容

微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)的主要目的是豐富學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力。為了提高學(xué)生的參與度，筆者特意設(shè)計(jì)了通用性的課程設(shè)計(jì)題目。通過對(duì)企業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的調(diào)研，結(jié)合相關(guān)教師參與的科研項(xiàng)目和微機(jī)控制技術(shù)課程教學(xué)內(nèi)容，筆者在模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、友好交互等方面進(jìn)行組合，充分利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)計(jì)合理的課程設(shè)計(jì)題目。例如，筆者設(shè)計(jì)了“自助清洗設(shè)備系統(tǒng)”題目，該系統(tǒng)是對(duì)現(xiàn)有手機(jī)掃碼自助洗車機(jī)的簡(jiǎn)化。為了方便學(xué)生完成設(shè)計(jì)任務(wù)，筆者特意指出其中人機(jī)接口、控制算法、檢測(cè)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)等模塊與實(shí)驗(yàn)設(shè)備上對(duì)應(yīng)模塊的關(guān)系。將現(xiàn)實(shí)生活中先進(jìn)的技術(shù)引入課程設(shè)計(jì)之中，能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到所學(xué)知識(shí)如何轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

3.以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的形式，分階段、模塊化、遞進(jìn)式完成實(shí)踐過程

教師可引入迭代式的項(xiàng)目開發(fā)理念，把實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容分為多個(gè)模塊，通過不斷迭代的方法，分階段融入不同功能模塊，實(shí)現(xiàn)模塊化、遞進(jìn)式的實(shí)踐教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。課程設(shè)計(jì)內(nèi)容確定之后，要鼓勵(lì)學(xué)生自由組合，引入軟件工程思想，分別完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、聯(lián)調(diào)任務(wù)。原有教學(xué)模式約束學(xué)生的參與時(shí)間、參與地點(diǎn)、參與方式，無形中制約學(xué)生的主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造性的發(fā)揮。為此，教師要優(yōu)化現(xiàn)有教學(xué)模式，把課程設(shè)計(jì)按照模塊分為多個(gè)階段，做到后續(xù)階段基于前面階段不斷累加，讓學(xué)生充分理解課程設(shè)計(jì)內(nèi)容的實(shí)際意義，豐富學(xué)生的感受，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生的參與熱情。這對(duì)課程設(shè)計(jì)這一實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)目的的達(dá)成具有重要意義，在幾輪實(shí)踐中也受到學(xué)生的歡迎。

4.緊扣實(shí)際工程背景，提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力

實(shí)際工程問題涉及多方面的技術(shù)因素，具有較高的綜合性。與實(shí)際工程緊密結(jié)合是教學(xué)改革的一個(gè)重點(diǎn)，教師可結(jié)合實(shí)際科研項(xiàng)目，設(shè)計(jì)一系列貼近工程實(shí)際的實(shí)踐題目。給學(xué)生講解設(shè)計(jì)要求之后，可首先要求學(xué)生閱讀文獻(xiàn)，掌握所選設(shè)備的相關(guān)知識(shí)，理解題目涉及的理論知識(shí)及性能、價(jià)格、維護(hù)、生產(chǎn)等工程知識(shí)，在此基礎(chǔ)上完成方案制定，然后分步驟完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、模塊設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，并根據(jù)調(diào)試情況對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善，最后通過報(bào)告的形式對(duì)整個(gè)復(fù)雜工程的解決過程進(jìn)行總結(jié)和回顧。通過對(duì)復(fù)雜工程問題的解決，學(xué)生能夠加深對(duì)復(fù)雜工程問題的理解，提高解決復(fù)雜工程問題的能力。

例如，“自助洗車控制系統(tǒng)”是在工程實(shí)踐和日常生活中得到廣泛應(yīng)用的工程系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)要求學(xué)生結(jié)合數(shù)理基礎(chǔ)、電機(jī)拖動(dòng)、控制理論、控制技術(shù)等相關(guān)課程知識(shí)，首先對(duì)被控對(duì)象和控制目標(biāo)進(jìn)行分析，制定控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，然后閱讀相關(guān)文獻(xiàn)，掌握所選設(shè)備的相關(guān)知識(shí)，分別完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿真分析、模塊設(shè)計(jì)、開發(fā)、測(cè)試、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)，并根據(jù)調(diào)試情況對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改和完善。同時(shí)考慮“自助洗車控制系統(tǒng)”在設(shè)計(jì)及調(diào)試過程中的相關(guān)因素，了解該系統(tǒng)解決方案可能對(duì)社會(huì)、健康、安全等的影響。這些工作流程，對(duì)于提升學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力至關(guān)重要。以“電磁智能車控制系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)實(shí)踐課題為例，該系統(tǒng)主要包括主控模塊、電磁采集模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊等。該設(shè)計(jì)課題要求學(xué)生結(jié)合電磁軌道尋跡車的特點(diǎn)，分析系統(tǒng)尋跡機(jī)理、設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)，使得尋跡車能夠在電磁軌道上完成自動(dòng)尋跡競(jìng)速過程。該課題是一個(gè)與微機(jī)控制技術(shù)有著密切關(guān)系的實(shí)際工程問題，涉及電機(jī)調(diào)速控制、控制參數(shù)計(jì)算、控制系統(tǒng)仿真、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、自動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)控制等內(nèi)容，是一個(gè)具有典型意義的與自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的復(fù)雜工程問題。

5.突出過程評(píng)價(jià)，側(cè)重學(xué)生的能力評(píng)價(jià)

跟蹤學(xué)生的分階段、分模塊進(jìn)展，做到每一個(gè)迭代功能都設(shè)置對(duì)應(yīng)的檢查點(diǎn)，充分突出過程評(píng)價(jià)。分階段檢查點(diǎn)不僅要檢查對(duì)應(yīng)模塊的完成情況，還要針對(duì)具體內(nèi)容進(jìn)行提問。最終答辯環(huán)節(jié)則要求以項(xiàng)目組為單位進(jìn)行答辯驗(yàn)收，降低書面報(bào)告的考核比重，突出學(xué)生的實(shí)際能力。這些舉措，能對(duì)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力進(jìn)行充分的考核評(píng)價(jià)，客觀上也鍛煉學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力，符合當(dāng)前工程教育認(rèn)證的精神和要求。

三、結(jié)語

從微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)改革效果來看，學(xué)生的參與度明顯提高，而且設(shè)計(jì)的完成度也更高，同時(shí)在設(shè)計(jì)過程中提問的學(xué)生多了，提出的問題也更有針對(duì)性、更加深入。教師通過教改活動(dòng)，優(yōu)化了微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)教學(xué)體系，使得微機(jī)控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)更貼近社會(huì)實(shí)際需求，提高了學(xué)生的參與熱情。

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