李明秋

摘 要：該文主要針對高校自動化專業(yè)學生，介紹了綜合性設計性及創(chuàng)新實驗項目的開發(fā)方法、開發(fā)內(nèi)容、步驟，實踐教學中采用“賽課結合，以賽促學”的實驗教學方法，充分調(diào)動了學生的積極性、激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的科技創(chuàng)新能力。

關鍵詞：綜合性設計性 實驗項目開發(fā) 實驗反饋

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0131-01

據(jù)了解，國內(nèi)許多高等院校甚至知名大學的學生，在畢業(yè)后不能盡快進入工作角色，不能勝任本職工作的現(xiàn)象屢見不鮮，究其原因主要是學生的實驗課程學習是被動的，循規(guī)蹈矩的，學生專業(yè)素質(zhì)、創(chuàng)新精神、實踐能力、競爭意識等綜合素質(zhì)沒有得到全方位提高。盡管國內(nèi)許多院校采取了一些改革措施，如改革實驗課程體系、實驗內(nèi)容、實驗方法和實驗手段，但這些都只是對原有實踐教學模式枝節(jié)的修補，仍停留在紙上談兵，很少有從統(tǒng)籌綜合應用型人才培養(yǎng)的全過程著眼，為綜合應用型人才培養(yǎng)提供必要的實訓平臺、開發(fā)出技術先進的反映學科發(fā)展前沿的實驗項目。因此，本文首先結合長春理工工大學自動化專業(yè)07版培養(yǎng)方案對實驗教學內(nèi)容進行了整合，明確了實驗教學改革及實驗項目開發(fā)的主要目標，旨在結合實驗室的實驗平臺和教師的科研項目開發(fā)自動化專業(yè)綜合性、設計性及創(chuàng)新性實驗項目，引導學生盡早參加科學研究基本訓練，加強學生對教學內(nèi)容的理解和掌握，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)，而各個模塊功能相結合完成的一系列的創(chuàng)新實驗又能培養(yǎng)學生的科研能力和創(chuàng)新能力，實現(xiàn)科研資源與人才培養(yǎng)的有機結合，突破驗證性實驗為主的實驗教學模式，實現(xiàn)實驗教學體系和課程教學體系的緊密結合。

1 實驗項目開發(fā)的主要方法

1.1 調(diào)查研究

收集并研究國內(nèi)外著名大學在學生創(chuàng)新實踐、綜合應用能力培養(yǎng)方面的成功經(jīng)驗以及綜合實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗手段方面的資料。對我校歷屆電子大賽獲獎參賽作品進行總結，找出可用于開發(fā)實驗項目的素材。對我?？蒲谐晒M行調(diào)研，總結可用于開發(fā)實驗項目的例子，設計開發(fā)綜合性、創(chuàng)新性實驗。

1.2 科研實踐

設計完成自動化專業(yè)綜合性設計性及創(chuàng)新性綜合實驗平臺，以科研項目作支撐，開發(fā)、設計、創(chuàng)新實驗項目，編寫實驗指導書。

1.3 文獻資料法

借助網(wǎng)上數(shù)據(jù)庫CNKI、萬方數(shù)據(jù)庫、維普數(shù)據(jù)庫等，通過大量的文獻了解各大高校自動化專業(yè)最新實驗教學內(nèi)容發(fā)展動態(tài)。

1.4 案例分析

基于綜合實驗平臺組織、針對長春理工大學自動化專業(yè)09級、10級、11級開展各項實踐活動，例如：工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽，畢業(yè)設計、本科及研究生科技創(chuàng)新實踐，收集反饋信息，不斷完善綜合設計性創(chuàng)新性實驗內(nèi)容、實驗方法和實驗手段，形成課題研究報告。

2 實驗項目的開發(fā)步驟及內(nèi)容

（1）搭建模塊化自動化專業(yè)綜合性設計性及創(chuàng)新性實驗平臺，為綜合性設計性及創(chuàng)新性實驗的開發(fā)提供硬件保障。實驗平臺主要包括單片機系統(tǒng)（MCU）、PLC系統(tǒng)、變頻器、數(shù)字信號處理器（DSP）、計算機總線、傳感器、儀器儀表等設備。通過該綜合實驗裝置，可實現(xiàn)MCU，DSP，PLC對外接被控對象的復雜控制算法，例如模糊控制，PID控制等，并可通過對外部傳感器進行數(shù)據(jù)的采集，實現(xiàn)相應的數(shù)字信號處理算法，也可以通過通訊協(xié)議的應用來進行三者之間的數(shù)據(jù)傳輸以及它們與上位機之間的通信，通過上位機軟件的開發(fā)來掌握Matlab，Labview和VC++等軟件的基本操作，不僅涵蓋電工電子技術、信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、自動控制原理等專業(yè)基礎知識，而且涵蓋微機原理與接口技術、DSP應用技術、計算機控制技術、電氣拖動技術、專業(yè)綜合實驗等專業(yè)知識。

（2）注重科研成果向實驗教學轉化，結合課題組教師科研成果開發(fā)出綜合性設計性實驗項目，使自動化專業(yè)實驗教學內(nèi)容反映學科發(fā)展前沿。對學生綜合能力和科研素質(zhì)的培養(yǎng)，應注重選擇與現(xiàn)代技術有關的綜合性、設計性及創(chuàng)新性實驗，更應開發(fā)與當前科研相關的研究創(chuàng)新性實驗，本項目結合課題組教師的科研項目，通過自動化、計算機應用和通信等學科的交叉綜合，開發(fā)了充分反映當前自動化領域先進的控制技術和控制方法的綜合性、設計性及創(chuàng)新性實驗，通過科研成果充實實驗教學的內(nèi)容，提高了自動化專業(yè)學生的科技創(chuàng)新能力。

（3）構建了“賽課結合，相互促進”的實驗教學模式。改革綜合性設計性及創(chuàng)新性實驗的實驗教學模式，將可編程控制器實驗課程和教育部西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)競賽及大學生創(chuàng)新實驗計劃項目緊密結合起來，鼓勵學生參加各類創(chuàng)新活動，充分調(diào)動了學生的積極性、激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的科技創(chuàng)新能力。在可編程控制器課程的實驗教學及實踐教學過程中采用 “賽課結合，相互促進”的實踐教學模式。自2012年起，長春理工大學自動化系開始舉辦長春理工大學工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽，培養(yǎng)學生的PLC編程及應用能力，自動化專業(yè)自09級起，結合本課題開發(fā)的實驗平臺，重新整合了可編程控制器的實驗及實踐教學內(nèi)容，使教學內(nèi)容反映學科發(fā)展前沿，緊密結合西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)競賽。

3 實驗項目應用反饋

自2012年起，長春理工大學自動化系開始舉辦長春理工大學工業(yè)自動化挑戰(zhàn)賽，作為教育部西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)競賽的校內(nèi)選拔賽。為了使學生在校內(nèi)競賽及全國競賽中取得優(yōu)異成績，培養(yǎng)學生的科技創(chuàng)新能力，結合本課題開發(fā)的實驗平臺，重新整合了可編程控制器、自動控制原理、計算機控制系統(tǒng)等5門課程的實驗項目，并在自動化專業(yè)進行了應用，學生及教師在實踐過程中有如下反饋意見：（1）部分教師反映實驗內(nèi)容整合后提高了這幾門課程的綜合性設計性實驗比例，激發(fā)了學生的學習興趣，允許學生自主選擇題目，帶著任務學習，在學習中逐步完成任務，教師在整個學習過程中予以指導，使學生的設計和開發(fā)成果在競賽中能夠得到更高層次的展示，將創(chuàng)新能力、綜合設計能力和工程實踐能力的培養(yǎng)貫穿于實驗教學的全過程。（2）增加了PLC的實驗學時，更新了實驗內(nèi)容，實驗內(nèi)容緊密結合西門子杯工業(yè)自動化挑戰(zhàn)競賽，有利于學生在比賽中獲得好成績。

4 結論

該文介紹了自動化專業(yè)綜合性設計性實驗的開發(fā)及實踐，課題實施中采用了“賽課結合，以賽促學”的實驗教學方法，在實驗教學過程中注重理論教學與實驗教學相結合，實驗內(nèi)容與工程背景和科研項目相結合；課內(nèi)實驗與課外科技競賽和創(chuàng)新活動相結合，取得了良好的教學效果，提高了學生的動都能力。

參考文獻

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