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0 引言

當前，計算機控制技術取得了快速的發展，在國民經濟發展和人們日常生活中有著廣泛的運用，不管是微型的控制設備，還是大型的控制系統，計算機控制技術都在其中發揮著重要的作用。今后隨著科學技術的進步和人們研究的進一步深入，計算機控制技術將會進一步發展，其作用也將更加凸顯。

1 計算機控制技術的產生與發展

計算機控制技術是由數字計算機對動態系統進行控制的技術，它是隨著計算機技術的發展而出現的。在計算機的控制系統，數字計算機代替自動控制中的常規控制設備，對動態系統進行調節和控制，從而實現了計算機控制技術的根本變革。數字計算機功能強大，具有采集、傳送、存貯、處理大量數據的能力，推動了自動控制的發展和變革，實現了以計算機為主要控制設備的新階段。在計算機控制系統當中，其控制過程主要包括數據采集、數據處理、實時控制三個部分。系統對被控參數進行實時檢測，輸入計算機系統當中，并對其進行處理，同時按照已經設計的控制規律計算出控制量，并實時向控制器發出控制信號。計算機控制技術要求控制實現實時性和實效性，對于信號的輸入、計算和輸出，要求能夠在一定時間內完成。并且信息處理這個過程是不斷重復的，能夠按照一定的指標完成工作。同時，對于被控參數和設備本身所出現的異常情況進行監測，并能夠做出迅速處理，促使系統更好的工作，滿足實際工作的需要。

2 計算機控制技術的類型

根據控制功能和控制目的不同，計算機控制技術可以分為以下幾種類型。

（1）操作指導控制技術。該技術是指計算機的輸出不直接控制被控對象，而是每隔一定時間，計算機進行一次數據采集，將系統的一些參數經過轉化之后送入計算機，由計算機進行處理，然后報警、打印和顯示。根據這些結果，操作人員去改變給定值或者直接操作執行機構。該技術簡單，控制靈活，并且安全性高，不過往往需要人工操作，速度受到相應的限制。（2）直接數字控制技術。是工業生產中運用得較為普遍的模式，通過檢測元件，計算機對一個或者多個系統參數進行巡回檢測，通過輸入通道，將檢測數據送入到計算機，計算機根據規定的控制規律進行運算，然后發出控制信號控制執行機構，使系統的被控參數達到預定要求。在該控制技術當中，計算機參與閉環控制過程，具有強大的功能和良好的控制效果，能夠取代模擬調節器，實現多回路的PID調節，并且操作簡單，只需要通過改變程序就能夠有效的實現復雜的控制，如前饋控制、非線性控制、自適應控制、最優控制等。（3）監督計算機控制技術。計算機按照描述生產過程的數學模型，計算出最佳給定值，然后送入模擬調節器，最后由模擬調節器控制生產過程，使得生產處于最佳狀態，達到最佳的生產效果。（4）分級計算機控制技術。由若干的微處理器或者管理計算機分別承擔部分任務，該技術將控制任務進行分解，采用多臺計算機的形式，分別執行不同的任務，不僅能夠實現控制，還能夠實現管理，滿足生產運行的實際需要。

3 計算機控制技術的特點

計算機控制技術由軟件和硬件組成，在實際工作中發揮著重要作用。與一般控制技術相比而言，計算機控制技術具有以下顯著特點。計算機控制技術中既有模擬信號，也有數字信號，在實際工作中，只需要修改相應的程序，就能夠實現改變控制規律的目的。同時，計算機控制技術具有豐富的指令系統和很強的邏輯判斷功能，采用的離散控制方式。在實際工作中采用計算機控制技術，有利于實現控制與管理的一體化，顯著提高工業企業的自動化程度，取得更好的生產效益。

4 計算機控制技術的應用

目前，計算機控制技術在國民經濟發展和人們日常生活中已經得到了廣泛的應用。不管是微型系統還是大型系統，都越來越離不開計算機控制技術，其作用和地位日益凸顯。伴隨著計算機技術的快速發展和微型計算機的日益普及，各種微型控制器逐漸出現，不僅性能優良，而且價格也低廉，適用范圍也比較廣泛，同時也促進了計算機控制器成本的降低，更好的推動了計算機控制技術的運用和發展。此外，通過各種軟件編程，還能夠實現復雜的、靈活的控制算法，使得計算機控制技術在工農業生產、交通運輸、國防建設等眾多領域得到了運用，并取得了良好的效果。隨著控制理論的發展和計算機技術的進步，更為先進的計算機控制技術將會出現，其控制效果必將更為可靠，適用范圍也必將更為廣闊，將為國民經濟發展做好發揮更大的作用。

5 結束語

近些年來，隨著對計算機控制技術研究的深入和對國外先進成果的吸收和引進，我國計算機控制技術也取得了較快的發展，在國民經濟發展中發揮著重要的作用。我國人力資源豐富，科技隊伍不斷發展和壯大，隨著工業的發展和進步，計算機控制技術也有著更為廣大的應用市場，今后應該加強這方面的研究，提高工藝水平，滿足高精尖技術發展的需要，促進計算機控制技術在國民經濟發展和人們日常生活中更好的發展作用。

參考文獻

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0 引言

當前，計算機控制技術取得了快速的發展，在國民經濟發展和人們日常生活中有著廣泛的運用，不管是微型的控制設備，還是大型的控制系統，計算機控制技術都在其中發揮著重要的作用。今后隨著科學技術的進步和人們研究的進一步深入，計算機控制技術將會進一步發展，其作用也將更加凸顯。

1 計算機控制技術的產生與發展

計算機控制技術是由數字計算機對動態系統進行控制的技術，它是隨著計算機技術的發展而出現的。在計算機的控制系統，數字計算機代替自動控制中的常規控制設備，對動態系統進行調節和控制，從而實現了計算機控制技術的根本變革。數字計算機功能強大，具有采集、傳送、存貯、處理大量數據的能力，推動了自動控制的發展和變革，實現了以計算機為主要控制設備的新階段。在計算機控制系統當中，其控制過程主要包括數據采集、數據處理、實時控制三個部分。系統對被控參數進行實時檢測，輸入計算機系統當中，并對其進行處理，同時按照已經設計的控制規律計算出控制量，并實時向控制器發出控制信號。計算機控制技術要求控制實現實時性和實效性，對于信號的輸入、計算和輸出，要求能夠在一定時間內完成。并且信息處理這個過程是不斷重復的，能夠按照一定的指標完成工作。同時，對于被控參數和設備本身所出現的異常情況進行監測，并能夠做出迅速處理，促使系統更好的工作，滿足實際工作的需要。

2 計算機控制技術的類型

根據控制功能和控制目的不同，計算機控制技術可以分為以下幾種類型。

（1）操作指導控制技術。該技術是指計算機的輸出不直接控制被控對象，而是每隔一定時間，計算機進行一次數據采集，將系統的一些參數經過轉化之后送入計算機，由計算機進行處理，然后報警、打印和顯示。根據這些結果，操作人員去改變給定值或者直接操作執行機構。該技術簡單，控制靈活，并且安全性高，不過往往需要人工操作，速度受到相應的限制。（2）直接數字控制技術。是工業生產中運用得較為普遍的模式，通過檢測元件，計算機對一個或者多個系統參數進行巡回檢測，通過輸入通道，將檢測數據送入到計算機，計算機根據規定的控制規律進行運算，然后發出控制信號控制執行機構，使系統的被控參數達到預定要求。在該控制技術當中，計算機參與閉環控制過程，具有強大的功能和良好的控制效果，能夠取代模擬調節器，實現多回路的PID調節，并且操作簡單，只需要通過改變程序就能夠有效的實現復雜的控制，如前饋控制、非線性控制、自適應控制、最優控制等。（3）監督計算機控制技術。計算機按照描述生產過程的數學模型，計算出最佳給定值，然后送入模擬調節器，最后由模擬調節器控制生產過程，使得生產處于最佳狀態，達到最佳的生產效果。（4）分級計算機控制技術。由若干的微處理器或者管理計算機分別承擔部分任務，該技術將控制任務進行分解，采用多臺計算機的形式，分別執行不同的任務，不僅能夠實現控制，還能夠實現管理，滿足生產運行的實際需要。

3 計算機控制技術的特點

計算機控制技術由軟件和硬件組成，在實際工作中發揮著重要作用。與一般控制技術相比而言，計算機控制技術具有以下顯著特點。計算機控制技術中既有模擬信號，也有數字信號，在實際工作中，只需要修改相應的程序，就能夠實現改變控制規律的目的。同時，計算機控制技術具有豐富的指令系統和很強的邏輯判斷功能，采用的離散控制方式。在實際工作中采用計算機控制技術，有利于實現控制與管理的一體化，顯著提高工業企業的自動化程度，取得更好的生產效益。

4 計算機控制技術的應用

目前，計算機控制技術在國民經濟發展和人們日常生活中已經得到了廣泛的應用。不管是微型系統還是大型系統，都越來越離不開計算機控制技術，其作用和地位日益凸顯。伴隨著計算機技術的快速發展和微型計算機的日益普及，各種微型控制器逐漸出現，不僅性能優良，而且價格也低廉，適用范圍也比較廣泛，同時也促進了計算機控制器成本的降低，更好的推動了計算機控制技術的運用和發展。此外，通過各種軟件編程，還能夠實現復雜的、靈活的控制算法，使得計算機控制技術在工農業生產、交通運輸、國防建設等眾多領域得到了運用，并取得了良好的效果。隨著控制理論的發展和計算機技術的進步，更為先進的計算機控制技術將會出現，其控制效果必將更為可靠，適用范圍也必將更為廣闊，將為國民經濟發展做好發揮更大的作用。

5 結束語

近些年來，隨著對計算機控制技術研究的深入和對國外先進成果的吸收和引進，我國計算機控制技術也取得了較快的發展，在國民經濟發展中發揮著重要的作用。我國人力資源豐富，科技隊伍不斷發展和壯大，隨著工業的發展和進步，計算機控制技術也有著更為廣大的應用市場，今后應該加強這方面的研究，提高工藝水平，滿足高精尖技術發展的需要，促進計算機控制技術在國民經濟發展和人們日常生活中更好的發展作用。

參考文獻

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1 課程教學內容

計算機控制技術是一門核心專業課，它既有自身的理論體系，又有很強的實踐性，在本科教育中起著重要的作用。課程特別強調理論聯系實際，注重培養學生解決實際問題的能力和工程實踐能力。

課程理論教學內容主要圍繞以下幾個方面開展：①總線技術與總線擴展技術；數字量輸入輸出接口與過程通道；模擬量輸入輸出接口與過程通道；硬件抗干擾技術。②步進電機控制技術與伺服電機控制技術。③數字控制器的連續化設計技術、離散化設計技術；純滯后控制技術、串級控制技術、前饋-反饋控制技術；解耦控制技術。④程序設計技術；測量數據預處理技術；數字控制器的工程實現；系統的有限字長數值問題；軟件抗干擾技術。

在設計該課程實踐教學內容時，課程組確立了先進的實驗教學理念與改革思路，制定了科學的教學體系與教學內容，堅持實踐與理論并重，能力培養與素質提高并行，課程實驗與工程訓練、創新設計、科學研究有機結合，創造以學生為本的人文環境，堅持把知識傳授、能力提高、素質培養貫穿于實驗教學始終，注重培養學生建立大工程觀、大系統觀、大集成觀，強化實踐技能，著力培養學生的創新精神和創新意識。課程開設的實驗主要包括：采樣與保持實驗，學生主要了解常見ADC和DAC器件的使用方法；直流電機控制實驗，理解用PID控制算法控制直流電機的方法，了解PWM 調制、直流電機驅動電路的工作原理；最小拍控制算法的研究實驗，學生主要學習并掌握最少拍控制器的設計和算法，了解最少拍控制系統輸出采樣點間紋波的形成和危害性；PID控制實驗，掌握常規的數字PID控制算法的原理及其應用，掌握PID調節器參數整定的方法。

2 教學方法與教學手段

計算機控制技術是一門與工程實際聯系十分緊密的專業課程，涉及的相關專業基礎課程有多門，因此，給課程教學帶來了一定的難度。為了使學生能夠全面掌握本課程的相關知識，我們在教學方法、手段等方面進行了一些有效的嘗試，取得了良好的教學效果。

2.1 五位一體的立體化課程教學體系

五位一體的立體化課程教學體系：采用了“課堂+實驗室+教學網站”的教學平臺、“研究型+啟發式+工程案例”的教學方法、“講課+習題課+討論課+實驗課”的教學形式、“基礎型+分析型+綜合型+設計型”的課后作業、“平時成績+實驗成績+考試成績”的考核方法。

2.2 將科研資源與教學資源有機結合，提高課程教育質量

雖然常州工學院定位為應用型本科院校，但隨著測試計量技術及儀器校重點建設學科的建設，科研水平不斷提高，具有良好的科學研究和工程應用平臺，取得了一些科研成果。科研水平的提高帶動學科專業的發展，學科專業水平的進步對教學水平的提高具有積極的作用。將科研資源轉化為教育資源，也是提高課程教育質量的一個重要因素。

我們較好地實現了教學資源、科研資源在人才培養和科學研究方面的開放和共享。在學生進入大三后，根據學生的興趣，組織學生進入不同的學科方向進行鍛煉，委派科研學術骨干教師給學生進行學術講座，使學生對科研產生濃厚的興趣，激發學生的學習熱情和求知創新欲望。

教師的科學研究工作也是學生獲得知識的一個重要的途徑。在專業課程學習過程中，許多抽象的理論知識學生很難理解，教師在理論課程教學過程中，注重理論聯系實際，結合自身的科研工作，將抽象復雜的理論知識通過具體的工程應用實例來描述，加深了學生對理論知識的理解，增強了教學效果。

2.3 利用現代教學手段提高效果

制作了計算機控制技術多媒體課件，應用MATLAB仿真實驗系統向學生展示計算機控制技術的最新發展狀況和應用成果。并且通過可動態更新的課程網站，使不同層次、不同需求的學生可以跨越時空限制，按需索取所需資料。“學生資源共享”和“網上答疑”系統的運用大大加強了學生和教師之間、學生和學生之間的交流和互動，進一步擴大了網站的資源來源和共享性。

2.4 嚴格課程考試管理、規范課程考核形式

本課程考核由兩部分構成：理論考試成績占總成績的60%，實驗成績占總成績的20%，平時成績占總成績的20%。理論考試采用閉卷方式，試題由主講教師按照大綱要求命題加入試卷庫，并做好相應的參考答案和評分標準。實驗成績根據學生的實驗預期、實驗操作、實驗報告綜合評分。

3 結論

《計算機控制技術》課程建設課題組成員在教學改革上進行了一些有益的探索和嘗試，對教學內容的調整、教學手段和方法的改進與完善等方面進行了詳細的總結，取得了一定的效果。

【參考文獻】

[1]于海生，丁軍航，潘松峰，等.微型計算機控制技術[M].2版.清華大學出版社，2009.

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一、開展雙語教學的重要意義和必要性

一般來說，雙語教學指的是在教學過程中以外語為教學媒介來進行非英語專業課程的教學方式。雙語教學可以完成專業課程的教學任務，通過使用原版英文教材、制作英語課件、英文授課、使用英語完成作業和考核等手段來提高學生的英語聽說讀寫能力和使用英文進行交流和表達的能力。目前，比較受關注的雙語教育模式有沉浸式雙語教學模式、導入型雙語教學模式和三向分流雙語教育模式等。近些年來，我國的綜合國力得到了迅速提高，在經濟、科技、文化等方面與國際交流不斷增加。這對英語的使用和交流表達能力提出了更高的要求。為了更好地適應經濟全球化，英語的熟練掌握和靈活使用起著至關重要的作用。因此，大學學習中除了進行相應英語課程的教授外，專業課程雙語教學也勢在必行。

雙語教學有利于學生提高英語的聽說讀寫能力和交流水平。在專業課程雙語教學中既傳授了專業理論和英語語言知識，也可以通過課堂討論、專題研討等形式培養學生的語言交流能力，提高學生使用英語進行文獻查詢、問題討論的水平。這樣可以在很大程度上豐富學生的詞匯。計算機技術和互聯網技術的飛速發展使得學生獲取知識和信息的手段與速度大大提高。雙語教學中，學生可以頻繁地接觸和使用英語進行學習和交流。

二、“計算機控制技術”雙語教學的實施計劃

“計算機控制技術”是機械電子工程方向的一門重要的專業課程。涉及的教學內容豐富，難度相對較高，英語專業詞匯多。因此在準備教學輔助材料時要做到精挑細選。計算機控制技術雙語教學輔助材料的建設包括原版教材配套的講義的制作、制作與收集相關音像資料和建立與雙語教學相應的題庫。在講義中，要對原版教材的重點和難點內容進行注釋，可以讓學生更好地理解教材內容，避免因英文太難而產生厭學情緒。對書中的相關專業詞匯和術語增加中文注釋，在書后增加中英文詞匯對照表，這樣有利于學生對教學要點的理解和掌握。為了提高學生學習的積極性，應建立有利于激發學生學習主動性的試題庫。

為了適應高校教學的要求和提高專業課程的授課效果，應該采用啟發探究式的教學模式和研討式的教學方法。在教學方法上，要充分調動學生的學習熱情和積極性。在教學中，既要注重發揮傳統教學靈活性強、節奏感好的優點，又要充分利用多媒體等新興的教學手段教學形象、直觀的特點。

三、雙語教學中應該注意的一些問題

1.注重雙語教學師資力量的培養。在雙語教學中，常常會遇到這種情況，一方面，外語專業出身的教師具有較強的外語聽說讀寫能力，但欠缺理工科專業課程的知識；另一方面，部分專業課知識扎實的相關專業教師由于缺乏外語使用的環境，雖然有一定的外語基礎，卻受到外語聽和說的限制，無法勝任相關專業課程雙語教學任務。因此，要重視雙語教學教師的選拔和培養，積極引進英語水平高的年輕博士和有海外留學經歷的教師。鼓勵年輕教師積極閱讀英文文獻，撰寫英文文章，安排教師去國外進行中長期的訪學和短期的英文培訓，提高教師的英文聽說讀寫能力。

2.隨著我國社會經濟和國際化進程的不斷發展，社會對大學畢業生外語能力的要求越來越高。這就對高校理工科的雙語教學提出了更高的要求。

本文結合我院“計算機控制技術”課程雙語教學的思考，闡述了在高校理工科學生中開展雙語教學的重要意義和必要性，討論了在學院開展“計算機控制技術”課程雙語教學的實施計劃。最后結合實際教學情況闡述了進行“計算機控制技術”課程雙語教學中應該注意的一些問題。

參考文獻：

[1]孫文，姜國新.淺析高校微分方程雙語教學[J].教育教學論壇，2015（15）：271-272.

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一、集中控制到集散控制的發展

最初的計算機控制主要采用的是集中控制的工作方式，在進行一系列的包括采集信號、運算處理、信息反饋、顯示狀態等任務的過程中，均是通過工業控制計算機IPC來控制的。IPC工業控制計算機將各種參數，如，壓力、溫度、PH值等進行有效的收集，然后通過接口卡來接受經過處理而得到的信號。現在，伴隨著控制系統日益增加的復雜度，單獨的一臺計算機已經不能勝任多種信號的處理工作了，在這種情況下，分布式控制系統便應運而生，根據功能的不同，可分為上位機、下位機。上位機主要負責整體集中監視工作，下位機為分布在各現場的用于分布控制的個體。而上、下位機則通過相關的通訊互聯網進行傳遞信息工作。

通訊是集散式控制系統的中心，它作為DCS的中央神經系統。DCS系統具有可拓展性、安全性和有效性。DCS最初研發階段的瓶頸為系統開放性低。許多廠家采用封閉形式來實現經營壟斷，而不同廠家之間的信息閉塞，則成為了DCS系統發展困難的主要問題之一。

二、封閉系統到工業現場總線的發展

為了達到增強DCS系統的兼容性、開放性的目的，必須采取措施實現DCS系統網絡協議的公開化和標準化，因此就有了封閉系統到工業現場總線的發展。工業現場的總線控制系統（簡稱FCS）的主要功能就是實現數據“點到點”到“總線”的方式轉變。按照總線方式，整個控制系統有條不紊的進行運行，各種設備的工作都是一個“總線單元”，相互平行的運行，遵守公開、統一的通信協議進行綜合自動控制相關工作。FCS相比于DCS系統，更能實現順應用戶的要求，它采用的是開放式的現場總線協議，通過這種協議協調現場所有支線工作，使得維護和成本都降低。所以說，FCS系統是種互聯的、開放的分布式系統。

上個世紀80年代，現場總線技術就開始發展，其各種標準也不斷成為工業國家和廠商的爭奪焦點。現在，Profibus及CAN均是中國自動控制領域的核心。1996年，Profibus標準開始進入中國，在10年光景的推廣中，廣泛存在于我國的工業領域中。2006年，Profibus成為了我國第一個現場總線技術的國家標準。到現在為止，Profibus仍是應用最為廣泛、各種控制設備、儀表種類最為齊全的總線技術，一直是車間級的總線標準、自動化集成的首要選擇。同時，CAN是機電設備控制相關領域中應用最為廣泛的總線技術，一直是工業機械手、汽車電子、高速印刷機等控制系統的設備級的總線標準。也就是說，Profibus和CAN分別是自動化、電子工程師的首選。

三、現場控制到企業自動化的發展

EtherNet/IP即以太網工業協議，是一種以以太網的傳輸為標準的協議。目前，這個協議被三大組織所支持，即the Industrial Ethernet Association（IEA）、ControlNet International（CI）、the Opening DeviceNet Vender Association（ODVA）。以太網工業協議旨在形成一個開放式的網絡協議，以便于工業控制網絡的開放式建設。工業以太網可以定義為將商業以太網（IEEE802.3標準）在技術上實現統一、同時提升產品的器件選用、適用性、可靠性和抗干擾能力，以滿足不斷增長的工業現場需求。

控制作用要能滿足實時性，這是工業控制網絡必須遵從的原則，換句話說，傳輸信號的過程要迅速同時信號必須穩定，因此要保證滿足數據定時刷新的要求。以CSMA/CD的方式所進行的傳統以太網的傳輸，不能在電荷負荷過大的時候正常運行。工業以太網采用的是新的信息交換技術，能夠快速刷新信號，這就為以太網信號的不確定問題找到了解決方法。如，EtherNet可以達到100M、10G的傳輸速率，減少了網絡傳輸的延時問題，使得阻塞幾率大大降低。雙工星形的拓撲結構及EtherNet技術則使傳輸實時性、確定性變成了可能。

“信息化工廠”是工業以太網的技術存在意義，這里的信息化工廠指的是在信息基礎相關設施的基礎上，利用信息處理手段，將信息收集、傳輸、計算處理和綜合應用，如同在工廠中生產、管理和運營的手段一樣。可以說，工業以太網是自動化控制的核心，管理、運營等信息的傳輸都靠它。

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一、 動力傳動總成的電子控制 

動力傳動總成的電子控制主要包過發動機電子控制，變速器電子控制和動力總成的整

體控制等，

1、發動機電子控制

在計算機電子技術用于控制發動機的初期，控制的目的是為了滿足排放的嚴格要求和獲得更好的燃油經濟性。隨著排放問題的基本解決，充分利用電子技術強大的控制能力，不斷豐富汽油機控制系統的功能，充分挖掘其在動力性、經濟性方面的潛力，進而全方位地改善汽油機的性能，已經成為汽油機的主要發展方向之一。于是計算機控制在汽油機上的應用就經歷了從單一的化油器電子控制、汽油噴射控制、點火控制到全面電子控制的過程。

今天，汽油機已經進入了電子控制技術時代，用一個ECU進行以汽油噴射為主的多項控制，即所謂的集中控制，是當代汽油機控制的基本模式。隨著控制功能的不斷增加，電子控制幾乎已經滲透到汽油機的各個機構和系統，可謂無處不有。同時，除了汽油機的全面控制以外，還以此為中心加入傳動控制，向車輛整體控制的方向發展。

2、變速器 的電子控制     

    電控自動變速器的控制系統主要是計算機接收各傳感器輸送來的反映汽車和發動機運行工況的信號后，據此發出指令給換擋電磁閥和變矩器鎖止離合器電磁閥，以控制自動變速器工作。計算機除了用于控制變速器的自動換擋外，還用于全時四輪驅動傳動系統中軸間差速器的自動鎖止控制。車輛行駛時，計算機接收前后輪轉速傳感器、節氣門位置傳感器和軸間差速器控制開關的信號，根據前后輪速度的差動量來控制前后軸上轉矩的分配，以避免因差速器的差動作用，而產生車輪滑轉，車輛停駛的現象，從而提高車輛在困難道路上行駛時的通過能力。

3、動力傳動總成的整體控制

    隨著汽車計算機程度的進一步提高和微電子技術的迅速發展，CEO的控制功能也不斷增，并逐漸由單一控制向集中控制。方向發展，并可產生新的控制功能。動力傳動總成的整體控制就是這樣一個集中控制系統。這種整體控制更易于實現換擋過程中的閉環控制，提高動力傳動系統的綜合動力性能和經濟性能，不僅降低了成本，更重要的是提高了控制系統可靠性和一致性。這一方面的研究與應用越來越多，已經成為當前汽車計算機電子技術發展的一個重要方向。

    二、底盤的電子控制

    底盤的電子控制用于控制提高汽車的舒適性，安全性和動力性等。主要有主動—-半自動懸架及車高自動調節系統、制動和防滑動態性能電子控制系統、轉向控制、驅動控制和巡航控制等。 

    懸架系統控制是用來改變車身的高低和緩沖彈簧的彈力，并根據車輛的載荷及路面條件改變吸收沖擊阻尼力的大小。控制車身高度的目的是在于車輛的載荷無論怎樣變化，通過該控制系統均能使車身和底面之間始終保持設定的距離，或者汽車在高速行駛過程中，通過降低車身高度來減少空氣的氣動阻力并增強汽車在高速行駛時的穩定性。轉向系統控制用于操縱動力轉向系統轉向力。防抱死制動控制系統是用來防止汽車在制動時車輪被抱死。采用電子控制四輪防抱死制動控制系統，不僅能防止汽車在制動過程中后輪被抱死，而且還能防止用于轉向的前輪被抱死，從而使汽車行駛方向的穩定性得以增強，提高了汽車的可操縱性。電控巡航行駛系統用于汽車行駛速度的自動調節，使汽車在不踩加速踏板的情況下，能保持設定的行駛速度。防滑控制是用來防止汽車在起步和加速時驅動輪打滑。四輪轉向控制是由安裝在后懸架處，用于操縱后輪的后輪轉向機構及前輪轉向機構所組成，這樣前后四個車輪都能進行轉向操縱。目的是為了提高汽車在低速時的轉向性能及在高速行駛時的轉向能力。

三、車身系統的電子控制

車身系統的電子控制用于增強汽車的安全、舒適和方便性。車身電子控制技術的基本內容如下：

  1、儀表方面：電子轉速表、電子車速里程表、電子燃油表、多功能綜合屏幕顯示。     

    2、安全方面：電控安全氣囊、防盜警報系統、電控安全帶、電控前大燈系統、雷達防撞系統。

    3舒適方面：中央門鎖系統、電動門窗與電動天窗系統、電動座椅、電動后視鏡與電動除霜系統、汽車音像系統、自動空調系統。

    4通信與智能化方面：衛星導航與定位系統、車載電話與計算機網絡系統、安全維護與監控系統、故障自診斷系統、智能汽車與自動化高速公路。

  四、信息通信系統 

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現行的教學模式下存在的一些問題如下：偏于實際，忽略理論，將對學生深造和后續職業發展不利；偏重理論教學，難以將理論與應用結合，學生出校門卻無一技之長，無法立即服務于社會；教與學的脫節，難于調動多數學生的學習積極性。為此本文在教學實踐的基礎上，提出了從教學的組織和實驗的管理的計算機控制系統課程體系的安排，希望能得到同行的指點，共同進步。

1.課堂教學內容組織

課堂教學一直是教學的重點。首先要對課堂內容進行有機的組織。教學內容組織的原則是根據課程定位，兼顧基礎性、實用性，注重基本理論和基本方法，注重工程應用價值，舍去那些理論上先進而工程上極少應用的高級或復雜算法，舍去那些適用場合不多的硬件配置模式，整合其他的相關課程資源，依照學生的水平，重點突出，主要確保多數學生不掉隊。選定的課程四大核心內容為：以數字控制理論為主體，從連續控制引入數字控制；控制算法及其編程方法；智能控制理論的應用；典型計算機控制系統的組成結構和設計。教學環節中，教給學生學習的方法比傳授知識更重要。教學中主要注意以下問題：

1.1在討論式教學中學會問問題

學習中最重要的就是學會思考，帶著問題來思考，是最重要的學習原則。在課堂上要盡量多提一些問題，注意將問題的來龍去脈說清楚，有些自我解答，有些找學生解答，有些則留給學生課后思考，下次上課時，利用較短的時間進行總結和討論。

1.2培養興趣，找到樂趣

“興趣是最好的老師”。有了興趣和樂趣，就能夠忙而不累，樂而忘憂，就容易產生靈感，事半功倍。

1.3勤于動手，善于轉化

要多給學生動手，以便能把知識轉化為動手能力。這一點會由于不同學生差別很大，因此不同層次的學生要用實驗室的時間不同。

1.4學會綜合

要解決實際問題，靠哪一項單科知識都是不夠的，靠的是綜合后的知識。本課程的特點之一就是綜合，包括多門已學課程的知識綜合，理論與實踐的綜合，硬件與軟件的綜合等等。所以要在課程學習中注重綜合。

教學可以和縱向科研聯合，將科研成果轉化成專業教學內容和教學設備，形成鮮明的專業教學特色，可以大大激發學生的學習興趣。教學也可以和橫向項目相聯合，建設校企產學研合作實踐基地，促成教學與生產的結合，校企雙方優勢互補、資源互用，是促進科技發展，培養專門人才的重要途徑。

2.實驗的設計和管理

傳統的以課堂講授為主、實驗為輔的教學模式存在嚴重的缺陷。因為所開設的實驗多數是驗證型實驗，所有的實驗對象都已經封裝好，學生只需要插線聯接，很快就可以獲得實驗結果。學生盡管完成了實驗，但無法真正將各門課程所學的內容融會貫通；更重要的是與實際工作中的設計過程差別甚遠。

為此，采用了實驗教學與理論教學并行的教學模式。學生的實驗針對課堂上所設立的控制系統進行，如電阻爐溫度控制系統。首先，利用兩個學時在課堂上講解整個系統的功能、組成和工作過程；在學生對整個計算機控制系統有了初步認識以后，在實驗室演示已設計好的控制系統，向學生細致說明理論內容與實物的對應關系，如計算機、加熱元件、接口電路、出發電路、檢測元件和執行機構等，再結合實物和學生討論設計方案及他們所提出的問題。然后，學生將自己的設計方案帶到實驗室去驗證。最后是同學們對自己所設計的系統進行調試和優化。

通過系統級—元件級的循環過程，同學們不僅對計算機控制系統課程的核心思想有了深刻的理解，而且親身體驗了實際產品設計的全過程，也充分認識到實踐操作的重要性，感受到設計成功的喜悅，大大激發了繼續學習的興趣。除了基礎實驗，按照從淺入深設計了四個綜合實驗：

2.1數字控制算法模塊化

根據課程教學內容，采用C語言對各類數字控制算法（包括：PID算法及其變形、數字濾波算法、最少拍算法、達林算法、狀態觀測器算法等）按照模塊化設計思想進行編程開發，以方便系統使用。

2.2溫度閉環數字控制系統

用簡易電加熱溫度控制箱與微機實驗箱構成一個溫度閉環控制系統，由學生按照自己設計的控制方案進行系統硬件的連接和配置，同時從控制算法模塊中選擇需要的算法，通過調整控制器參數以及外部擾動條件，觀察系統的運行情況。

2.3步進電機數字閉環控制系統

用小型直流步進電機隨動裝置與微機實驗箱構成一個步進電機閉環控制系統，由學生按照實驗設計的控制方案進行系統硬件的連接和配置，同時從控制算法模塊中選擇需要的算法組態控制系統，通過施加外部擾動，觀察系統的運行情況，并做實時記錄分析。

2.4帶上位監控的數字閉環控制系統

在數字閉環控制系統實現的基礎上，可考慮開發帶上位監控功能的在線閉環系統。通過該監控軟件平臺，可實現對系統控制算法的組態、控制器參數的調整和定值的修改等，同時要開發一些運行監控畫面，包括系統工藝圖、運行參數實時趨勢曲線、報警畫面和參數一覽畫面等。使學生可根據自己的設計方案，通過該平臺系統靈活的調整控制算法和對系統運行監控。該課程的實驗內容更加符合快速發展的計算機工程控制技術要求，使學生走上工作崗位后能夠盡快地適應實際工作。

3.結語

最佳教學效果的取得，需要依據生源情況因材施教，課堂教學之外，教學的管理也很關鍵，實驗教學，作業情況，答辯和最終考核都需要認真執行才能達到效果，避免流于形式。不過帶來的問題是：對教師投入的精力要求較多。另一方面，實驗室還沒有實現全開放，學生自由實驗受到資源和時間的限制。因此，還有必要探究更加合理的教學過程，改進教學手段，以達到該門課程教學效果的最優化。

【參考文獻】

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一、計算機控制系統概述

計算機控制系統的組成計算機控制系統由硬件和軟件兩大部分組成。而一個完整的計算機控制系統應由下列幾部分組成：被控對象、主機、外部設備、外圍設備、自動化儀表和軟件系統。

1、硬件部分

硬件部分用于一般數值計算和信息處理的計算機稱為通用計算機（簡韻；通用機）。用于工業生產過程控制的計算機稱為工業控制計算機（簡稱控制機）。通用機由主機和外部設備組成，主機包括運算器、控制器和主存貯器（俗稱內存貯器）；外部設備包括輸入設備、輸出設備和外部存貯器，如鍵盤、CRT顯示器、打印機、磁帶和磁盤等，起著人機聯系和擴展主機存貯能力的作用。它們是主機正常工作和人們使用主機所必需的設備。‘通用機主要是同使用機器的人交流信息，控制機除了同人交流信息外，要自動地控制生產過程，它還必須與被控制的對象直接交流信息。這是控制機與通用機根本不同的地方。為此，控制機必須具備直接從生產過程獲取信息，經過主機加工處理后，把控制信息饋送給生產過程的能力。這種能力表現在主機與被控對象之間直接進行信息的變換和傳遞上，具有這種能力的設備稱為生產過程通道。相對于外部設備，通常把生產過程通道稱為主機的外圍設備。因此，可以簡單地說，通用計算機由主機和外部設備組成；控制計算機由通用計算機與外圍設備組成。

2、軟件部分

軟件系統是控制機不可缺少的重要組成部分。只有在適當的軟件系統支持下，控制視才能按設計的要求正常地工作。控制機的軟件系統包括系統軟件和應用軟件兩大類。系統軟件是用于計算機系統內部的各種資源管理、信息處理相對外進行聯系及提供服務的軟件。例如操作系統、監控程序、語言加工系統和診斷程序等。應用軟件是用來使被控對象正常運行的控制程序、控制策略及其相應的服務程序。例如過程監視程序、過程控制程序和公用服務程序等。應用軟件是在系統軟件的支持下編制完成的，它隨被控對象的特性和控制要求不同而異。通常應用軟件由用戶根據需要自行開發。隨著計算機過程控制技術的日趨成熟，應用軟件正向標準化、模塊化的方向發展。標準的基本控制模塊由制造廠家提供給用戶，用戶只需根據控制的要求，經過簡單的組態過程即可生成滿足具體要求的專用應用軟件，大大方便了用戶，縮短了應用軟件的開發周期。提高了應用軟件的可靠性。

二、計算機控制系統的特點

由于計算機本身的特點，計算機控制系統與一般常規的調節系統相比，具有以下特點。

精度高：通過多字長的數值運算，可以實現常規調節器難以達到的控制精度，而且不存在零點漂移、熱噪聲及元件老化對控制精度的影響。

計算機具有分時處理能力。一臺計算機（嚴格說是一個CPU）可以對多個控制回路進行控制。

計算機具有很強的貯存和邏輯判斷能力，能夠根據生產環境的變化，及時作出判斷，選擇最合理的控制對策；可以實現復雜的控制規律，以達到理想的控制效果。

使用方便靈活。計算機的控制功能是通過硬件和軟件共同實現的。在不增加硬件的情況下，可以通過修改軟件來改變控制方案和控制機的功能。

計算機除了能實現控制功能以外，還可以同時實現對生產過程的管理，如生產計劃調度，經濟核算等。

三、計算機控制系統的設計過程

計算機控制系統的軟、硬件結構將根據不同的對象有所不同，但系統設計的步驟大體上相同，一般包括以下幾方面。

1、確定控制任務

進行系統設計之前，首先要對控制對象進行深入調查、分析，熟悉工藝流程，了解具體的控制要求，確定系統所要完成的任務，包括系統要實現的功能、控制速度、控制精度、現場環境、完成設計的時間要求等。根據這些任務寫好設計任務說明書，作為整個控制系統設計的依據。

2、系統的總體方案設計

根據系統設計任務書進行總體方案設計。選擇系統的軟、硬件組成方式根據系統的價格和時間要求，選擇適當的方式組成系統。在時間要求比較緊的情況下，盡量選購現成的軟、硬件系統進行組合；而在經費緊張的情況下可以考慮自己設計電路模塊。值得注意的是，軟、硬件工作比例的劃分也將對系統的價格和實現時間產生重要的影響。

系統的總體方案設計大概包括選擇微處理器、確定存儲器容量、選擇外圍接口電路、選擇傳感器、選擇軟件開發環境、硬件設計及調試六個基本內容。

3、軟件設計

軟件設計要根據系統總的設計要求，確定軟件所要完成的各種功能及完成這些功能的邏輯和時序關系，并用軟件流程圖表述出來。按軟件流程圖中不同的功能，分別設計相應的軟件功能模塊。如模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、數據處理模塊、通訊模塊和鍵盤處理模塊等。每一種模塊都可以單獨進行調試，各種模塊分別調試好后，再按流程圖邏輯和時序關系將他們正確組合、連接、調試。

4、現場安裝調試

首先要按工藝流程圖將系統正確安裝，然后對系統進行粗調和精確調試，根據實際對象確定各種控制參數，調整顯示值或保存數據等。硬件調試和軟件調試都可以在實驗室環境下用對現場情況進行模擬的方式進行，并進行必要的聯合調試工作，半實物仿真是系統調試的雖要基礎，而最終的系統級調試要在現場完成。

5、建立完整的技術檔案

在進行系統的設計、安裝和調試的時候，要為相應的部分建立完整的技術檔案并存檔保管。這些技術檔案包括各種軟件清單、注釋、硬件圖紙、元件清單及系統安裝工藝圖及說明等。完整的技術檔案是使系統具有可維護性、可升級性的前提及保證。

四、計算機控制系統的發展趨勢

DCS和工業控制計算機技術正在相互滲透發展，并擴大各自的應用領域。原來一般流程工業的控制多選用集散型控制系統（DCS ），離散型制造業的控制多采用可編程控制器（PLC）。隨著DCS和PLC相互滲透發展繼而擴大自己的應用領域，將出現DCS和PLC融合于一體的集成過程控制系統。

工業控制網絡將向有線和無線相結合的方向發展。計算機網絡技術、無線技術以及智能傳感器技術的結合，產生了基于無線技術的網絡化智能傳感器。這種基于無線技術的網絡化智能傳感器使得工業現場的數據能夠通過無線鏈路直接在網絡上傳輸、和共享。

工業控制軟件己向組態化方向發展，工業控制軟件主要包括人機界面軟件、控制軟件以及生產管理軟件等。目前，我國已開發出一批具有自主知識產權的實時監控軟件平臺、先進控制軟件、過程優化控制軟件等成套應用軟件。

五、結語：

計算機控制就是用計算機對一個動態對象或過程進行控制。在計算機控制系統中，用計算機代替自動控制系統中的常規控制設備，對動態系統進行調節和控制，這是對自動控制系統所使用的技術裝備的一種革新。這一革新，改變了自動控制系統的結構，也導致對這類系統的分析和設計發生較多的變化。

參考文獻：

[1]耿宏偉，《計算機控制技術》實踐系統的研制[J]. 中國自動化教育學術年會論文集，1994

[2]于海生，《計算機控制技術》  [M]. 機械工業出版社，2007

篇9

一、課程定位與特點分析

“計算機控制技術”課程是自動化專業、電氣工程及其自動化專業的限選課程。計算機控制技術的應用領域非常廣泛，在航空、航天，以及與現代日常生活相關的工業、農業、醫學等領域都起到了至關重要的作用。經過對課程的學習，學生應該掌握計算機控制系統的發展歷程及應用領域，計算機控制系統的具體組成部分以及各部分的功能，學會計算機控制系統的分析方法，以及相對簡單的軟件、硬件的設計與實現過程，了解計算機控制系統的工作原理。

本課程旨在培養學生掌握微型計算機控制的基本概念，以及微型計算機控制系統的基本分析方法和設計方法。課程要求學生從理論上掌握計算機控制系統的基本原理及應用；而教師要為學生提供有效的分析，培養學生掌握設計計算機控制系統所需的知識、洞察力和理解力。學生在實踐過程中要學會利用計算機技術解決控制系統中的實際問題，通過對該課程的學習，今后能獨立承擔和開展計算機控制系統方面的研究工作。

二、課程的教學改革

“計算機控制技術”課程以培養應用開發能力為目標，不斷更新課程體系，從而確保教學內容的實用性和先進性，其主要特色與創新如下：

1.摒棄了傳統的教學模式，采用項目驅動式教學。新課程采用項目驅動式教學，每一章節都設置一個驅動項目，教師組織學生自行分組、分工，制訂設計方案。學生每一節課都帶著問題、圍繞項目學習所需知識，不斷提高實踐能力。

2.課程教學與課外科技活動緊密結合、相互促進。基于計算機控制技術課程的特點及其在電子產品設計中的重要作用，新課程將課程教學與大學生科技創新競賽、全國大學生電子設計競賽、飛思卡爾智能車競賽等多項賽事結合，大力開展第二課堂，延伸教學范圍，組織科技創新小組，提高利用單片機進行自動化系統及電子系統的開發和設計能力，以此激發學生的創新意識，鍛煉其動手實踐能力。

3.改革教學手段，增強教學效果。傳統的教學方法是教師進行書面知識的傳授，在黑板上寫板書，學生只是進行信息的接收。這種教學方法并不能取得較好的教學效果。因此，要想切實提高教學質量，就需要改革教學手段。教學手段是否有效將直接影響學生對知識的理解和掌握。在學校的大力支持下，我校教師在教學過程中采用了多種現代教學手段。例如，在教學過程中使用多媒體課件進行計算機控制系統的教學和展示，利用三維動畫制作技術和模擬仿真技術展示教學內容。通過一段時間的檢驗，筆者發現改進的教學手段不但顯著提高了教學質量，還可以直觀展示課本上難以理解的教學內容。我校設有專門的計算機控制技術實驗室，共有32臺THSSC-4型實驗臺。根據教材章節，課程設置了8個實驗課題，穿插在理論教學過程中，學生能夠在實踐中鞏固所學的理論知識。學生通過這種方式提升了動手能力，為今后的就業打下了基礎。

三、課程考核方式的改革

傳統的考核方法采用期末考試的方式，學生僅僅是考試的工具，并沒有有效掌握平時上課的重點與方法。而科學的考核方法不僅需要激發學生平時上課學習的熱情，還要真實反映學生的綜合能力。考核方法除了最終的期末考試，還應該包括平時成績（習題作業、課堂小測驗、課堂提問、課堂討論、課外作業、實驗）。筆者經過實踐，總結出比較合理的權重分配，即平時成績占30%，期末考試占70%。通過這一改革，教學質量和學生的上課積極性都有了顯著提高。

四、總結

“計算機控制技術”課程涉及的科目種類繁多，具有專業性強、內容更新快等特點。在學校組織的教學方法研究與改革過程中，教師對本課程的特點進行了一系列的創新與研究，最終取得了很好的效果。教師充分利用上課時間進行知識的傳授與講解。課程改革一方面提高了學生的積極性，另一方面增強了學生的動手實踐能力，使教學效果得到了提升。

參考文獻：

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《計算機控制技術》是一門涉及微電子技術、傳感器與檢測技術、通信技術等多學科交叉的課程，通過該課程的學習，使學生更好的將嵌入式技術（ARM/單片機）、可編程控制技術（PLC）、通訊網絡技術以及電氣自動化技術有機的結合起來，實現工業生產技術的精密化、設備的信息化、過程的自動化和控制的最佳化，因此，為了滿足國家對高校創新型應用人才的要求，本文在實踐教學的基礎上對《計算機控制技術》課程教學進行了一些新的探索，并取得了一定的效果[1]。

2、《計算機控制技術》教學現狀分析

2.1教材的設計不夠科學

眼睛是心靈之窗，書則是心靈之門。一本好書不僅能讓我們獲取很多有價值的信息，而且能讓我們少走不少彎路，因此好書有用，然而現實中學生采用的《計算機控制技術》教材不但書本的內容冗余復雜，而且層次雜亂無章，書本的很多章節幾乎一個模式的介紹概念、組成和分類，而很少突出工程的運用，因此學生常在理論學習中丈二和尚摸不到頭腦，覺得學無所用，課堂內容單調無味。

2.2 缺乏和理論相適應的實踐教學

《計算機控制技術》屬于工科自動化專業，單靠課堂的理論教學往往達不到理想的效果，必須讓學生參加一定的實踐操作來鞏固所學理論，例如在介紹單片機技術的時候，學生只有通過實物的選材和連接、軟件的設計和程序的調試方能提升學生的學習興趣，讓他們在自己的作品中感受知識的魅力，因此學校也需加強硬件設施的建設[2]。

2.3 教師的授課模式單一

目前，學校大部分教師都是剛從高校畢業就直接進入課堂，其實驗基礎和實踐操作相對缺乏，而對于電氣自動化專業來說，純理論教學將不能有效展示學科的內涵，更不能很好的激發學生的興趣，因此加強工科教師的實踐培訓或通過校企結合直接引入企業高工進入課堂教學相當必要，另外教師也可以采用網絡教學和多媒體教學來增加授課的質量[3]。

2.4 學生的激勵機制不夠健全

通過單一的考試方式來衡量學生的學習水準很難激起學生的學習激情，現在得信息比較發達，很多學生知道社會需要什么樣的人才，學校的考試往往不是企業考核人才的標準，因此很多學生不再單純的為了滿足學校的考核而放棄所謂“自己的發展”，然而“成績”好的學生也常常是學校表揚的對象，因此，很多學生在很大程度上挫傷了學習的積極性，顯露出學無所需、學無所用的表情。

2.5學生的迷惑不能有效的排解

《計算機控制技術》課程的理論教學并不復雜，然而在實際的操作中各種問題將會油然而生，如果不能及時有效的解決遇到的問題，學生的知識層面很難上升，甚至停滯不前，那么如何及時的為學生排憂解難呢？很多人的目光都會轉向老師，其實不然，加強學生之間的相互幫助更為關鍵，因為高校教師并非和學生天天住在一起，因此，創造良好的“良性競爭，互助發展”的學習環境對專業教師來說才是主要任務，正所謂“三人行，必有我師焉，則其善者而從之，其不善者而改之”。

3、《計算機控制技術》創新型教學探索

作為該門課程的專業教師，首先要加強教材的研究，根據獨立學院學生的知識結構和課堂接受能力，挑選或設計出以提高學生學習效率和增強學生學習興趣為宗旨的新教材，其次，通過參加大型電子電氣設計大賽等實踐活動，培養學生自我學習、探索和創新的能力，同時結合《計算機控制技術》這門課程的本身特點做了以下幾個方面的教學探索[4]。

3.1 教師更新教學理念

堅定以學生的發展做為教學出發點，培養學生自我學習的能力，讓學生明白社會的發展結合課程需要學什么？如何來學？從啟發式教學中讓學生明白自己是學習的主人，老師是起輔導作用，另外通過鼓勵式教學不斷提升了學生的綜合素質，樹立正確的人生觀、價值觀和道德觀，同時建立寬松、和諧的學習環境，讓師生在互動中促發展。

3.2 創造寬松的課堂教學氛圍，

多次教學實踐表明，學生只有在寬松的學習環境下才具有較好的心理安全和心理自由，擁有活躍的創造性思維，以《計算機控制技術》課程教學為例，每次上課前通過示意友好的表情給學生營造一些期待，讓學生在鼓舞中親其師，信其道，同時在講授專業理論知識時，不妨將實踐引入課堂，通過實驗的方式讓學生明白知識的學有所用，為了增強學生的創新型探索思維，在課堂上通過學分獎勵或比較教育的方式讓學生獲取優越感，創造積極進取的課堂氛圍。

3.3上課前教師做好充分的準備工作

俗話說：“凡事預則立，不預則廢”，教師的課前準備工作對課堂的活躍性非常重要，通過課前書本內和書本外的認真備課，教師方能把握知識的整體脈絡和核心內容，課堂上才能有的放矢的給學生起到方向引導作用，當然有效的備課并非事無巨細，而是因勢利導。

3.4 轉變傳統的教學方式和學生的考核機制

在《計算機控制技術》教學中教師通過尋求新的教學思路和方法，一改傳統的教師循規蹈矩的教，學生死板的聽的課堂格局，教師根據教材的內容和結構設計出一些新穎的教學方法，諸于項目式教學，通過現實的項目讓學生更有效的把握課堂的核心內容，積極探索課堂的相關知識，避免華而不實的濫竽充數；另外，在學生的期末考評中增加能調動學生積極性的實踐考評以及作業考評等，充分發揮學生的內在潛質，讓學生感受付出后得到的快樂[5]。

4、結束語

知之者不如好之者，好之者不如樂之者，因此，教師的任務不單是教會學生知識，更重要的是讓學生增加學習的方法和興趣，自樂于知識，通過《計算機控制技術》課程的創新型教學探索，課程教學取得了良好的效果，首先教師在提高業務水平的同時還豐富了專業的內涵，寓教于學中受益匪淺；其次，學生在理論和實踐相結合中體味到學習的興趣，在良性的環境中養成良好的學習習慣；再次，學生每次設計參賽的優異成績為學校贏得較好的口碑，為學校的發展添磚加瓦。

【參考文獻】

[1]王建華，計算機控制技術[M]，高等教育出版社，2009(11)：2-9.

[2]鄭偉，徐洪澤，理論課程轉變為實踐課程的探索［J］，高等工程研究，2004(3)：87-88.

[3]楊福家，大學的使命與大學生的責任［N］，文匯報，2006：08－16.

[4]李大中，王炳謙.基于工程的計算機控制系統課程實驗的改革構想[J]，中國電力教育2007，（3）

[5]楊春生，孫琴，吳偉， 創新型工程應用本科人才培養新模式探索[J]，江蘇高教，2010(1)：82-84.

【作者簡介】

篇11

計算機控制技術是電氣工程及其自動化專業重要的專業技術課程之一。本課程的任務是培養學生掌握計算機控制的基本概念，掌握計算機控制系統的基本分析方法和設計方法，使學生從理論上掌握計算機控制系統的基本原理及應用，使學生具備有效地分析和設計計算機控制系統所需的必要的知識、洞察力和理解力。它融合了計算機技術、控制理論、計算機通信等多種技術，以計算機在系統控制中的應用為中心，以計算機控制系統為主線，涉及控制系統硬件、軟件、系統分析和應用等方面的問題，因此計算機控制技術是一門理論性和實踐性都很強的專業課程。

但是，從近幾年的教學效果來看，通過本課程的學習，學生能夠很好地掌握計算機控制系統的相關理論，但是無法很好地完成面向實際應用的計算機控制系統的設計。計算機控制技術課程兼具理論性和實踐性，在教學過程中，必須將課堂理論教學與實踐教學有機結合，培養學生分析和解決實際問題的能力。因此對計算機控制技術課程教學方法的改革進行研究、探索和實踐是十分必要的。

一、計算機控制技術課程分析

計算機控制技術是模擬電路、數字電路、單片機原理、自動控制原理以及計算機技術等前期課程的再次綜合與進一步升華，學習難度較大，特別是在基礎薄弱的情況下，學習該課程就顯得更為吃力。由于該課程的理論性和實踐性都很強，傳統的授課方式過于偏重理論教學，難以將理論與應用結合。傳統方式授課時仍以數字控制理論為主體，在理論的應用中介紹微機控制方式及其具體實現，減少了計算機與實際控制系統結合的內容，這種方式與培養應用型專業人才的目標相距甚遠。最為明顯的后果是學生走上工作崗位后，所學的知識在具體生產應用中很難適應實際的生產實踐。

計算機控制課程具有如下特點：1.應用性強。計算機控制技術在十分廣泛的領域內獲得越來越多的應用，在新型工業化中起著不可缺少的重要作用。2.更新性強。隨著計算機技術和自動控制理論的不斷發展，其教學內容也不斷更新。3.綜合性強。涉及電子技術、自動控制理論、過程控制、微型計算機原理與應用等多方面的知識，綜合了許多的基礎理論和前期課程。4.實踐性強。本課程是典型的需要理論聯系實際，要求學生理論分析、系統設計和實驗實現三位一體，培養學生科學、技術與工程一體化的意識和能力的課程。

二、計算機控制技術教學中存在的問題

通過對省內多所開設有計算機控制技術課程的理工類和綜合類本科院校的教學過程和教學效果進行調研，發現以下問題：計算機控制技術的教學過程仍是以教師為主體的傳統授課方式，老師授課學生聽講；課內實驗大多為驗證型實驗，學生發揮自主能動性的機會很少，造成了學生的實踐能力和綜合素質培養不夠，學習效果不佳。

分析造成此種結果的原因，主要有以下幾個方面：1.教師方面：教師的授課重點更多地放在了理論知識的傳授上，而對于知識的實際運用比如系統設計中的團隊合作等往往被放在了次要的位置；2.教材方面：大多數教材在設計中以控制系統各組成部分的介紹和理論推導為主，實際的案例很少，針對案例的分析和講解更少，對學生實際應用能力的培養很難起到明顯的作用；3.課程安排方面：理論課和實驗實踐學時差別較大，實驗內容同實際工程應用相脫離，使得學生難以在實驗實踐環節中得到實際的工程經驗；4.考核方面：以出勤、作業成績和考試成績評價學生的學習效果，沒有對學生的應用能力和實踐能力進行考核，導致大部分學生不重視實驗實踐教學環節。

三、計算機控制技術教學方法改革的研究與探索

我們通過廣泛調研兄弟院校、畢業生用人單位的培養經驗和反饋信息，在深入分析現在計算機控制技術課程教學過程中存在的不足之處的基礎上，提出以下改革方案：基于系統工程理論，加強計算機控制系統課程設計和創新實踐環節，同步提升學生的理論水平和實踐動手能力；同時，將“卓越工程師培養計劃”的理念引入計算機控制技術的教學中，以提高學生“學以致用”的綜合素質和動手能力，為國家培養出適應新環境的高素質的，具有創新思維、創新能力的綜合性應用型人才。

（一）基于系統工程理論，培養學生的系統觀念

系統觀念的建立是工業自動化專業學生所應達到的最終培養目標之一，需要教師在傳授知識的過程中潛移默化地教導學生，使其從思想上重視系統理論，自覺地在日常學習中樹立系統觀念。系統觀念的樹立應該從多方面入手進行指導，包括指導學生系統地看待問題，教育學生系統地思考問題，指導學生系統地解決問題。計算機控制技術課程教學本身就是一個系統工程，它和多門專業基礎課息息相關，比如電路，電子技術，單片機技術等，還和多門專業課相關，比如自動控制原理，電力電子技術等。因此需要從相關的專業基礎課開始進行系統的專業知識培養，循序漸進、潛移默化地進行系統觀念的培養。在這個系統工程中，教師不僅是計算機控制系統的理論技術知識的傳授者，更重要的是還要充當學生系統觀念培養的引路人。要將控制系統的思想內核及方法應用到計算機控制技術的教學實踐中，用系統方法論對該課程的理論和實踐教學進行改革研究，從而達到使該課程的教學系統工程最優化的目的。計算機控制技術是一門高度綜合的課程，是元件與系統的結合，硬件與軟件的結合，強電與弱電的結合，算法研究與程序實現的結合。因此，我們在教學組織上要通過對這四個結合的論述和理解，使學生樹立系統設計的協調意識和全局優化意識，提高學生用科學的方法論指導課程學習的自覺性。

（二）加強課程設計環節，做到“三有、兩嚴、一寬”

專業課程設計是計算機控制技術教學過程中培養學生系統觀念的重要環節之一，它要求學生在此過程中必須運用系統論的方法，系統地看待和分析問題，系統地思考和解決問題。為了系統地訓練學生綜合運用所學知識解決本專業方向的實際問題的能力，我們采用了如下措施。首先為了保證時間的充裕性，將計算機控制技術課程設計時間定為6周。其次要做好前期準備工作，教師需要先把計算機控制技術課程設計的要求知會每一位學生，這些要求分布在任務書和指導書中。學生要認真閱讀和領會任務書和指導書的內容，做到心中有數，以便能夠在接下來的工作中系統地分析設計任務。分析任務的步驟完成后，學生將會依據自身條件在網絡上或者圖書館內查閱相關專業技術資料，系統地了解實際系統的組成、原理和設計過程，系統地思考解決問題的方法。然后教師會根據學生對課題的了解情況合理地分組，一般是5人分為1個小組，小組內選出小組長一名，負責課程設計工作的總體安排和協調。要求每個小組在課程設計的各個階段均需撰寫相應的設計進展報告，以便教師能夠根據各組的進展情況有針對性地進行指導。最后是課程設計的總體評價機制，我們會綜合考慮學生在課程設計中的表現，如日常出勤、報告撰寫、實際作品的運行情況、程序編寫的合理性和效率、最后答辯表現等因素，最終綜合評定課程設計總成績。答辯環節是計算機控制技術課程設計中非常重要的一環，它不但能夠有效地檢驗學生設計任務的完成情況，而且能夠便于教師發現學生在過程中存在的薄弱環節。通過對每個學生在答辯過程中體現出的問題進行總結，就能夠在今后的課程設計中有針對性地進行改進，從而達到提高教學效果和效率的目的。

在課程設計的實際操作中，教師要做到“三有、兩嚴、一寬”。“三有”即有指導性的時間和內容的安排計劃；有加強能力培養的具體目標；有切實可行的操作規程，保證把能力培養落到實處。“兩嚴”即嚴格要求學生自己動手設計方案和調試；嚴格驗收檢查。“一寬”即為學生創造寬松的學習氛圍。

（三）重視課程實踐教學，提高學生學習興趣

課程實踐教學是對傳統實驗教學的補充和升級，傳統的實驗教學是在現成的實驗設備上完成既定的測試和設計，其內容和步驟都已限定，學生自由發揮的余地較小。針對課程實踐教學的目標，我們擬以單片機為控制器，融合Matlab、Protel及Protues等軟件完成計算機控制系統的課程實踐。利用Matlab軟件設計仿真方案，完成數字控制器的仿真設計和參數選擇；利用Proteus和Keil軟件設計計算機控制系統的硬件仿真系統，使學生在選擇微處理器、A / D轉換器、D / A轉換器以及其他典型元器件時有了更多的自主性；軟件仿真和硬件仿真全部通過后即可進入系統的實質性實現階段，學生通過Protel軟件繪制電路原理圖和PCB圖，自己制版，焊接，下載程序直至軟硬件調試成功。實踐教學的改進，大大提高了學生的學習興趣。

四、結論

本文針對目前計算機控制技術教學過程中普遍存在的問題，以適應電氣工程專業應用型人才培養為目標，結合本地區經濟的發展特點與我校該專業的實際條件，通過廣泛調研兄弟院校、畢業生用人單位的培養經驗和反饋信息，對計算機控制技術專業課程體系進行了改革與實踐，構建了適應新環境條件下的新的教學理念和教學方法。主要創新點包括：提出了基于系統工程理論，培養學生的系統觀念；進行課程設計改革，做到“三有、兩嚴、一寬”。

計算機控制技術課程改革方案實施后，學生的理論水平和實踐動手能力有明顯提高，使我校的畢業生就業競爭力大大加強，從而為更好地培養電氣工程復合型技術人才打造了科學的平臺，也為其他高校尤其是應用型二本地方院校人才培養提供了理論依據和參考價值。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李云霞，康波，鄒見效.計算機控制系統教學改革思路和實踐[J].實驗科學與技術，2012（2）：70-72.

[2] 溫淑慧.計算機控制技術實驗教學改革初探[J].教學研究，2010（6）：59-61.

篇12

古語有云“大樹底下好乘涼”，這也深刻說明了林業在社會生活中的重要地位。當前林業工程的發展最重要的是資源調配，資源利用，資源蓄積，而這些都需要計算機控制技術來輔助，當前，完善的林業信息管理系統和決策系統已經初步落成，可靠的計算機控制軟件不斷更新，給林業工程送去了簡化和高效，使林業工程的管理技術和研究手段都發生了巨大變化。

一、我國林業工程的特點

1、林業及林業工程

說到林業，我們一定會想到大山密林吧！誰會在意整齊有秩初入沃土的小小樹苗呢？它們的朝氣也不輸參天大樹吧！林業的腳步不止在綠化和山水間吧！經濟的需求也是林業的重要組成部分，林業工程也是應市場需求而生吧！當然林業的發展更依賴社會建設，只有良性的林業發展才會對社會起到中流砥柱的作用。林業工程是以森林資源的高效利用和可持續發展為目的，研究森林資源的撫育、開發利用和林產品加工等。林業工程雖然是一個綜合性的傳統領域，但是隨著信息技術、電子技術、自動化技術、材料科學等的迅速發展和滲透，它的研究專業化水平也必將得到提高。

2、我國的林業工程及特點

在我國的林業“六大”生態工程中，“天然林保護工程” 是我國林業的一號工程，投資最大，見效慢；“退耕還林還草工程”是我國林業建設史上涉及面最廣、政策性最強、群眾參與度最高的生態環境建設工程；“‘三北’和長江中下游地區等防護林體系建設工程”是我國涵蓋面最大、內容最豐富的防護林體系工程；“京津風沙源治理工程”是首都乃至中國的“形象工程”，也是環京生態圈建設的主體工程 ；“野生動植物保護及自然保護區建設工程”是一個面向未來，著眼長遠，具有多項戰略意義的生態保護工程。“速生豐產林基地建設工程”是我國林業產業體系建設的骨干工程，也是增強林業實力的“希望工程”。

“六大” 林業重點工程的意義在于發揮森林作為“大自然總調度室”的作用，同時提高我國森林資源的蓄積量，滿足國民經濟各部門對森林資源的需求。

當然林業工程管理的實現離不開計算機控制技術的支持，林業工程中涉及的海量信息、圖像數據和加工制造，都需要數據處理和輔助設計軟件，圖像采集與數據分析更需要各種數據模型方法支持，歷史數據的甄選刪除工作更需要專家系統的處理。前不久在加拿大發生的大型火災讓林業資源和環境遭受了巨大的損失，深刻說明了深林防火的重要，林業工程管理的重要。

二、計算機控制技術

1、計算機控制技術的特點

計算機技術與控制應用的結合，將電子技術、自動控制和應用開發技術引向智能化和專業化，鞏固了控制管理的核心地位。計算機控制技術很好的將可編程技術、嵌入式技術和網絡技術結合起來，為控制需求服務。控制技術的應用很好的提升了生產的精度和速度，信息化生產漸漸成為企業加工的主流，生產過程的自動化程度已遠遠超過預期。如機器織布機制作出的印花，已完全替代了人工，當然傳統特色性加工的發展依然很受市場歡迎。

2、計算機控制技術的工作原理

計算機控制技術根據其系統的工作特點可以分為：操作指導系統、直接數字控制系統、計算機監督系統、集散控制系統和嵌入式系統。其工作原理為：

1） 進行實時的數據采集，把來自測量變送裝置的被控制量的瞬間值進行檢測和輸入。

2） 對數據進行控制決策，把采集到的被控制量進行分析和處理，并按已定的控制規則決定將要使用的控制行為。

3） 注意實時的控制輸入，依照控制決策，實時的對執行機構發出控制信號，指導完成控制任務。

3、計算機控制系統的分類

第一，計算機控制首先要有中央處理器，中央處理器可以實現對采集數據的運算和調配。如溫度、壓力和留速等數據信息的收集、錄入、歸類、計算、分析、評判和指令設置等，可以通過視頻顯示設備將關鍵信息和處理過程顯示出來，需要時可以對所需信息進行處理，給操作人員提供設計改進思路和檢測跟蹤信息。

第二，直接數字控制系統，它是利用 1 臺計算機對 1 個或多個參數進行檢測，并將檢測結果與給定值比較，然后按照之前規定的控制規律進行計算，并將控制量通過接口直接去控制執行機構，對被控對象進行控制。計算機直接控制生產過程。此系統的特點是靈活性大，可靠性高，可實現復雜的控制規律。缺點是危險集中。

第三，監督控制系統，它屬于兩級控制系統。上位機是監督計算機，面向被控對象的下位機可以是 DDC 系統或模擬調節器。監督計算機的主要任務是采集現場信息，根據數學模型進行最優控制和其它復雜的控制，指揮下位機工作，并可調整下位機的設定值，向操作人員發出操作指示。

三、在林業工程中的作用

1、對林業工程的監測與控制

計算機監測的具體內容為現場數據的采集和保存，它主要的監測對象是試驗和生產過程中需要的數據。計算機控制技術中的過程控制是指使用計算機對林業工程生產工藝過程中的溫度、濕度、重量、電壓、濃度、水壓等物理用量和化學用量進行控制。

2、對森林資源的管理

在林業工程林地管理的工作中，對于各種侵入、占用林地的行為，我們可以使用計算機控制技術進行準確的定位、測量，計算出面積。然后再把遙感技術采集到的數據輸入計算機中，就可以馬上繪制出被侵入、占用林地的準確位置、面積和圖形。

3、有助于林業工程的繪圖

傳統的林業用圖都是手工繪制出來的，繪制過程復雜、難度大，圖的精確度、 標準度以及規范度難以保證，并且十分不利于檢驗和修改。以計算機和有關圖像圖形輸出設備為工具，配合使用 GPS 技術、遙感技術以及計算機輔助設計應用軟件對林業工程進行繪圖，使林業工程的繪圖工作發生了巨大的變革。

篇13

一、“計算機控制技術”實驗教學體系中存在的問題

在“計算機控制技術”實踐課程中，存在的具體問題主要有：一是實踐學時普遍較少、學時安排不盡合理。二是實踐形式單一，以驗證性實驗項目居多，綜合性不強，對培養學生的實踐能力作用較小。而對應用型本科的教學要求是以注重學生實踐能力，培養應用型人才，提高學生的工程技術應用能力為重點，更強調學生的動手能力和解決工程實踐問題的能力。因此，迫切需要對“計算機控制技術”實驗教學體系進行改革。

目前各高校的“計算機控制技術”實踐教學主要以課內實驗、課程設計等方式進行。課內實驗的項目和內容設置基本為驗證性或簡單的設計性實驗，大部分實驗停留在學生按圖接線、記錄數據等驗證性實驗的層面上，實踐環節所用的設備與設施陳舊落后，更新緩慢，難以滿足現代化實踐教學手段的推廣應用和開放式實踐教學模式的改革與實施。對提升學生的動手能力、設計能力和創新能力等方面也起不到應有的作用。課程設計所選擇的課題基本上能夠綜合本課程的一些主要知識點，通過完成課題可以提高學生在理論計算、系統設計和仿真調試等方面的基本設計能力。但由于課時安排較少、實踐條件等原因多數未做出實物，因而對系統的設計和調試能力的培養會有所欠缺。[3，4]因此在充分利用學校現有實驗室硬件資源和軟件設施的基礎上，構建了開放式實驗教學模式。[5]

二、開放式實驗教學模式

開放式實驗教學模式是指在教學計劃內，學生可以自己選擇實驗時間、自主選擇實驗器材和器件、自己選取實驗內容、自行安排實驗過程。這種開放式實驗教學模式具有以下意義：一是以學生為本，要求學生自己理解實驗內容，給學生以最大的學習空間，有助于學生個性化發展；二是培養學生獨立分析和解決問題的能力，有利于應用型本科院校高素質人才培養；三是能夠最大限度地利用現有實驗室資源；四是提高了學生之間的團結和協作能力，以及師生之間的互動能力。

三、開放式“計算機控制技術”實驗教學模式具體改革內容

這種開放式實驗教學模式的具體改革內容可以從“計算機控制技術”教學課程設置改革、實驗教學內容的改革、增設實訓環節和實踐教學考核方法四個方面考慮。

1.“計算機控制技術”教學課程設置改革

根據電氣與信息工程學院自動化專業的教學培養方案、培養大綱，結合黑龍江工程學院應用型本科院校的師資、特色，對“計算機控制技術”教學課程設置進行了改革，即將“計算機控制技術”課程軟件（基本算法）和硬件部分分階段分別進行講授，比如：基本算法部分涉及到采樣與保持、拉氏變換、Z變換、數字PID、數字濾波等計算機控制技術核心基本算法，在這些基本算法中對學生在其他課程中已經學過的知識可以略講，擴展一些模糊控制、系統辨識、專家系統和神經網絡等經典的控制算法。而對于硬件部分的講授，隨著計算機控制技術的不斷發展，需要把最新的知識融入到課程體系中。通過對課程體系進行改革，使實驗教學內容設置和課時設置得到了合理分配，真正能夠增加學生動手的學時數。

2.“計算機控制技術”實驗教學內容的改革

在開放的實踐教學模式下，實驗教學內容在驗證性實驗基礎上，增設了自主式設計性實驗和基于項目的實驗兩個模塊。

（1）自主式設計性實驗。自主式設計性實驗的目的是培養學生自主進行科學實驗的能力，要求學生在指定的范圍內綜合利用所學的專業知識和技能完成實驗方案的設計，最終總結一個科學實驗的全過程。這個實驗并不要求實驗內容有多復雜、多有創新性，它可以是對應理論課中的某一個特定章節的內容或幾個章節內容的綜合，但核心是這個實驗必須是學生自己構思出來并完成的。通過自主式設計性實驗的訓練，一方面能夠培養學生的實踐能力和創新能力，提高學生的社會職業素養和就業競爭力。另一方面也可以通過一定的實驗主題設計，使實驗室現有的資源得到有效利用。

（2）基于項目的實驗。在教師的帶領下，組織學生申報國家級、省級、校級大學生創新創業訓練計劃項目，組織學生申報校級大學生科技創新基金等科研項目，并引導學生積極參與到教師的科研項目中。可以將一些與專業相關的應用性較強的科研項目的一部分設置成實驗形式。教師要啟發學生獨立思考，充分發揮學生的想象力，提高學生的工程實踐素質，為項目保質保量的完成奠定良好的基礎。基于項目的實驗有很好的教學意義：一方面符合黑龍江工程學院應用型本科院校“堅持素質教育、工程教育、創新教育緊密結合，加強理論基礎，強化工程概念，激發創新精神”的教學宗旨和辦學理念；另一方面又有助于黑龍江工程學院“卓越工程師教育培養計劃”的實施。

3.增設實訓環節

在理論課程和實驗課程結束后，可立即開設相關工程實訓內容。工程實訓教學的設立，一方面能夠培養學生的動手能力、強化其工程意識；另一方面通過工程實訓可以進一步加強青年教師指導實踐的能力。在實訓中，首先可以帶領學生到與本專業相關的企業、校外實習基地或研究機構，實地參觀比較先進的計算機控制設備，開闊學生的視野，了解行業最新動態。然后再進行實物制作，在實物制作中，要求學生將所學的專業知識和工程實際相結合，題目可以自選或教師指定，但需要自行完成整個計算機控制系統的分析、設計、安裝和調試。通過這種工程實踐性的工作，既培養了學生“學以致用”的能力，又給學生們提供了一個自由的創新空間，激發了學生的求知欲望。

4.實踐教學考核方法

實踐教學考核是確保實踐教學質量的重要手段，應制定實踐教學考核辦法及成績評定方法，確保實踐教學環節的教學質量。針對開放的實驗教學模式，在實踐考核方式上使用分段式、多方位實踐考核方案。

分段式是指總的實踐考核成績來自于該門課程在各個實踐環節中進行的各階段成績。分段式考核方式給出課程的總成績：總成績=實驗操作成績（25%）+ 實訓成績（25%）+實驗（或實習）報告成績（25%）+自主設計型實驗（或基于項目型實驗）（25%）。

多方位是指每個階段的成績來自實踐過程中的多個方面。多方位的考核評價標準：一是實驗報告內容正確，論述全面，書寫清楚，敘述簡潔，層次分明；二是實驗結果的圖形、曲線、數據等數據資料正確完整，符合規范；三是實驗電路原理圖是否正確，實驗電路連接是否正確，實驗分析及計算結果是否正確；四是設計性實驗是否有完整的設計說明、計算過程和實驗過程的論述；五是是否有完整的程序框圖、程序說明及程序清單，對出現的問題、現象及故障分析是否清楚完整并能正確解決；六是實驗綜合設計與創新能力；七是團結協作能力。

四、結論

就應用型本科教學而言，教學單位應根據自身條件統籌安排實踐內容，合理安排實踐方式；在注重實驗教學的自主式、開放式和科學研究模式的同時，更要注重以學生為本，給學生以最大的學習空間，充分調動學生的學習積極性，讓學生親身參與和動手，通過實踐使學生對書本上的理論知識有更深層的理解，促進教和學的效果，最終形成具有特色的實踐教學體系。

參考文獻：

[1]許為民，張國昌.應用型創新人才培養四題[J].中國高教研究，2007，（6）.

[2]林敏.計算機控制技術及工程應用[M].第2版.北京：國防工業大學出版社，2010.