計算機控制技術課程
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計算機控制技術課程范文第1篇
一、引言
“計算機控制技術”是自動化、機器人工程、電氣工程及其自動化專業的主干專業課程，是一門理論和實踐緊密結合的課程。本課程主要介紹計算機控制系統的基本理論、計算機控制器的設計方法及系統的實現。通過對本課程的學習，學生可以具備對計算機控制系統的分析能力和設計能力。“計算機控制技術”課程的主要教學內容包括：計算機控制系統的總體情況和設計方法、計算機控制系統的輸入/輸出通道的設計結構和設計、開環數字程序控制的原理和設計、數字PID控制、最少拍控制的基本原理和設計方法、工控組態軟件的設計和控制系統應用軟件的設計等。各高校根據各自的實驗條件，開設了不同的實驗項目，但基本上都是驗證性實驗項目和用Matlab做仿真實驗。
二、課程實驗內容的改革
對于課時較少的計算機控制技術課程來說，其實驗課設定并不多，一般開設了輸入/輸出通道的數據采集實驗、步進電機控制實驗、數字PID實驗等。為了進一步加深學生理論知識的學習效果，提高其工程實踐能力以及對科技創新能力，課程增加了一個演示實驗項目和一個創新設計類項目。演示實驗項目的設備來源于部分教師科研項目。我們選擇了倒立擺、機器人、磁懸浮裝置、直線柔性控制系統等裝置作為演示實驗設備。一個班級分成兩組，由課程實驗教師和實驗室指導教師分別演示和講解。選擇“水箱液位控制系統設計實驗”作為創新設計類項目，該實驗項目以水箱作為控制對象，提供了多種計算機控制硬件條件和軟件編程語言，由學生自己設計一個計算機控制系統。學生可以根據自己的學習情況選擇控制器，有PC、西門子PLC、8088和單片機可選，編程語言可根據選擇不同的控制器選擇匯編語言、Matlab、VB、MCGS、STEP7等，避免了控制系統的雷同。表1是我校開設的是實驗項目和課程教學知識點的關系表。
三、課程實驗教學的改革和實踐
在課程實驗教學過程中，我校主要針對學生實驗前后各環節、每一個實驗項目的成績評定、實驗教學效果等進行了改革和實踐。
（一）教學環節的改革“計算機控制技術”課程被定為我校在線開放課程建設項目。在開課學期，任課教師會提前把實驗相關的資料放到實驗教學網絡資源，包括硬件設備資料、計算機控制的編程語言資料、實驗指導書等，讓學生提前熟悉相關的硬件和軟件。在實驗課前一周，任課教師在理論課環節需要把實驗中的重點、難點問題講清楚，學生要做好預習并撰寫預習報告。針對不同的實驗項目，教師采用不同的指導方式。譬如水箱液位控制系統設計實驗，由學生根據實驗室條件自行設計實驗方案進行實驗，教師在實驗過程中協助學生解決出現的問題。實驗課后，教師應該及時修改實驗報告，并在理論課環節對實驗中出現的問題進行講解。
（二）實驗項目成績評定為了客觀、公正地反映學生的實驗效果以及對相關知識的掌握程度，需要對每一個實驗項目設置不同的評價標準。譬如“計算機控制系統演示實驗”項目，我們采用考勤（占考核比重20%）和課后大作業（占考核比重80%）的形式來進行成績評定，課后大作業往往是針對演示實驗設備進行仿真控制設計。“水箱液位控制系統設計實驗”項目采用以下幾項進行考核：實驗前準備情況檢查（占考核成績比重為10%），實驗報告（占考核成績比重為40%），實驗調試過程中操作熟練程度（占考核成績比重15%），考核對所設計控制系統進行現場參數設定的能力和控制效果（占考核成績比重20%），考核回答教師提問的情況（占考核成績比重15%）。
（三）教學效果的評價我校對任課教師課堂教學質量評價有領導課堂教學質量評價、督導或同行課堂教學質量評價和學生課堂教學質量評價，評價指標設置如表3、4、5所示。根據“計算機控制技術”課程實驗的特點，按照30%、40%和30%計算總的評價分值。
計算機控制技術課程范文第2篇
[關鍵詞]計算機控制技術 教學改革 教學研究
一、引言
“計算機控制技術”是自動化專業的一門專業主干課。屬于自動化專業培養學生具有7個方面的專業核心競爭能力其中之——“以單片機為核心的計算機控制系統的應用能力，學生掌握單片機應用系統及計算機控制系統的設計、編程、調試的能力”教學體系[1-2]。近年來，隨著微型計算機的發展，它的應用在人們的工作和日常生活中越來越普遍，現在可以毫不夸張地說，沒有微型計算機的儀器不能稱為先進的儀器，沒有微型計算機的控制系統不能成為現代控制系統。這就要求自動化專業的學生通過本課程的學習，掌握合理地選擇和組織工業控制計算機的軟件、硬件、設備和接口通道以及控制管理生產過程的基本原理和方法，將計算機、傳感器、通道和接口、執行機構、控制對象、系統軟件和各種應用軟件組織成一個有機的整體，形成完整的計算機控制系統，達到預定的控制目的[3]。
二、課程教學改革的背景分析
我校自動化專業以培養學生的工程實踐能力和創新素質為目標，基于“大工程”理念構建自動化專業“學以致用、能力為本、就業為上”的人才培養模式。通過學校與企業的密切合作，以大工程為背景，以工程技術為主線，提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，培養基礎扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質高、具備較強的專業適應能力、具有跟隨技術進步，不斷自我完善和長遠發展潛力的高級工程實施型人才。培養學生的工程實踐能力就成為這門課程重點，要求學生在完成計算機控制技術課程學習之后，應掌握本課程介紹的基本原理，能完成計算機控制系統的設計、安裝、編程和調試工作。但是，大部分學生在學完該課程后，仍無法完成計算機控制系統的設計、安裝、調試工作，主要存在以下幾個方面問題：
（1） 計算機控制技術是自動控制理論、計算機技術和現代檢測技術相結合的綜合應用技術，是一門多學科、多課程相關、實踐性強的課程。它實際上包含著兩部分內容：一是計算機控制理論基礎，即數字控制基礎理論；二是實現技術，主要包括通道接口技術與系統實現技術。課程涉及面很廣，知識集成度高[5]，在專業的課程體系中具有承上啟下的作用。學生在學習該門課程之中，常常覺得計算機控制技術“內容很亂很多無法融會貫通”。因此，傳統的教學模式和教學方法很難對本課程取得較好的教學效果。
（2）理論教學與實踐環節不能有機結合。課程的傳統實驗教學以驗證性、演示性實驗為主，缺乏綜合性應用實驗項目，在培養學生的探索精神和創新能力上存在不足， 該課程的傳統實驗教學很難實現教學相長，難以加強對學生的工程訓練。
（3）學生缺少面向工程實踐的機會。雖然能學好課程的書本內容，通過課程理論考核，但是一旦遇到實際問題，他們往往不能從問題本身出發，而從書本出發，導致難以綜合運用解決實際問題。
（4） 課程采用統一式教學方式，不能滿足對不同層次學生對知識的獲取要求，沒有體現科技創新教育與實踐教學在培養創新人才中的重要作用。
三、改革的基本措施
（一）課堂教學方法的改革
1.激發學習興趣，調動學習積極性
“興趣是最好的老師”，激發學生的興趣是學習的關鍵所在。打破傳統的教學模式，初次講授，教師便以一個簡單的學生理解較容易的例子，（例如以學生接觸過的過程實驗裝置的液位控制系統為例）詳細講解計算機控制系統的組成、設計原理與方法、調試、軟件編程等方面內容并提供多種可選方法，擴展學生的視野，讓學生了解計算機控制技術的實用性，清楚學習方向，激發學生的學習興趣，調動學生的學習積極性，把以往教師的“滿堂灌”填鴨式教學變成學生自主式學習。
2.引入案例教學法，突出學生在學習中的主體地位，培養學生的創新能力
案例教學法指教師從實際事物中選取蘊含著本質因素的教學內容，使學生通過這種案例的學習與研究，從個別到一般，理解和掌握帶普遍性、規律性的系統科學知識，提高智力和能力的一種教學方法[6-7]。計算機控制技術課程的案例教學應從具體的應用實例入手，例如以鍋爐自動控制系統為例，讓學生考慮其中鍋爐汽包液位控制的相關一系列問題，包括液位如何檢測、采集、送入計算機；計算機對收到的數據如何處理、對執行機構發出什么樣的控制信號；控制信號又如何能送到執行機構上等問題。由問題驅動展開對理論知識的探討學習，使學生從被動變為主動，真正成為學習的主人。實踐出真知，課堂教學也是如此，通過現有的案例實踐，使學生加深對“計算機控制技術”課程理論知識的理解，還可以有效訓練學生的創新思維能力。
3.應用各種先進教學技術手段
隨著現代教育科學的發展，將多媒體技術、網絡教學技術用于課堂教學，對學生感官發出較強的信號，有利于學生對知識的吸收，從而促進了教學技術的信息化，優化了教學過程[9-10]。計算機控制技術課程教學中圖例較多，應靈活采用多媒體教學手段，同時利用仿真軟件可自行開發一些教學演示實例。例如，針對本課程中模擬量輸入/輸出通道的接口技術、常用控制程序的設計部分的內容，利用PROTEUS平臺和KEIL軟件，完成系統從芯片選擇、電路設計、程序編寫、調試、仿真運行的整個過程的講授與演示，提高教學效果；針對數字PID及其算法、直接數字控制及其算法部分的內容，利用MATLAB軟件設計開發一些算法仿真實驗，讓學生觀察和了解選取不同的參數、采用不同的控制算法、在不同的信號驅動下對系統性能的影響，提高學生的綜合分析能力，加深對基本原理和各種控制作用特點的理解，同時也提高了學生的計算機應用能力。其次，隨著網絡技術的日新月異，可以根據不同學生的需要采取網絡教學方式，把授課教師關于這門課程的課件和資料掛在網上供學生學習與參考，通過網絡與學生進行討論，同時，可以分享其他院校的教學內容與成果，最終實現網絡資源共享。
（二）實踐教學方法的改革
實踐教學采用實踐能力逐級進階、多元化培養模式。我們利用實驗室的現有硬件資源，根據實驗裝置、實驗內容的難易程度把實驗教學環節按照“基礎性實驗（接口技術實驗）設計性實驗（標準PID控制實驗）綜合開放性實驗（溫度閉環控制實驗）”逐級培養學生的實踐動手能力，為課程實訓、畢業設計、創新實驗、科技創新等實踐環節奠定基礎，然后充分分別向不同層次的學生進行開放，以滿足不同個性、不同水平學生的需求，讓他們在實驗室中體驗到研究的樂趣，自覺地開展研究性學習。
計算機控制技術實訓是本課程教學中的一項重要內容，是培養學生“以單片機為核心的計算機控制系統的應用能力”的重要環節，是教學計劃中綜合性較強的實踐環節，它對幫助學生全面深入地掌握課程教學內容、培養學生理論聯系實際的能力、提高學生全面素質具有很重要的意義。本課程實訓的目的是通過解決某個實際問題，鞏固和加深計算機控制技術課程中所學的理論知識解決實際問題的能力，基本掌握計算機控制系統的一般設計方法，提高計算機控制系統的設計和分析能力，為以后從事生產和科研工作打下一定的基礎。原來學校在實訓時采用的方法是在計算機控制技術實驗設備的基礎上，完成一些綜合性較強的系統設計題目，比如在AEDK計算機控制實驗系統上可以完成基于8088微處理器的直流電機閉環調速控制系統設計和實現、溫度閉環控制系統設計和實現等設計課題。針對系統的框架固定，可選范圍有限的缺點，我們以單片機為控制器完成計算機控制系統的設計，在Proteus平臺和Keil軟件的支持下，學生可以完成系統從芯片選擇、電路設計、程序編寫、調試、仿真運行的整個過程，可以鍛煉學生解決問題的能力。因此我們設計了基于Protues的單片機步進電機控制系統設計、液位控制系統設計、電阻爐溫度控制系統設計等實訓課題，作為對原有課題的補充，解決了原有實物設計系統的不足，拓寬了課程設計范圍。
3.3 考核手段的改革
在考核過程中，加強平時成績和實踐能力的考核，對于課上主動回答難題、提出獨到見解或實驗環節中表現優異的學生，其平時成績和實驗成績都給予較大幅度的加分。建議平時成績和實驗成績占到總成績的60% 左右，這樣能大大激發學生的學習熱情。對于實訓環節可以給出不同難度的題目，讓學生根據自己的學習情況進行選題，難度不同，難度分不同，在基本分基礎上，根據學生所做課題的難度和完成情況給予適當的加分，以此來鼓勵學生的學習態度（總成績=基本分+難度分+完成分）。
（四）改革的創新點
（1）理論教學內容在有重點、分層次地強調學科理論系統性的同時，利用案例教學法，激發學生的學習興趣，使學生從被動變為主動，進一步培養和提高學生的綜合素質和創新能力。
（2）構建實踐能力進階、多元化培養模式，勢必使實踐教學達到“改革實踐完善 再改革再實踐再完善”的螺旋上升式教學模式。
（3）改革考核機制，提高學生對培養工程實踐能力的重視。
四、結語
計算機控制技術課程是自動化專業的重要專業課，具有更新快、實踐性強的特點，本文從理論教學方法和實踐教學模式兩方面對課程的教學進行了探索與改革，實踐證明，有針對性的教學、實驗與實踐環節的改革既鞏固了學生的理論知識，又提高了學生的工程實踐能力和創新能力，為學生將來從事相關工作打下良好的實踐基礎。當然課程教學模式的改進是永無止境的，為培養出適應社會需求的工程應用型人才，還需要在實踐中不斷積累經驗，進一步改進教學方法，提高教學質量。
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計算機控制技術課程范文第3篇
關鍵詞：PLC技術；計算機控制技術；機電專業
作者簡介：李啟光（1970-），男，江蘇贛榆人，北京信息科技大學機電工程學院，副教授。（北京 100192）
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）07-0105-02
計算機控制系統是以計算機為核心實現生產過程自動控制的系統。隨著工業技術的發展和生產自動化程度的不斷提高，計算機控制技術得到了越來越廣泛的應用。“計算機控制技術”融合了計算機技術、自動控制理論和計算機通信技術，是新發展起來的理論性和實踐性很強的一門交叉學科。它實際上包含著兩部分內容：一是計算機控制理論基礎，主要涉及離散控制基礎理論；二是實現技術，主要包括通道接口技術、現場總線、人機界面等系統實現技術。課程涉及面很廣、知識集成度高，是高等學校自動化、電氣工程和機械電子工程等專業的一門重要的專業主干課程。[1-3]
一、“計算機控制技術”課程現狀
“計算機控制技術”是一門跨學科專業課程，涵蓋內容豐富，但由于各專業的要求不同，課程針對不同專業的側重內容應有區別，這樣才能達到各專業的培養目的。
目前多數高校選用課程教材內容主要是數字濾波、數字 PID、最少拍無差系統、Simth算法和達林算法、模糊控制、神經網絡等內容，這部分是建立在一整套完整控制理論基礎上的。[4]此外還包括接口技術、現場總線、人機界面等偏重于應用的內容。自動控制等專業培養目標側重于設計計算機實現控制算法、編制適用于工業控制系統的硬件及接口設計、控制軟件，選用此類編排內容的教材比較適用。而機械電子專業方向，機電專業以裝備及其控制系統為主要研究對象，課程以了解與掌握計算機控制系統在裝備控制中應用為其主要目的，選用此類教材不能體現專業側重點。同時機電專業有自己的專業設置要求以及本專業特有的先修基礎課程，與自控類專業有極大的不同，因此如何根據機電專業自身的專業特點確定理論教學內容及其深度，調整好計算機控制系統的理論及應用技術的關系，是目前機電專業“計算機控制技術”課程教學要解決的首要問題。
因此，在教學實踐過程中，應以控制系統應用技術為基礎，理論教學的內容和深度以應用內容的需求為標尺，使理論教學內容能夠支撐且覆蓋該課程涉及的主要技術，使理論教學的深度能與機電專業學生的實際水平及今后的就業需求相符合，同時還要與當前的技術發展水平和趨勢相適應，具有一定的前瞻性。
二、機電專業“計算機控制技術”教學內容改革
1.機電特色的控制類課程教學體系調整
面向機電專業的“計算機控制技術”課程應從裝備控制應用角度出發，密切結合裝備自動化需求組織教學內容。
根據以上原則，在教學中提出將運動控制卡和工業PLC作為計算機控制技術理論與運用結合的載體。一方面在課程開始之前，需要保障學生已掌握先修部分專業應用技術知識，尤其考慮到工業PLC、運動控制器是機電專業常用、最典型控制應用系統，課程內容可與此結合，將工業PLC、運動控制器的應用作為教學案例使用。先修課程包括“電工電子學”、“機械控制工程”、“單片機原理”、“數控技術”、“PLC 原理與應用”等專業課程，其中鑒于“數控技術”課程目前涉及均為封閉式數控系統，因此在課堂上需要補充介紹機電控制中使用面廣、開放式的運動控制器（卡）。
另一方面，課程以先修課程中所涉及的、與計算機相關的數字處理與控制技術為主要授課內容，重點介紹數字化后信號處理、數字控制理論及其實現，并通過各個理論教學環節與先修機電控制運用技術緊密結合，實現硬件和軟件結合、控制原理和典型應用控制器結合，貫徹理論聯系實際的方針，并將先修課程有關方面的知識有機集成在一個完整的機電控制系統內，使學生從整體上系統地掌握數字控制器的機電應用技術。
“計算機控制技術”強調理論、技術與實際應用相結合，理論與實踐并重，綜合性較強、強調應用，因此在課堂教學與課程實驗的基礎上，應增加機電綜合實踐環節，并鼓勵學生參加其他開放實驗以及科研項目，綜合應用所學知識，鞏固教學效果。項目選題從工程應用角度出發密切結合裝備自動化實踐。
2.機電專業特色的課程內容設定
在原有教學內容體系基礎上，針對機電專業控制理論基礎薄弱、專業需求有別的狀況，對教學內容作一系列的重新規劃及調整。強調教學內容緊密聯系機電傳動控制實際需求，優化知識結構、充實機電控制的實例，做到理論和實踐運用的對應與相互關聯。
對于機械電子專業，擬定的主要教學內容大致如下：
（1）輸入/輸出通道接口技術。這部分內容在“電工電子學”和“單片機原理”課程軟硬件基礎知識上，以單片機、PLC、運動控制卡上典型常用的接口硬件，如A/D、D/A、通訊口、觸摸屏、開關量輸入輸出接口等為例子介紹工作原理、使用方法和技術細節問題。
通過與實際應用系統關聯認知，學生對輸入/輸出通道接口設計及技術參數選取建立感性了解，使用中就可以通過查閱樣本資料掌握其他類似通用硬件的使用。
計算機控制技術課程范文第4篇
（廈門理工學院 計算機與信息工程學院，福建 廈門 361024）
摘要：本文基于當前測繪信息化發展宏觀背景，以地理空間數據處理為核心，以測繪工程復合型人才培養為目標，研究測繪工程專業中計算機相關課程的地位和作用，通過比較分析計算機相關課程在國內高校測繪專業設置的現狀和問題，并在課程設置、教材更新、教學方法方面給出一些具體的改進措施，提出以空間處理處理為核心的“5-2-3”的課程設置結構，以期能提升測繪本科生對計算機課程的學習的熱情和效率，并以計算機相關技術作為紐帶，拓廣傳統測繪基礎知識體系.
關鍵詞 ：測繪工程；計算機課程；教學方法
中圖分類號：G642文獻標識碼：A文章編號：1673-260X（2015）05-0230-03
當前，地理空間信息、生物技術和納米技術已被認為是當今世界的三大新興技術.據統計，“十一五”期間，我國地理信息產業增幅超過300%.預計到“十二五”末，我國地理信息產業年產值有望超越2000億元.作為國家重點支持的科研領域，地理空間信息產業內容涵蓋了測繪、地理信息系統（GIS）、衛星導航（gps）、遙感（RS）、計算機等多個學科專業[1].各學科專業知識體系相互借鑒交融，逐步形成“專業互補、技術專攻、協同進步”的發展趨勢.各學科研究重點圍繞著時空數據為核心，以解決地理空間問題為目標，構建時空數據從獲取、存儲、顯示、到處理、分析、輸出以及應用的一體化功能框架[2].不同學科差異體現在針對空間數據處理的側重點有所不同，例如測繪專業主要偏重于利用人工，借助測量專業儀器采集高精度的空間數據；遙感則主要利用中遠距離的航空航天飛機，搭載傳感器快速獲取大范圍的影像數據.《測繪地理信息科技發展“十二五”規劃》明確提出“五個能力”的快速提升，形成一批具有國際競爭力的民族品牌軟硬件產品的要求.因此，近年來隨著信息化測繪技術體系的逐步完善，測繪手段、測繪成果展示以及應用領域等都發生了質的變化.面對測繪學科由數字化向信息化轉變和發展所帶來的機遇和挑戰，作為測繪人才輸出搖籃的中高等院校，如何在滿足社會市場對傳統測繪技能型人才需求的前提下，進一步深化測繪人才的創新教育培養模式、拓廣學生的知識縱深體系、實現測繪復合型人才培養目標是當前需要考慮的重要問題.
1 測繪工程專業現狀
傳統測繪方式主要通過地面觀測技術、手工操作等方式進行數據采集和處理，其勞動強度大、時間周期長、測量精度低.隨著測繪學科由數字化階段向信息集成化階段的轉變，現代測繪方式正逐步向自動化、智能化、多樣化方向發展.技術的不斷革新必然導致行業對于測繪人才的需求結構也隨之變化，突出表現在三個方面：（1）勞動密集型向知識密集型轉變；（2）單一型人才向復合型人才轉變；（3）單一測繪學科向多學科交叉轉變[3].因此，對于高校測繪人才的培養，首先必需結合時勢、因地制宜，制定科學合理的課程體系.在課程設置方面，一些研究指出，當前測繪人才培養的首要任務是明確人才培養的指導思想，即改革傳統單純的“知識型”，“技能型”教育模式，向以“實踐型”、“創新型”培養模式轉變.依據這一指導思想，要求測繪專業培養方案的制定需要在確保數理基礎知識掌握的前提下，對眾多測繪專業課程、交叉學科課程進行篩選，分清主次關系，突出重點.尤其要注重理清不同專業課程之間的交叉、關聯、銜接、耦合等關系，通過合并或歸類形成條理化、系統化的課程體系架構[4].此外，在應用層面上，測繪作為一門應用型專業，宜結合目前一些院校“產學研結合”的教育發展方針[5]，推進高水平的教師隊伍建設、構建產學研結合的教學模式、加強校園同行業單位的密切聯系.通過聯合實驗基地培養等方式，充分了解市場需求和科技導向，一方面有助于專業適時、靈活的調整教學內容，另一方面也可讓學生盡早接觸社會，準確定位自我，進一步提高自我學習的積極性和能動性.
如圖1所示，國外高校的測繪工程專業，其教學內容采用以大地測量、工程測量、定位導航、地理信息系統四個主題為主體的專業培養模式.其中，大地測量和工程測量是傳統測繪是測繪專業人才必備的知識體系；而定位導航和地理信息系統則是同其它地理空間專業交叉發展的新興領域，極大的拓寬測繪技術本身的應用層面，也是測繪復合型人才的主要體現[6].相比國外，國內高校對于測繪工程專業人才的培養在認識上還存在一定的偏差和滯后，主要表現在多數測繪專業院校對學生的培養重心仍舊集中在傳統的大地測量和工程測量兩個方向，而對后兩方向的投入比重則相對較弱且與新興地理信息技術的銜接不足等缺陷[7].其原因在于我國傳統測繪的定義同現代地理信息技術學科的交叉融合存在脫節.尤其是在同計算機技術相關方面的技術脫節十分嚴重.導致國內測繪工程專業培養體系普遍過于保守，使測繪工程專業畢業生的知識體系形成“孤島現象”，無法滿足當前測繪信息在環境、城市、國土等跨領域的研究工作[8].
通過分析國外測繪專業建設體系發現，不管是傳統工測、地測，還是新興導航、地理信息主題，其實質都是圍繞空間數據處理這一核心問題.空間數據具有數據量大、時空復雜、多尺度等特征，因此對于空間數據的處理必須借助計算機技術，這也使得對計算機應用的熟練程度成為了衡量現代測繪人才教育培養目標的關鍵.然而，目前我國對于測繪工程專業計算機課程設置普遍還存在一系列問題，諸如課程設置目標錯誤、課程時效性差、缺少實用的專業教材、結構不合理等[9]，具體分析見下一小節.
2 存在的主要問題
對測繪行業本科生而言，早期傳統測繪學所要求的三大基本功，即“測、繪、算”的內涵在現代測繪行業中有了很大的變化.其中，“測”主要指對測繪儀器操作技能的要求.隨著GPS、全站儀、電子水準儀等自動化儀器的出現，“測”變得更簡單，對操作技能的要求大幅度降低，因此“測”更多的體現在對儀器開發、工作原理以及性能的理解和掌握.“繪”指地圖繪制，目前有關地圖繪制工作基本借助于計算機，因此繪圖技能更多指的是電子繪圖軟件的使用以及二次開發；“算”早期主要指測量項目中平差計算或者坐標轉換等常見測量計算，而現代測繪的“算”則指的是對空間數據模型的信息化處理.同過去相比，現在的空間數據具有處理量大、方式種類多樣、過程復雜等特點，因此，“算”的能力成了衡量學生對本專業知識水平的重要標準.本著高效的目的，對于海量數據的處理通常借助于計算機來完成，因此現代測繪工作者算的能力主要表現在掌握數據處理方法，軟件開發能力和軟件使用的熟練程度，即測繪應用領域的計算機技術水平.因此無論是從“三基”能力，或者是“五會”等衡量指標對現有測繪專業畢業生進行考量，都可反映出現代測繪行業對學生空間數據處理，尤其是借助于計算機技術處理空間數據的高要求[10].目前國內高校測繪工程專業所開設計算機相關課程在數量上雖可滿足教學需要，但在課程質量、課程銜接方面存在許多缺陷，特別是也缺少相對應的專業課程實踐，具體主要體現在以下幾點：
2.1 計算機課程設置培養目標錯位
對測量專業而言，測繪知識和技能的教育是專業核心，而計算機技術更多的是作為一種工具，在實踐環節中起作用[11].在實際工作中，通常需要能既懂測繪專業知識和基本技能，又能熟練時候用各種測繪專業軟件的技術人才.這就要求在教學過程中能夠形成以基礎知識引導實踐內容，以實踐方式加深知識理解的螺旋式教育模式.一方面加深學生對于測繪空間數據模型、數據操作等知識的掌握，另一方面也可培養學生的自我學習和動手實踐能力.因此計算機技術課程的開設必須基于測繪理論知識進行深化拓展，尤其要注意課程之間的主次銜接和連貫性.目前國內高校對于計算機課程的設置過多的關注客觀需要，反而忽視了學生主體的發展需求，片面的強調知識的掌握和技能強化.
2.2 計算機相關課程設置結構不合理
目前，我國測繪工程教育課程體系普遍存在不合理的現象，主要表現在：知識結構搭配不合理，偏重計算機理論課程，輕視了計算機實踐課程；側重基礎課程的普適教學，忽視計算機專業課程的深化.導致傳統計算機知識同測繪專業的交叉融合內容較薄弱，內在知識體系的銜接不夠，無法體現測繪計算機課程的教育特色.
2.3 計算機課程設置時效性不高，教材更新緩慢
我國學校測繪工程計算機課程內容主要借鑒計算機專業的基礎知識體系，受限于師資水平或者專業背景，一些課程，如C語言，VB語言的教案設計沿用多年，知識陳舊，更新緩慢，已跟不上計算機技術的高速發展的步伐.究其原因，一方面是因為測繪專業培養體系過于保守，新技術的成果沒有及時在計算機課程內容中得到體現和反映；另一方面，借鑒而來的計算機課程缺乏同測繪專業知識體系之間融會貫通，過于強調計算機知識體系的完整性，力求面面俱到.然而在課時固定的前提下，不加篩選，去重的課程設置，一方面加重了學生掌握基礎知識的負擔，同時也忽視了對學生自我學習、適應能力的深化和培養，甚至會使學生對重復性學習產生抵觸情緒，“學而非用”，“學而無用”的現象時有發生.
3 改進措施
基于上述存在問題分析，本文針對性的提出幾點有關測繪工程專業計算機課程設置方面的改進措施：
3.1 明確計算機技術在測繪工程專業中輔助工具的定位
依據專業課程總學分提出“5-2-3”的課程設置比例，即傳統測繪，包括大地測量和工程測量相關理論及實踐課程學分比例占50%，計算機技術相關課程占比20%，而定位導航、地理信息系統相關課程學分比例占30%.三者之間主次關系有所差異，主要表現在：傳統測繪課程是本門專業，是培養測繪本科生的立足點，因此占據最多比重；定位導航與地理信息系統是當前信息化測繪框架重點發展的應用技術領域，是傳統測繪知識體系的延伸和拓展；計算機技術課程是數字化、信息化測繪發展重要的輔助工具和實現手段，也是實現復合型人才培養的關鍵.按照課程性質劃分，計算機技術課程歸于應用工具類，其它兩種則屬于理論知識類，因此，學生逐漸掌握計算機技術的過程，就是傳統測繪和現代測繪知識體系融合的過程.需要說明的是，比重劃分并非固定不變，其主要目的是從宏觀方面明確計算機相關課程在測繪工程專業課程中應作為應用型的工具，起輔助作用.
3.2 以空間數據為核心，以數據處理為主線，設置有測繪專業特色的計算機課程
在確定比重的前提下，還需對計算機課程，尤其是編程基礎類課程（如C、VB、C#、Java）等內容進行篩選和去重，避免學生陷入對計算機基礎知識的重復學習，將原本依編程語言相互獨立的計算機課程根據空間數據處理流程融入到測繪本專業的知識體系中，突出測繪工程專業計算機教學的專業特色.例如，在學生首次接觸編程語言（C或C++）時，可把重點放和數據處理有關，如變量、函數、數組、指針、文件等基礎知識，在教學的過程中穿插講解結構化程序設計、面向對象程序設計思想，幫助學生養成良好的編程習慣.通過案例教學法從數據結構與算法課程、測量學原理課程中提取公式算法，作為實驗環節的有效補充，提高學生的編程能力，加深對專業基礎知識的理解和掌握；在隨后開設面向對象編程語言（如C#或Java）課程時，就可相對的減少基礎知識的課程比重，把課程重點、難點轉移到如開發環境、界面設計、網絡應用、以及測量平差課程等實際問題的應用層面，如圖3所示，通過階梯式課程設置讓學生能夠學有所長、學有所用.為實現以上目標，建議測繪專業講授計算機相關課程的專任教師應盡量選擇具有GIS、測繪交叉背景，又能夠熟練掌握計算機技術，或搭配有項目開發經驗的應用人才組成教學團隊.
3.3 基于項目情境安排課程進度，形成產學研一體化的教學模式
測繪、計算機都是時效性、實踐性很強的專業課程，儀器操作和計算機技術更新換代十分迅速.作為高等院校應加強對社會需求、市場經濟發展和技術革新的調查和研究，建立學校與測繪生產單位的合作模式，按照科學的理論和方法設置專業課程教學大綱.針對具體課程，可先安排教師深入測繪單位、企業進行市場調研和溝通，基于實際項目或案例，采用項目情景式教學或者開放式實驗教學等方法設計課程結構，輔以項目成果建立課程的綜合評價機制，結合實踐教學等環節形成產學研一體化的教學模式，防止閉門造車、主觀臆斷的教學現象.
3.4 及時吸納國內外計算機技術在地理科學領域的最新成果，及時更新迭代教材資料和實踐案例
必修課課程設置相對固定，因此建議在開設選修課環節中加以改進，進一步強調對學生的知識面和就業能力的拓展，側重測繪新技術、新方法和相關行業測繪應用及管理等.對于新型技術的吸納和通過開設專家講座或學術報告會、產學合作辦學、科研轉化教學等手段，讓學生更多接觸現代測繪前沿技術，對包括GPS（RTK）測量、COR系統、激光三維掃描系統、測繪數據庫等現代測繪新技術進行較全面的學習.另一方面，可基于國家關鍵規劃背景，結合如房產測量、地理國情監測、土地確權等實際應用探索如無人機、三維全景等新技術的具體應用，進一步拓寬學生知識面和就業面，使學者能夠更好就業.
參考文獻：
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計算機控制技術課程范文第5篇
近年來，在冶金行業電力拖動自動化技術應用型人才的培養愈來愈受到高等院校的廣泛重視。但大多高校電力拖動自動化技術應用型人才培養采用教材與實驗相結合或相同高校相近專業的培養模式，有的甚至是全盤照搬過去十幾年前的培養模式。由于電力拖動自動化技術人才培養目標不同，以及師資、實驗設備、生源質量等條件的不同，在教學過程中產生了許多問題，主要表現在以下幾個方面。
第一，知名高校為研究型大學，其自動化拖動專業培養的是具有扎實理論基礎和研究型拖動控制設計、智能化系統設計人才，且大部分學生畢業后的目標是考研究生或出國留學。我校信息工程學院自動化專業培養的是面向生產企業的本科應用型人才，大部分學生畢業后面臨的是從事自動化控制。因此，采用依托重點高校的培養模式，其結果可能是理論上不去，實踐動手又下不來，應用能力不強，最后必然是就業困難。
第二，一般高校自動化專業培養的通常是通用型自動化設計、電氣工程人才，其培養目標強調的是寬口徑、復合型人才，其課程體系寬，基礎課多，專業課少。我校主要是根據冶金、石油企業和市場需求，確立的專業方向為“冶金自動化與石油自動化”，如果照搬普通高校的培養模式，就難以建設專業特色。
第三，傳統高校的培養模式也存在不足之處，例如部分教學內容陳舊過時，沒有反映最新的技術發展內容和市場需求，不能滿足現代冶金企業等用人單位的要求，其典型例子就是自動化教材反映板帶材可逆冷軋機壓、四輥異步可逆軋機系統技術、鋼板加速冷卻系統和步進式加熱爐集散控制系統等知識內容沒有提到或介紹較少，導致學生基于冶金工業自動化控制應用的設計能力和開發能力不強；概述性課程較多，其結果是什么都學，什么都不精通；實踐性、應用性課程和學時均較少，導致學生實際能力不高。
因此，研究、改革、創建具有冶金工業技術特色的人才培養模式，對提高我校人才培養質量，提高畢業生的就業率具有重要的意義。
二、人才現狀與需求調研
為確定專業方向和人才培養模式，我們走訪了東北大學自動化研究中心、北京科技大學軋鋼控制實驗室、重慶鋼鐵集團公司軋鋼廠、上海寶鋼集團公司、重慶大學等有關教學單位、生產廠家和用人單位，對我國冶金工業技術現狀與發展、用人單位對人才知識結構和能力的需求規格，以及當前培養模式存在的問題進行了廣泛的調研。
（一）冶金工業自動化技術人才的工作崗位分類
1.初級冶金工業自動化技術人才
初級冶金工業自動化技術人才是指在生產崗位上承擔冶金工業自動化控制系統裝置的具體操作及日常簡單維護工作的技術工人，在冶金工業自動化技術崗位中約占70%，是目前需求量最大的冶金工業自動化技術人才。
2.中級冶金工業自動化技術人才
中級冶金工業自動化技術人才是指在生產崗位上承擔冶金工業自動化控制系統裝置設置人員和系統計算機控制中心維護、維修人員，這類人員在冶金工業自動化技術崗位中約占20%，其中控制系統裝置設置人員占10%，計算機控制中心維護、維修人員占10%。
3.高級冶金工業自動化技術人才
高級冶金工業自動化技術人才是指具備并精通冶金工業自動化控制系統裝置操作、系統參數設置和自動控制系統維護、維修所需要的綜合知識，并在實際工作中積累了大量實際經驗，精通冶金工業自動化控制技術和冶金專業知識、系統電氣設計，掌握冶金工業設備系統統調，能自行完成冶金工業自動化控制系統的選型、裝置系統的安裝、調試、維修和精度優化以及冶金工業技術數字化改造，適合于擔任企業的技術負責人或冶金工業自動化控制裝置產品開發的設計主管，其市場需求為5％。
（二）對冶金工業自動化技術人才的知識結構要求
對于初級冶金工業自動化技術人才，應以傳統的工業自動化技術（電機原理與控制、電力電子技術、自動控制原理、電力拖動自動控制系統、計算機基礎、檢測與轉換技術等）為基礎，學習掌握工控機技術以及可編程控制器PLC軟件。
對于中級冶金工業自動化技術人才，有兩種情況：冶金工業自動化控制系統軟件人員應更加熟悉冶金生產工藝，精通自動控制計算機軟件編程；冶金工業自動化裝置系統維修人員要以機、電、光和液（氣）控制技術為基礎，掌握冶金工業自動化技術維護與維修的技術和技能。
對于高級冶金工業自動化技術人才，必須具有較扎實的冶金和自動化專業基礎，較全面地掌握冶金工業自動化系統維護、冶金自動化專用設備的相關原理與技術，具備冶金工業自動化設備研制與開發能力，還必須具有較高的外語水平。
（三）冶金工業自動化技術教育發展現狀與問題
雖然我國各類院校加大了培養工業自動化技術人才的力度，但始終不能滿足現代鋼鐵行業的需求，主要原因有以下幾個方面。
1.課程設置和教學內容不能滿足現代冶金企業需求
我國工業自動化類專業的課程設置近幾年雖有所改進，但教學內容仍較陳舊，學生所學到的知識、技能與企業的要求尚存在差距。例如，板帶材可逆冷軋機壓下計算機控制系統和步進式加熱爐集散控制系統的教學還較薄弱；部分學校因實驗條件所限，仍以理論講授為主，企業急需的冶金工業自動化控制系統的編程、操作、維護的培訓效果較差。
在實踐技能培訓方面，很多院校把實訓重點放在交直流調速系統的簡單操作上，而對軋鋼系統、冶煉工藝（如冶煉基本原理、冶煉控制技術、冶煉參數設置等）、計算機控制設計、可編程控制器與數控編程、冶金自動化數控設備調試技術、系統的維護、維修等專業技術能力訓練不夠。
2.冶金工業自動化專業（方向）師資數量不足，素質不高
同時具備相當的理論知識和豐富的實踐經驗的冶金工業自動化專業師資嚴重不足，尤其缺乏熟悉冶金企業生產實際，并能夠承擔冶金工業自動化技術教學工作的“雙師（教師、工程師）型”專業教師，嚴重制約著現代冶金工業自動化技術人才培養水平的提高。
三、培養模式的研究、改革、創新與實踐
（一）指導思想
在就業競爭日趨激烈的今天，特別是對培養應用型人才的重慶科技學院而言，培養模式的改革和創新應緊緊圍繞“增強學生動手能力、提高畢業生就業率”這個主題來進行。因此，改革、創新培養模式的指導思想為：以就業為導向，以提高技能和動手能力為主線，突出專業特色，全面改革課程設置和課程內容，加強實踐性教學，增強實際應用能力，創建具有重慶科技學院特色的人才培養模式。
（二）確立專業方向和核心專業要求
根據市場調研，確立冶金工業自動化專業方向和特色為“軋鋼與冶煉控制”，即在培養通用型的電機控制技術、自動控制原理、電力拖動自動控制技術人才的基礎之上，培養能從事冶金工業自動化控制技術、冶煉控制技術、軋鋼數字控制技術與系統維修維護方面的專業應用人才。
核心專業要求也就是學生應具有的核心專業能力是具有基于計算機控制技術的冶金工業自動化軟硬件的設計能力。
1.確立專業方向課程體系
我院開設的工業自動化專業冶金自動化方向的課程包括：冶煉過程控制系統設計、冶金控制系統綜合實訓、自動化儀表及DCS、交流調速系統、冶金過程控制、過程控制系統及裝置、直流調速控制系統、常用電氣技術與PLC、電力電子與電力傳動、集散控制系統與現場總線技術、單片機系統綜合訓練、過程控制系統綜合訓練。這些課程構成了本專業的課程體系。
電力電子與電力傳動課程原來講授通用的電力傳動控制技術，現改為以軋鋼傳動控制為實驗平臺，重點講授電力電子技術、伺服控制、PLC控制。直流調速控制系統課程是對電力拖動自動控制系統課程的鞏固和提高。冶煉過程控制系統設計、冶金控制系統綜合實訓課程是對冶金自動化技術知識水平的鞏固和提高。通過過程控制系統綜合訓練課程，學生才能真正掌握好冶金工業自動控制技術。單片機系統綜合訓練課程包括單片機原理和軟件編程能力培養，并增加了1周的單片機軟件設計過程。
2.確立核心專業能力課程體系
計算機輔助仿真設計（Matlab）、計算機電子電路設計（Protel）、計算機C＋＋語言、DSP原理與應用、EDA原理與應用等課程構成了培養學生基于計算機的仿真設計與計算機控制軟硬件設計能力的核心專業能力課程體系。計算機輔助仿真設計（Matlab）軟件在生產實際中應用非常廣泛，是現代工業自動控制技術必須掌握的一個工具。計算機電子電路設計（Protel）和EDA原理與應用也是在生產實際中應用非常廣泛的軟件，作為選修課，對進一步提高學生基于計算機的軟硬件設計和控制能力，拓展學生的就業空間都有重要作用。
（三）堅持以冶金行業為主、自動化與冶金相結合的專業內涵
在整個課程設置體系中，自動化類課程約占40%，計算機類（軟件、硬件、芯片）課程占30%，冶金自動控制系統與檢測占30%。之所以這樣設置，原因主要有以下兩點。
首先，幾乎所有冶金企業的冶煉類崗位和自動控制系統類崗位是分開設置的，沒有對應的冶煉技術與自動控制系統技術融合崗位，因此，必須堅持以冶金自動化裝置控制技術為主，學生才好就業。但是，大量的冶金自動化高技術設備又要求自動化，這類技術人員必須既懂冶煉，又懂控制，而不是以往傳統的純自動化類技術人員。因此，自動化必須結合冶煉技術是冶金工業自動化專業的內涵。
其次，我校冶金類專業在西南地區是相當知名的，有強大的師資和學科支撐，因此，利用好這種優質資源來打造品牌專業是具備條件的。
1.冶金控制過程主干課程
冶煉過程控制系統設計、冶金控制系統綜合實訓、自動化儀表及DCS、冶金過程控制、過程控制系統及裝置、過程控制系統綜合訓練等課程構成了培養學生設計能力的主干課程。
2.自動化控制主干課程
電工電子技術、數字電子技術、電機控制技術、自動控制原理、電力電子技術、電力拖動自動控制技術、自動檢測技術等課程構成了培養學生加工制造能力的主干課程。
3.計算機主干課程
PLC原理與應用、單片機及控制系統設計、課程設計、單片機及控制系統設計、集散控制系統與現場總線技術、單片機系統綜合訓練、DSP原理及應用、EDA原理及應用、計算機仿真、C＋＋語言等課程構成了培養學生計算機控制等方面應用能力的主干課程。
（四）加強專業學習，強化專業能力和專業特色
長期以來，各重點高校的培養目標都是寬口徑、復合型人才，采用的是粗放式的培養模式，其指導思想是使畢業生的就業面更寬，能從事的職業更廣。因此，在其培養計劃中，學習的課程門數、學科和專業基礎課、概述性課程均較多，專業課較少，因而也淡化了專業特色和學校特色，削弱了學生的專業能力。在這種情況下，加強專業課的學習和專業能力的培養，強化專業特色，反而更有利于學生就業。我們采取的措施是：減少通識課、學科基礎課的學時，增大專業課的學時比例將原有的電機原理與拖動、電工原理、模電技術、數電技術課程壓縮，課時由110學時減為80學時。刪去工廠供電、常用電氣技術等基礎課。電力拖動自動控制系統由88學時減為64學時，增加30學時的DSP原理及應用和EDA原理及應用，強化計算機仿真的核心專業能力。改革后，通識課所占學時比例由36.75%降為31.5%，學科基礎課和專業基礎課由28%降為20.5%，而專業課則由10.25%提高到22.75%。
（五）加強實踐性教學，增強學生的實際應用能力
實踐性教學環節包括實驗、上機等非集中性實踐教學和電氣綜合實習、兩性實驗、參觀實習、課程設計、生產實習、畢業設計等集中性實踐教學。集中性實踐性教學環節學時由28周增加到改革后的42周，增加了34%。主要增加了1周的冶金控制系統綜合實訓、2周的單片機系統綜合訓練、1周的過程控制系統綜合訓練、2周的自動控制課程設計以及其他課程設計周數。為充分保證實踐性教學的質量和效果，學校投入大量的實驗設備，建成了擁有先進技術的電工技術實驗中心、自動化實驗創新基地。實驗和上機等非集中性實踐教學學時由原計劃的202學時增加到改革后的290學時，增加幅度約為43%。
（六）加強課程銜接的科學性及合理性
將變頻器技術與應用由原來的第6學期講授改在與電力電子技術課程同步的第5學期講授，所有課程設計均在學習了相應課程后立即進行。直流調速系統由原來的第6學期講授改為第5學期講授，作為一門專業基礎課，提前上更科學合理。
（七）改革教學方法
將一些應用性較強的課程（如電力拖動自動控制系統、變頻器技術及應用等）的部分學時由教室改在實驗室或實訓基地進行，實行現場教學。將操作性較強的軟件課程，如EDA、計算機電子設計（Protel）等，由課堂講授改在機房進行，教師邊講授，學生邊操作，以提高教學效率和教學效果。
（八）加強實訓教材、大綱、指導書的編寫
