自动化专业课程设计实践创新能力培养策略与方法
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摘要 研究自动化专业实践体系中课程设计实践教学创新方法、实践体系创新平台设计与开发、过程监控与创新能力考核策略等相关内容。实践表明，这些策略和方法在自动化专业课程设计中取得良好效果，对促进学生创新能力培养具有重要作用。
关键词 课程设计；实践教学；自动控制原理；计算机控制
中图分类号：G642.4文献标识码：B文章编号：1671-489X(2012)15-0041-03
1 引言
实践创新能力培养是当代大学生更快更好地适应社会工作需求的基础和保障[1-2]，其培养体系、实施方法、教学模式等受到教育界的广泛关注[3-5]。课程设计是当前自动化专业实践教学体系的重要内容，对增强学生理论实践能力、提高自动化专业教学整体水平、建立适应社会发展与高校实践教学改革创新模式等关键问题至关重要[6-7]。
2 课程设计在自动化专业实践教学体系中现状
的分析
课程设计是自动化专业实践教学体系中的重要环节，一般涉及自动控制原理课程设计、计算机控制技术课程设计、综合设计等相关内容，不同学校可能侧重点不同，重庆邮电大学自动化专业课程设计在专业实践平台中的内容及安排如图1所示。
多年来，课程设计一般由学生分组作业，往往因学生人数较多，过程监控较难。如何有效激发学生积极主动性，既让每个学生在其设计题目中充分发挥作用，深刻掌握课程理论知识，又能有效锻炼学生协作解决问题的能力，一直是大家关注的问题。随着当前社会对创新性人才需求的增加，自动化专业课程设计日益暴露出一些新问题。一方面，为了增强教学效果，需要尽可能多地设计题目，以减小分组人数。然而如何掌握题目难度至关重要。往往一些题目应用背景非常广泛，学生实施过程中缺少对具体对象的直观理解，设计难度大，效果也很难验证，在有限的一两周时间内很难达到实际效果。另一方面，不同课程设计之间缺少统一联系，结果难以互相验证，成果难以共享。
如自动控制课程设计的模型难以为计算机控制技术课程设计和综合设计验证，计算机控制技术课程设计的算法与模块难以在综合设计中应用，不仅造成实践对象灵活性差、实践平台资源浪费，也致使实践教学整体效果难以保证，学生知识体系零碎，创新思维与创新能力受到极大限制。
显然，实现自动控制原理的控制模型、计算机控制技术的算法与模块、综合设计软硬件平台与系统开发的有机统一，对培养学生实践创新综合能力、增强自动化专业实践教学效果是非常重要的。
3 面向实践创新能力培养的自动化专业课程设计
3.1 创新实践教学方法，提高学生的积极性和主动性
由于课程设计一般都只有一周半或两周时间，设计时间非常有限，特别是计算机控制技术课程设计及综合设计，需要学生在这样有限的时间内，完成具有可验证的实验系统是非常困难的。另一方面，进行课程设计之前，很多学生都参加过电子设计大赛，完成了单片机等相关实验课程，具有一定软硬件基础与创新能力。因此，为了在课程设计中培养学生自主探索的创新能力与思维，必须探索新的课程设计实践教学方法。
目前，重庆邮电大学自动化专业课程设计在实践教学中采用了分段实施的方式，先停课一周集中进行设计，大纲要求的剩下时间安排在七八周之后再停课集中进行。这样学生可以根据自己设计进展的实际情况，利用两次集中停课之间的空余时间继续设计。这样不仅无形中延长了课程设计时间，学生有更充分的时间与精力进行设计，同时可以带着问题学习，主动查阅资料，探索一些可能还没学过的知识，提高积极性与主动性。当然，相应提高了设计的具体要求，增强了学生的设计效果。另一方面，对于自动控制原理课程设计，由于必须以理论教学为基础，也提前征集题目，让学生上理论课时就知道自己课程设计题目，这样就可以带着相关问题进行学习，对理论和实践教学都有明显的促进作用。同时，理论课教师一般都必须指导相应的课程设计。因此，要求教师有意识地结合自己设计的题目，在适当的授课环节分析设计相关问题，也极大地提高了学生的学习兴趣，促进了理论教学效果。
3.2 科学研究，整体规划，构建一体化实践创新平台
实现自动化专业课程设计间的协调统一，对增强自动化专业课程设计实践教学综合效果具有重要意义。这需要科学研究，整体规划，不仅要保证实践教学体系上的模型、算法、系统间的协调统一，也要求实践平台上的统筹规划、灵活配置，以构建综合实践创新平台[8-9]。在以往课程设计中，一些实验特性较好的对象，如电机控制，被不断地低级重复，上届学生的设计结果基本上不能为下届学生使用，造成极大浪费。因此，在现在实验平台基础上，统一规划，设计了新的综合创新实践平台，满足不同课程设计的实践教学要求。
在实践体系方面，自动控制原理课程设计以系统建模、仿真为主，实现系统分析、设计与校正；计算控制技术课程设计可以在自动控制原理设计的基础上进一步实现计算机控制策略、算法、方案的验证及控制模块设计与开发；综合设计可以在不同模块中实现系统集成、分析与验证，实现自动控制系统设计与开发。在实践平台方面，学生可以自己设计题目实现方案，灵活配置功能模块，实现具体环节功能，如软件模块、硬件接口等，让每个学生既在实践中验证了整体设计方案，又具体实现了一定模块功能。如自动控制原理课程设计的模型，可以直接在实践平台上验证，虽然学生实现的是控制对象的建模与仿真，但得到的是更直观的控制结果，极大地激发了学生学习兴趣，增强了实践教学效果。
3.3 加强过程监控，建立合理有效的创新能力考核方法
有效监控课程设计中每个学生的实际工作，对促进课程设计效果的提高至关重要。例如，自动控制原理课程设计由于必须以理论教学为基础，一般都安排在学期第十四五周，由于这段时间临近期末，很难保证每个学生都如期完成课程设计，有时出现一个组只有一两名学生实际在做设计的现象。由于种种原因，计算机控制技术课程设计、综合设计也都存在类似现象。另一方面，以往都是由指导教师根据设计报告，给出学生成绩。但由于缺少可实际操作的有效标准，设计成绩难以把握，一定程度上造成学生“课程设计都能过”的假象。
因此，制定新的课程设计教学大纲，采用集中答辩方式，要求每个学生都必须在规定的时间内提交设计报告，报告中必须体现学生自己的工作。这样学生必须在同一设计题目的整体框架下，独立寻找属于自己那部分问题的解决方案。指导教师根据学生实际参加设计过程评定每个学生的平时成绩。然后由学院统一分组答辩，指导教师一般不参加其学生所在组的答辩，答辩时间一般控制在10分钟内，采用学生口头报告与教师提问相结合的方式，根据学生实际设计工作和答辩情况评定答辩成绩，学生最终成绩由指导教师成绩和答辩成绩综合组成。
实际效果表明，在新大纲的统一要求下，经过集中答辩，学生的设计态度、报告质量、成果水平都比往年有了较大改进。同一题目，往往出现多种设计方案和不同实现方法，有的方案尽管不尽合理，也没有具体结果，但思路独特，仍然得到好的答辩成绩。这样极大地激发了学生学习兴趣，培养了学生解决问题的创新实践能力。当然一般仍有部分学生没有通过答辩，将参加下一届的相关课程设计。相信经过不断完善，设计效果将得到明显改进，学生实践教学质量将能得到有效保证。
4 结束语
自动化专业课程设计实践创新能力培养策略与方法适应了社会对当代大学生实践创新能力的需求。本文分析了课程设计实践教学实施创新方法、课程设计实践体系综合创新平台设计与开发、课程设计过程监控与创新能力考核等相关内容。实践表明，这些方法在自动化专业课程设计中取得良好效果，对促进学生创新能力培养，保障自动化专业实践教学水平的整体提高具有重要作用。
参考文献
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