計(jì)算機(jī)課PBL教學(xué)法應(yīng)用思索
時(shí)間:2022-06-04 03:02:00
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計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是自動(dòng)化專業(yè)的一門專業(yè)課。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和日益普及,越來(lái)越多的控制系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。pbl(problem-basedlearning)教學(xué)法以問題為基礎(chǔ),即學(xué)生圍繞問題進(jìn)行思維、推理和分析,教師只起導(dǎo)向作用,不直接回答學(xué)生的提問[1],采用以實(shí)例為先導(dǎo),以學(xué)生為主體的自學(xué)討論式教學(xué)方法。PBL教學(xué)法強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,以學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)為主,而不是以教師講授為主,其基本模式和流程為:實(shí)例—問題—自學(xué)—討論—小結(jié)。計(jì)算機(jī)控制技術(shù)具有理論性和實(shí)踐性并重的特點(diǎn),教學(xué)過(guò)程中靈活運(yùn)用PBL教學(xué)模式,采用典型實(shí)例、專題探討激發(fā)學(xué)生的求知欲,拓寬學(xué)生的思路,學(xué)生在提高動(dòng)手能力的同時(shí),也提高了對(duì)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)基礎(chǔ)理論的理解,鍛煉了表達(dá)能力、分析解決問題的能力。
1課程特點(diǎn)
計(jì)算機(jī)控制技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)在工業(yè)應(yīng)用中日益發(fā)展成熟而產(chǎn)生的一門新興學(xué)科。課程分為兩大部分,第一部分主要是關(guān)于計(jì)算機(jī)軟硬件內(nèi)容的介紹以及硬件在實(shí)踐中的應(yīng)用,第二部分則涉及相關(guān)的工業(yè)控制方面的理論知識(shí),如PID算法、大林算法、Smith預(yù)估算法以及最少拍等理論知識(shí)的介紹,這些知識(shí)在工程實(shí)踐中起著重要的作用。學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)本課程,可以掌握計(jì)算機(jī)控制生產(chǎn)過(guò)程的一些基本概念、系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的方法等。
2PBL教學(xué)法的應(yīng)用
2.1新課中的應(yīng)用興趣是學(xué)習(xí)活動(dòng)的動(dòng)力之源,對(duì)認(rèn)知活動(dòng)起著指導(dǎo)、調(diào)節(jié)和強(qiáng)化的作用,是學(xué)習(xí)過(guò)程順利而有效進(jìn)行的必要條件,新課導(dǎo)入是引起學(xué)生的注意,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),明確學(xué)習(xí)目標(biāo)和建立知識(shí)間聯(lián)系的教學(xué)活動(dòng)方式。在講授新課中,導(dǎo)入實(shí)例,激發(fā)學(xué)生興趣,對(duì)所學(xué)的基本內(nèi)容一一進(jìn)行掌握。具體做法:實(shí)例引導(dǎo)→教師精講→課堂討論→教師總結(jié)。
2.1.1選擇實(shí)例恰當(dāng)?shù)剡x擇實(shí)例對(duì)PBL教學(xué)至關(guān)重要,編寫的實(shí)例必須具有典型性。如在引入步進(jìn)電機(jī)的工作原理時(shí)可以舉常見的打印機(jī)、繪圖儀電機(jī)為例。針對(duì)實(shí)例所設(shè)計(jì)的問題要求能夠很好地導(dǎo)出教學(xué)內(nèi)容,問題不宜太難,由淺入深能夠貫穿課堂教學(xué)始終。
2.1.2授課過(guò)程用多媒體課件展示一個(gè)典型實(shí)例,圍繞實(shí)例提出問題,引導(dǎo)學(xué)生積極思考。如以打印機(jī)、繪圖儀電機(jī)的技術(shù)要求為例引出步進(jìn)電機(jī)的工作原理、控制系統(tǒng)的原理、步進(jìn)電機(jī)與微機(jī)的接口及程序設(shè)計(jì)等問題。學(xué)生依據(jù)掌握的知識(shí)開展討論,要求學(xué)生踴躍提問、發(fā)言,討論時(shí),教師要注意啟發(fā)誘導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生思維,一般在下課前,教師對(duì)學(xué)生所提出的共性問題、難點(diǎn)、重點(diǎn)作出分析與總結(jié),并及時(shí)糾正一些常見錯(cuò)誤、模糊觀點(diǎn),給出正確的思路和答案。最后布置課后思考題,以鞏固教學(xué)效果。
2.2復(fù)習(xí)課中的應(yīng)用完成一章教學(xué)后,引入實(shí)例進(jìn)行討論,對(duì)所學(xué)章的內(nèi)容進(jìn)行總復(fù)習(xí)。具體做法:實(shí)例引導(dǎo)→課前準(zhǔn)備→課堂討論→教師總結(jié)。
2.2.1課前準(zhǔn)備從生產(chǎn)實(shí)際中收集典型實(shí)例,加以修改。在每堂課前提出與此節(jié)內(nèi)容相關(guān)的問題,學(xué)生根據(jù)問題去預(yù)習(xí)和查找相關(guān)資料。關(guān)鍵在于問題的選取,選取的問題應(yīng)以重要性、趣味性為原則。如講授綜合設(shè)計(jì)與應(yīng)用這一章時(shí),先提出問題:“恒溫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)除了常用的PID控制方法外,還可以采用哪些其他方法”然后引導(dǎo)學(xué)生圍繞控制方法及其特點(diǎn)等方面去思考,自學(xué)后在課堂討論,最后教師給予指導(dǎo)總結(jié)。此方法不但可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,還可以促使教師不斷地積累和更新知識(shí)。教師提前一周將實(shí)例資料及問題告知學(xué)生,并督促他們預(yù)習(xí)相關(guān)課本內(nèi)容、查閱有關(guān)資料。
2.2.2授課過(guò)程蘇聯(lián)教育學(xué)家蘇霍姆林斯基認(rèn)為:“人的心靈深處,都有一種根深蒂固的需要,這就是希望感到自己是一個(gè)發(fā)現(xiàn)者、研究者、探索者?!币浞终{(diào)動(dòng)教與學(xué)的積極性,發(fā)揮以教師為主導(dǎo)和學(xué)生為主體的雙邊活動(dòng)。在講課中將有關(guān)計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài)介紹給學(xué)生,并在講課內(nèi)容方面注意不斷引進(jìn)新理論和新技術(shù),使學(xué)生了解本專業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。在課堂講授過(guò)程中,每展示一個(gè)實(shí)例,學(xué)生都針對(duì)實(shí)例進(jìn)行討論,最后由教師對(duì)討論的情況進(jìn)行總結(jié)。由于展示給學(xué)生的實(shí)例是與授課內(nèi)容相關(guān)的實(shí)例,所以要求學(xué)生要橫向和縱向聯(lián)系自己所學(xué)的知識(shí),既是對(duì)授課內(nèi)容的復(fù)習(xí),也是對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通、總結(jié)提高的過(guò)程。
2.3實(shí)驗(yàn)課中的應(yīng)用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)課程具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和應(yīng)用性。教師只提出實(shí)驗(yàn)的功能要求和性能指標(biāo),系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)過(guò)程等所有工作都由學(xué)生自己完成。鼓勵(lì)學(xué)生提問、設(shè)想,并幫助他們完成實(shí)驗(yàn)。在課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)置上緊密結(jié)合專業(yè),以實(shí)際應(yīng)用為主,安排閉環(huán)控制系統(tǒng)硬件構(gòu)成、采樣與保持、數(shù)字濾波、積分分離PD控制、最小拍控制系統(tǒng)、大林算法控制系統(tǒng)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,在一些實(shí)驗(yàn)中可以應(yīng)用Matlab軟件仿真配合教學(xué)[2]。同時(shí),布置一些實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題,使學(xué)生在應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決具體工程技術(shù)問題的過(guò)程中找到樂趣,進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和學(xué)習(xí)質(zhì)量[3]。
2.4考核評(píng)價(jià)改變考核評(píng)價(jià)比例督促學(xué)生扎實(shí)掌握知識(shí),使學(xué)生平時(shí)成績(jī)和實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力也在總評(píng)成績(jī)中占有一定比例。對(duì)于課堂上主動(dòng)回答問題、提出獨(dú)到見解或課程實(shí)驗(yàn)中成績(jī)優(yōu)秀的學(xué)生,其平時(shí)成績(jī)能給予較大幅度的加分。平時(shí)成績(jī)可以占到總成績(jī)的40%左右,這樣能大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
3結(jié)語(yǔ)
PBL教學(xué)法以問題為牽引,激發(fā)學(xué)生的興趣,增強(qiáng)學(xué)生的參與性,培養(yǎng)了學(xué)生積極主動(dòng)思考問題、自主學(xué)習(xí)、善于解決問題的能力。PBL教學(xué)法較好地體現(xiàn)了現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論和新的教學(xué)理念,是提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生素質(zhì)的一種有效途徑。