計算機課PBL教學法應用思索
時間:2022-06-04 03:02:00
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計算機控制技術是自動化專業的一門專業課。隨著計算機技術的迅猛發展和日益普及,越來越多的控制系統采用計算機進行控制。pbl(problem-basedlearning)教學法以問題為基礎,即學生圍繞問題進行思維、推理和分析,教師只起導向作用,不直接回答學生的提問[1],采用以實例為先導,以學生為主體的自學討論式教學方法。PBL教學法強調以學生為中心,以學生的主動學習為主,而不是以教師講授為主,其基本模式和流程為:實例—問題—自學—討論—小結。計算機控制技術具有理論性和實踐性并重的特點,教學過程中靈活運用PBL教學模式,采用典型實例、專題探討激發學生的求知欲,拓寬學生的思路,學生在提高動手能力的同時,也提高了對計算機控制技術基礎理論的理解,鍛煉了表達能力、分析解決問題的能力。
1課程特點
計算機控制技術是計算機技術與控制技術在工業應用中日益發展成熟而產生的一門新興學科。課程分為兩大部分,第一部分主要是關于計算機軟硬件內容的介紹以及硬件在實踐中的應用,第二部分則涉及相關的工業控制方面的理論知識,如PID算法、大林算法、Smith預估算法以及最少拍等理論知識的介紹,這些知識在工程實踐中起著重要的作用。學生通過學習本課程,可以掌握計算機控制生產過程的一些基本概念、系統分析設計的方法等。
2PBL教學法的應用
2.1新課中的應用興趣是學習活動的動力之源,對認知活動起著指導、調節和強化的作用,是學習過程順利而有效進行的必要條件,新課導入是引起學生的注意,激發學習興趣,形成學習動機,明確學習目標和建立知識間聯系的教學活動方式。在講授新課中,導入實例,激發學生興趣,對所學的基本內容一一進行掌握。具體做法:實例引導→教師精講→課堂討論→教師總結。
2.1.1選擇實例恰當地選擇實例對PBL教學至關重要,編寫的實例必須具有典型性。如在引入步進電機的工作原理時可以舉常見的打印機、繪圖儀電機為例。針對實例所設計的問題要求能夠很好地導出教學內容,問題不宜太難,由淺入深能夠貫穿課堂教學始終。
2.1.2授課過程用多媒體課件展示一個典型實例,圍繞實例提出問題,引導學生積極思考。如以打印機、繪圖儀電機的技術要求為例引出步進電機的工作原理、控制系統的原理、步進電機與微機的接口及程序設計等問題。學生依據掌握的知識開展討論,要求學生踴躍提問、發言,討論時,教師要注意啟發誘導,促進學生思維,一般在下課前,教師對學生所提出的共性問題、難點、重點作出分析與總結,并及時糾正一些常見錯誤、模糊觀點,給出正確的思路和答案。最后布置課后思考題,以鞏固教學效果。
2.2復習課中的應用完成一章教學后,引入實例進行討論,對所學章的內容進行總復習。具體做法:實例引導→課前準備→課堂討論→教師總結。
2.2.1課前準備從生產實際中收集典型實例,加以修改。在每堂課前提出與此節內容相關的問題,學生根據問題去預習和查找相關資料。關鍵在于問題的選取,選取的問題應以重要性、趣味性為原則。如講授綜合設計與應用這一章時,先提出問題:“恒溫控制系統的設計除了常用的PID控制方法外,還可以采用哪些其他方法”然后引導學生圍繞控制方法及其特點等方面去思考,自學后在課堂討論,最后教師給予指導總結。此方法不但可以調動學生學習的積極性,還可以促使教師不斷地積累和更新知識。教師提前一周將實例資料及問題告知學生,并督促他們預習相關課本內容、查閱有關資料。
2.2.2授課過程蘇聯教育學家蘇霍姆林斯基認為:“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發現者、研究者、探索者?!币浞终{動教與學的積極性,發揮以教師為主導和學生為主體的雙邊活動。在講課中將有關計算機控制技術的國內外發展動態介紹給學生,并在講課內容方面注意不斷引進新理論和新技術,使學生了解本專業領域的發展趨勢。在課堂講授過程中,每展示一個實例,學生都針對實例進行討論,最后由教師對討論的情況進行總結。由于展示給學生的實例是與授課內容相關的實例,所以要求學生要橫向和縱向聯系自己所學的知識,既是對授課內容的復習,也是對知識融會貫通、總結提高的過程。
2.3實驗課中的應用計算機控制技術課程具有較強的實踐性和應用性。教師只提出實驗的功能要求和性能指標,系統的設計與實驗過程等所有工作都由學生自己完成。鼓勵學生提問、設想,并幫助他們完成實驗。在課程實驗內容設置上緊密結合專業,以實際應用為主,安排閉環控制系統硬件構成、采樣與保持、數字濾波、積分分離PD控制、最小拍控制系統、大林算法控制系統等實驗內容,在一些實驗中可以應用Matlab軟件仿真配合教學[2]。同時,布置一些實際生產中可能出現的問題,使學生在應用所學知識解決具體工程技術問題的過程中找到樂趣,進而提高學生的學習積極性和學習質量[3]。
2.4考核評價改變考核評價比例督促學生扎實掌握知識,使學生平時成績和實驗動手能力也在總評成績中占有一定比例。對于課堂上主動回答問題、提出獨到見解或課程實驗中成績優秀的學生,其平時成績能給予較大幅度的加分。平時成績可以占到總成績的40%左右,這樣能大大激發學生的學習熱情。
3結語
PBL教學法以問題為牽引,激發學生的興趣,增強學生的參與性,培養了學生積極主動思考問題、自主學習、善于解決問題的能力。PBL教學法較好地體現了現代學習理論和新的教學理念,是提高教學質量和學生素質的一種有效途徑。
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