大連大學自動化課程設計

大連大學自動化課程設計一、課程目標

知識目標：

1.理解并掌握自動化基本概念，包括自動控制系統(tǒng)的組成、分類及工作原理；

2.學習并掌握自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型，包括微分方程、傳遞函數(shù)及其應用；

3.了解自動控制系統(tǒng)的性能指標，掌握穩(wěn)定性、快速性、精確性等評價方法。

技能目標：

1.能夠運用所學的自動控制理論分析實際自動化系統(tǒng)，建立數(shù)學模型，并進行簡單的控制系統(tǒng)設計；

2.能夠利用仿真軟件對自動控制系統(tǒng)進行模擬，觀察系統(tǒng)性能，分析并優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)；

3.培養(yǎng)學生的團隊合作能力，通過小組討論、項目實踐等形式，提高解決實際問題的能力。

情感態(tài)度價值觀目標：

1.培養(yǎng)學生對自動化技術的興趣和熱情，激發(fā)學生探索精神，提高學生的創(chuàng)新意識；

2.強化學生的工程倫理觀念，使學生認識到自動化技術在工程實踐中的應用價值和責任；

3.培養(yǎng)學生嚴謹、務實的學術態(tài)度，提高學生的自主學習能力，養(yǎng)成良好的學習習慣。

本課程針對大連大學自動化專業(yè)學生，結(jié)合課程性質(zhì)、學生特點和教學要求，明確了具體、可衡量的課程目標。通過本課程的學習，旨在使學生在掌握基本理論知識的基礎上，提高解決實際問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和團隊協(xié)作能力，為將來從事自動化領域的工作打下堅實基礎。

二、教學內(nèi)容

1.自動化基本概念：包括自動控制系統(tǒng)的定義、組成、分類及工作原理；

-教材章節(jié)：第1章自動控制概述

2.自動控制系統(tǒng)的數(shù)學模型：微分方程、傳遞函數(shù)及其轉(zhuǎn)換方法；

-教材章節(jié)：第2章控制系統(tǒng)的數(shù)學模型

3.自動控制系統(tǒng)的性能分析：穩(wěn)定性、快速性、精確性等性能指標；

-教材章節(jié)：第3章控制系統(tǒng)的性能分析

4.控制系統(tǒng)設計方法：PID控制、狀態(tài)反饋控制等；

-教材章節(jié)：第4章控制系統(tǒng)設計

5.自動控制系統(tǒng)的仿真與實現(xiàn)：利用仿真軟件（如MATLAB/Simulink）對控制系統(tǒng)進行模擬；

-教材章節(jié)：第5章控制系統(tǒng)仿真

6.實際自動化系統(tǒng)案例分析：分析典型自動化系統(tǒng)，提高學生的實際應用能力；

-教材章節(jié)：第6章自動控制系統(tǒng)應用實例

教學內(nèi)容按照教學大綱進行安排，共計16周，每周2學時。教學過程中，將結(jié)合課本內(nèi)容，注重理論與實踐相結(jié)合，確保學生掌握自動化基本概念、數(shù)學模型、性能分析、控制系統(tǒng)設計及仿真等方面的知識和技能。同時，通過案例分析，提高學生對自動化技術在工程實踐中的應用能力。

三、教學方法

針對本課程的教學目標和內(nèi)容，采用以下多樣化的教學方法，以激發(fā)學生的學習興趣和主動性：

1.講授法：對于自動化基本概念、數(shù)學模型、性能分析等理論性較強的內(nèi)容，采用講授法進行教學。通過教師深入淺出的講解，使學生系統(tǒng)掌握課程知識，為后續(xù)實踐環(huán)節(jié)打下基礎。

2.討論法：針對控制系統(tǒng)設計方法、自動化系統(tǒng)案例分析等內(nèi)容，組織學生進行課堂討論。引導學生運用所學知識分析問題、提出解決方案，培養(yǎng)學生的思辨能力和團隊協(xié)作精神。

3.案例分析法：選擇具有代表性的自動化系統(tǒng)案例，引導學生分析案例中涉及的技術問題，提出解決方案。通過案例分析，使學生將理論知識與實際應用相結(jié)合，提高解決實際問題的能力。

4.實驗法：結(jié)合課程內(nèi)容，安排相應的實驗課時。讓學生在實驗室環(huán)境下，運用自動化設備進行實踐操作，掌握自動化系統(tǒng)的調(diào)試、運行和維護技能。

5.仿真法：利用MATLAB/Simulink等仿真軟件，對自動控制系統(tǒng)進行模擬。使學生通過操作軟件，觀察系統(tǒng)性能，分析并優(yōu)化系統(tǒng)參數(shù)，提高學生的動手能力。

6.小組合作法：將學生分成若干小組，每組承擔一定的項目任務。鼓勵學生互相協(xié)作、共同探討，培養(yǎng)團隊合作精神和溝通能力。

7.情境教學法：創(chuàng)設實際工作場景，讓學生在特定情境下運用所學知識解決問題。通過情境教學，增強學生的學習興趣，提高學生的應用能力。

8.課外拓展法：鼓勵學生利用課外時間進行拓展學習，如參加學術講座、競賽、實踐項目等。拓寬學生的知識視野，提高學生的自主學習能力。

綜合運用以上教學方法，注重理論與實踐相結(jié)合，充分調(diào)動學生的學習積極性，提高學生的知識水平和實踐能力。在教學過程中，關注學生的個體差異，及時調(diào)整教學策略，以確保課程教學效果。

四、教學評估

為確保教學目標的實現(xiàn)，全面反映學生的學習成果，設計以下客觀、公正的評估方式：

1.平時表現(xiàn)：占總評成績的20%。主要包括課堂出勤、課堂表現(xiàn)、小組討論等。評估學生日常學習態(tài)度、團隊合作能力及溝通表達能力。

2.作業(yè)：占總評成績的30%。針對課程內(nèi)容布置適量的課后作業(yè)，旨在鞏固所學知識，培養(yǎng)學生的學習習慣和自主學習能力。

3.實驗報告：占總評成績的20%。要求學生完成實驗后撰寫實驗報告，報告內(nèi)容應包括實驗目的、原理、過程、結(jié)果分析等，以評估學生的實驗操作能力和分析問題的能力。

4.課程設計：占總評成績的10%。安排一次課程設計，要求學生根據(jù)所學知識設計一個簡單的自動控制系統(tǒng)，評估學生運用理論知識解決實際問題的能力。

5.期中考試：占總評成績的10%?？荚噧?nèi)容涵蓋課程前半部分的理論知識，以選擇題、填空題、簡答題等形式進行，檢驗學生對基礎知識的掌握。

6.期末考試：占總評成績的20%?？荚噧?nèi)容包括整個課程的理論知識，題型包括選擇題、計算題、分析題等，全面評估學生的知識水平和綜合運用能力。

教學評估過程中，注意以下幾點：

1.評估標準明確，確保評估的客觀性和公正性；

2.評估結(jié)果及時反饋給學生，幫助學生發(fā)現(xiàn)不足，提高學習效果；

3.關注學生的個體差異，鼓勵學生在原有基礎上取得進步；

4.定期對教學評估進行總結(jié)，根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整教學策略，以提高教學質(zhì)量。

五、教學安排

為確保課程教學任務的順利完成，結(jié)合學生實際情況和需求，制定以下合理、緊湊的教學安排：

1.教學進度：共計16周，每周2學時，按照教材章節(jié)順序進行教學。具體安排如下：

-第1-4周：自動化基本概念、數(shù)學模型（第1、2章）

-第5-8周：自動控制系統(tǒng)的性能分析（第3章）

-第9-12周：控制系統(tǒng)設計方法、自動化系統(tǒng)案例分析（第4、6章）

-第13-16周：控制系統(tǒng)仿真與實現(xiàn)、課程設計（第5章）

2.教學時間：根據(jù)學生的作息時間，安排在每周的固定時間進行授課，確保學生有足夠的時間進行預習和復習。

3.教學地點：理論課在多媒體教室進行，便于教師運用多媒體教學資源進行講解；實驗課在實驗室進行，確保學生能夠親自動手操作。

4.課外輔導：針對學生需求，安排課外輔導時間，為學生提供答疑解惑的機會，幫助學生鞏固所學知識。

5.考試安排：期中考試安排在課程進行到一半時，期末考試安排在課程結(jié)束后，以便學生有充分的時間進行復習。

6.課程設計：安排在課程最后階段，學生可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇設計題目，充分調(diào)動學生的學習積極性。

7.實驗課：根據(jù)實驗內(nèi)容和實驗設備，合理安排實驗