常州大學(xué)過(guò)控課程設(shè)計(jì)

常州大學(xué)過(guò)控課程設(shè)計(jì)一、課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1.理解過(guò)程控制的基本概念，掌握過(guò)程控制系統(tǒng)的組成、分類及工作原理；

2.學(xué)會(huì)分析過(guò)程控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，了解被控對(duì)象的特點(diǎn)及其對(duì)控制性能的影響；

3.掌握常見(jiàn)的過(guò)程控制算法，如PID控制、前饋控制、串級(jí)控制等，并了解其適用場(chǎng)景。

技能目標(biāo)：

1.能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)實(shí)際過(guò)程控制系統(tǒng)進(jìn)行建模、分析和設(shè)計(jì)；

2.培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助工具（如MATLAB、LabVIEW等）進(jìn)行過(guò)程控制系統(tǒng)仿真和實(shí)驗(yàn)的能力；

3.提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力，培養(yǎng)他們?cè)陧?xiàng)目實(shí)施中解決問(wèn)題的能力。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)過(guò)程控制技術(shù)的興趣，激發(fā)他們探索新技術(shù)的熱情；

2.增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，讓他們明白過(guò)程控制在節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)等領(lǐng)域的重要意義；

3.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、負(fù)責(zé)的學(xué)習(xí)態(tài)度，提高他們的職業(yè)素養(yǎng)。

本課程針對(duì)常州大學(xué)過(guò)控專業(yè)學(xué)生，結(jié)合課程性質(zhì)、學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)要求，明確了以上課程目標(biāo)。在后續(xù)的教學(xué)設(shè)計(jì)和評(píng)估中，將目標(biāo)分解為具體的學(xué)習(xí)成果，以確保學(xué)生能夠達(dá)到預(yù)期水平。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.過(guò)程控制基本概念：包括過(guò)程控制系統(tǒng)的定義、組成、分類及其在工業(yè)中的應(yīng)用；

教材章節(jié)：第一章

2.過(guò)程控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型：介紹被控對(duì)象的特性、傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間表達(dá)式等；

教材章節(jié)：第二章

3.常見(jiàn)過(guò)程控制算法：詳細(xì)講解PID控制、前饋控制、串級(jí)控制等算法的原理及實(shí)現(xiàn)；

教材章節(jié)：第三章

4.過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)：分析控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則，介紹控制系統(tǒng)參數(shù)整定方法；

教材章節(jié)：第四章

5.計(jì)算機(jī)輔助工具在過(guò)程控制系統(tǒng)中的應(yīng)用：介紹MATLAB、LabVIEW等工具在過(guò)程控制系統(tǒng)仿真和實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用；

教材章節(jié)：第五章

6.過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)例分析：分析典型過(guò)程控制系統(tǒng)的案例，讓學(xué)生了解實(shí)際工程應(yīng)用；

教材章節(jié)：第六章

7.過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)：組織學(xué)生進(jìn)行過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)，鞏固理論知識(shí)，提高實(shí)際操作能力；

教材章節(jié)：第七章

教學(xué)內(nèi)容按照課程目標(biāo)進(jìn)行科學(xué)性和系統(tǒng)性的組織，制定詳細(xì)的教學(xué)大綱，明確教學(xué)內(nèi)容的安排和進(jìn)度。在教學(xué)過(guò)程中，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生能夠更好地掌握過(guò)程控制技術(shù)。

三、教學(xué)方法

針對(duì)過(guò)程控制課程的特點(diǎn)，采用以下多樣化的教學(xué)方法，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性：

1.講授法：在講解過(guò)程控制基本概念、數(shù)學(xué)模型和常見(jiàn)控制算法等理論性較強(qiáng)的內(nèi)容時(shí)，采用講授法，結(jié)合多媒體課件，使抽象的理論知識(shí)形象化、具體化。

2.討論法：針對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、案例分析等教學(xué)內(nèi)容，組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考問(wèn)題，提高他們分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

3.案例分析法：挑選具有代表性的過(guò)程控制系統(tǒng)案例，讓學(xué)生分組研究，分析案例中存在的問(wèn)題，并提出解決方案。這種方法有助于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

4.實(shí)驗(yàn)法：組織過(guò)程控制實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，鞏固理論知識(shí)，提高實(shí)踐能力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，鼓勵(lì)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析問(wèn)題、總結(jié)規(guī)律。

5.情境教學(xué)法：創(chuàng)設(shè)實(shí)際工程情境，讓學(xué)生在模擬的工程環(huán)境中學(xué)習(xí)，提高他們的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)際應(yīng)用能力。

6.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：將過(guò)程控制教學(xué)內(nèi)容分解為若干個(gè)具體任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)完成這些任務(wù)來(lái)學(xué)習(xí)，使學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中掌握所學(xué)知識(shí)。

7.對(duì)比分析法：對(duì)比不同過(guò)程控制算法的優(yōu)缺點(diǎn)，讓學(xué)生了解各種算法的適用場(chǎng)景，提高他們的判斷和選擇能力。

8.課后自學(xué)與拓展：布置課后自學(xué)任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生查閱資料、拓展知識(shí)，培養(yǎng)他們的自主學(xué)習(xí)能力。

四、教學(xué)評(píng)估

為確保教學(xué)質(zhì)量和全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，本課程采用以下評(píng)估方式：

1.平時(shí)表現(xiàn)：占總評(píng)成績(jī)的30%。包括課堂出勤、課堂討論、小組協(xié)作、實(shí)驗(yàn)操作等方面。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)包括學(xué)生的參與度、積極性和團(tuán)隊(duì)合作能力。

2.作業(yè)：占總評(píng)成績(jī)的20%。布置與課程內(nèi)容相關(guān)的作業(yè)，旨在鞏固理論知識(shí)，提高學(xué)生的應(yīng)用能力。作業(yè)要求學(xué)生獨(dú)立完成，按時(shí)提交，教師批改后給予反饋。

3.期中考試：占總評(píng)成績(jī)的20%?？荚噧?nèi)容涵蓋課程前半部分的理論知識(shí)，以選擇題、填空題、計(jì)算題和簡(jiǎn)答題等形式出現(xiàn)，全面考察學(xué)生的理解和掌握程度。

4.期末考試：占總評(píng)成績(jī)的30%?？荚噧?nèi)容涉及課程全部知識(shí)點(diǎn)，包括理論知識(shí)和實(shí)際應(yīng)用?？荚囆问桨ㄩ]卷考試和開(kāi)卷考試，旨在綜合評(píng)估學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。

5.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：占總評(píng)成績(jī)的10%。學(xué)生需完成規(guī)定的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告要求內(nèi)容完整、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、分析深入，體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和問(wèn)題分析能力。

6.案例分析與課堂展示：占總評(píng)成績(jī)的10%。學(xué)生分組進(jìn)行案例分析和課堂展示，評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)包括分析深度、解決方案的可行性以及展示效果。

教學(xué)評(píng)估方式客觀、公正，全面考慮學(xué)生的知識(shí)掌握、技能應(yīng)用和情感態(tài)度價(jià)值觀等方面的表現(xiàn)。通過(guò)多元化的評(píng)估手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)他們自主學(xué)習(xí)和實(shí)際操作能力，提高課程教學(xué)效果。同時(shí)，教師根據(jù)評(píng)估結(jié)果及時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和策略，以促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的持續(xù)提升。

五、教學(xué)安排

為確保教學(xué)任務(wù)的順利完成，結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況和需要，制定以下教學(xué)安排：

1.教學(xué)進(jìn)度：課程共計(jì)16周，每周2課時(shí)，共計(jì)32課時(shí)。具體教學(xué)進(jìn)度安排如下：

-第1-4周：過(guò)程控制基本概念、數(shù)學(xué)模型；

-第5-8周：常見(jiàn)過(guò)程控制算法；

-第9-12周：過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工具應(yīng)用；

-第13-16周：過(guò)程控制系統(tǒng)實(shí)例分析、實(shí)驗(yàn)操作及總結(jié)。

2.教學(xué)時(shí)間：根據(jù)學(xué)生的作息時(shí)間，將課程安排在每周一、三的上午或下午進(jìn)行，每課時(shí)45分鐘，保證學(xué)生有充足的休息時(shí)間。

3.教學(xué)地點(diǎn)：理論教學(xué)在多媒體教室進(jìn)行，便于教師利用多媒體課件進(jìn)行講解；實(shí)驗(yàn)操作在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，確保學(xué)生能夠在實(shí)際環(huán)境中掌握過(guò)程控制技術(shù)。

4.課外輔導(dǎo)：針對(duì)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題，安排每周二、四下午的課外輔導(dǎo)時(shí)間，為學(xué)生提供答疑解惑的機(jī)會(huì)。

5.作業(yè)與實(shí)驗(yàn)報(bào)告：每周五布置作業(yè)，要求學(xué)生在下周二前完成并提交；實(shí)驗(yàn)報(bào)告在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后一周內(nèi)提交，以便教師及時(shí)批改和反饋。

6.考試安排：期中考試安排在課程進(jìn)行到一半時(shí)進(jìn)行，期末考試在課程結(jié)束后的第二個(gè)周進(jìn)行，為學(xué)生留出充足的復(fù)習(xí)時(shí)間。

7.課堂討論與展示：結(jié)合課程內(nèi)容，安排2-3