计算机控制技术专业.doc

河套大学计算机控制技术专业教学系统设计（实验稿）高职计算机应用技术专业“整体优化”教学改革实验研究课题组 随着我国工业经济的不断发展，特别是加入WTO以后，工业领域的现有设备将逐步被高智能的现代化设备所取代，生产设备自动化程度的不断提高，计算机控制技术的迅猛发展，如数控设备、自控设施的不断普及，计算机控制技术专业技术人员市场需求量大，专业发展前景广阔。企业的发展离不开新技术、新设备，生产率的提高更离不开自动化设备的应用，而新技术、新设备的引进、使用、操作与维护，已不再是传统意义上的技术工人可以胜任的，学科型的普通本科毕业生也是难以胜任的，它需要既懂得一定的基础理论知识和专业理论知识，同时又有较熟练的操作技术能力和丰富的实际生产经验的高等技术应用性人才。因此，高职高专院校建立和完善计算机控制技术教学系统设计，培养符合当代社会需求的技术人才显得尤为重要。目前，各高校计算机控制技术专业还没有完整的教学系统设计，只是具备分析社会的需求，制定培养目标、培养规格、课程安排、就业方向等内容。本教学系统设计由分析社会需求、设计培养目标、确定培养规格、构建课程体系、做出课程安排、制定课程标准、设计教学资源、进行教学实践，以及完成评价和修正等步骤组成。本文以教学系统设计理论为指导，在详细分析社会需求的基础上，给出计算机控制技术专业人才的能力结构模型，并据此构建了计算机控制技术专业（高职）的培养目标和课程体系。根据李龙教授给出的教学设计理论，对于宏观教学系统的设计有着如下的模式：社 会 需 求（人才的知识、能力结构）评价修正培养目标教学实践培养规格教学资源课程体系课程标准课程安排图1 教学系统设计模式从图中可以看出，教学系统设计首先要从分析社会发展对人才的需求出发，得出所需人才的知识和能力结构模型；然后根据该模型设计教学系统的培养目标。该目标既是教学系统设计的依据，也是教学系统设计的归宿；第三步，根据培养目标确定所需人才的培养规格；第四步，根据培养规格的要求和现代课程理论，构建该教学系统的课程体系；第五步，根据人才综合能力的形成规律和各门课程之间的衔接关系，做出课程安排（即通常所说的教学计划）。上述两步有时合并进行，称为制定课程计划；第六步，根据各门课程在整个课程体系中的地位和作用，以及学科特点，确定其课程标准。主要内容有：该课程教学总目标、教学内容和基本要求、教学原则和方式方法、教材编写与选用说明、学习评价与考核等内容；第七步，设计（选择、利用）教学资源，其中包括根据课程标准选定或编写教材、组织和培训师资、建立相应的教学环境（教学设施、实验条件、图书资料等），以及完善管理体制；第八步，进行教学实践，并在实践中检验设计方案。从上图还可以看出：评价和修正处于模式的中心位置，随时对各步骤进行检测和评价，及时反馈，随时做出修正，以保证培养目标的实现，满足社会发展对人才的需求。下面根据教学系统设计模式对计算机控制技术专业进行系统设计。一、计算机控制技术专业人才需求分析为了能够更好的了解计算机控制技术专业的现状，掌握本专业的行业特点、所面向的社会上的主要的岗位群及其对人员在学历层次和业务水平等方面的要求，我们通过问卷调查、广泛听取来自各种用人单位的意见和建议等方式，较深入的了解了目前社会各界对于本专业人才的具体要求和需求量,了解从用人单位的角度反映出的大专层次人才与本科层次人才的主要区别,帮助我们在专业建设上可以面向社会需要而进行恰当调整,使我们的培养思想、培养目标和教育方法要符合社会需求,以使我们的学生更受社会欢迎。同时，我们对北京联合大学生物化工程学院（/rcpy/zsjz/zsjz_zyjs.html）、浙江经济职业技术学院（）、西安电力高等专科学校（/）、山东水利职业学院（/xxgcx/Article_Show.asp?ArticleID=505）、湖南工学院（/xbsz/dqx/HTML.files/jsjkzjs.htm）、南京化工职业技术学院（/njhyzkx/zysz/jsjkz.htm）、东营职业学院（/SchoolData/3/769/Major/25040.htm）的计算机控制技术专业及其相关专业的情况进行了了解；也查阅了辽宁行政学院学报，2007年第04期，林来杰的文章高职计算机应用专业人才需求社会调查与培养模式思考、黑龙江高教研究，2001年第05期，王榜军、张佩生、齐明、刘庆田的文章高职教育人才培养模式的思考、天津理工学院学报，2000年第S1期，任兆香的文章电气控制技术专业高职办学的思路与实践、中国职业技术教育，2007年第22期，熊发涯的文章以岗位需求为导向 构建高职计算机应用技术专业课程体系。根据我们的调查和分析，随着先进计算机控制自动化生产设备和生产技术的不断引进并陆续建成投产，对一线生产人员素质和层次要求越来越高，需要一批批具有高技能、高素质的复合型人才补充到生产一线。企业劳资部门普遍反映，具有较高职业技能和生产适应能力，拿得起、留得住的人才很难求。企业管理者普遍认识到，合理的人才结构既需要一批专业尖子人才，更需要一支高素质的产业队伍。而尖子人才可以引进，但不可能引进一支高素质的产业大军。因此，迫切要求高职院校担负起培养一批高素质、高技能的计算机控制技术专业人才的任务。社会发展对计算机控制技术专业人才能力的需求，是构建计算机控制技术学专业课程体系的主要依据。为适应市场经济发展需要，掌握社会现有计算机控制技术专业人才状况，了解社会未来三年对计算机控制技术专业人才的需求及培养要求，从而为确定我系计算机控制技术专业的培养目标和专业设置提供基本的依据。我们采用上网资料收集与分析手段，就相关行业和企业对计算机控制技术人才的需求进行调查和分析。职位名称职责与要求电工照明线路、异步电动机控制线路的元件安装及配线工艺电子测试员电子产品的检测、焊接艺术、PCB制版系统、表面贴装产品工艺自动化设备检测员过程控制系统、集散控制系统、自动化生产系统的维修、调试等技术和管理工作以信息化带动工业化，走新型工业化发展道路，促进了经济的跨越式发展。随着科技发展的日新月异，对外开放的日益扩大，特别是全面加快西部地区的开发建设，对高素质、高技能，具备掌握机械、电气自动化、电子信息技术的复合型人才的需求将越来越大。 为更好的完成高职教育担负的为本市和周边地区行业服务，培养输送计算机控制产业需求的高素质技能型人才的任务，并为实现高职专业适应人才市场需求，就业率高的目标，同时对生产中新技术、新设备的应用，特别是电子信息技术在企业中的应用和人才需求状况日益迫切。因此计算机控制系统及设备的运行、维护与管理成为计算机控制技术专业人才必备的能力。根据上面的分析，计算机控制技术专业人才应具备表1所列出的六种能力和相关领域的知识、技能。表1 计算机控制技术专业人才能力结构与相关知识领域能 力 结 构任 务 分 析相 关 知 识 领 域实时软件编制能力掌握利用实时程序设计语言进行软件设计VB.NET语言程序设计、C语言程序设计、工业控制组态软件及应用电子专业基本技术能力掌握电路理论及分析方法电工基础与应用、电子基础与应用控制系统分析与简单电路设计能力了解计算机控制系统的理论以及计算机控制系统的各个组成部分；掌握可编程控制器、单片机的原理与结构；掌握计算机接口技术；可以设计比较简单的电路结构计算机控制原理、单片机原理与应用实训、微机原理与接口技术、可编程序控制器应用技术、电子线路CAD数据库应用及平台使用能力掌握数据库应用相关技术，能够熟练使用Linux操作系统数据库管理系统、Linux操作系统控制网络能力掌握计算机控制系统的应用；了解以现场总线技术为代表的控制网络由集散控制系统向自动控制系统过渡的过程；具备相应的网络知识计算机控制技术、网络应用基础、现场总线技术、集散控制系统、自动控制系统系统调试与维护能力掌握有关过程参数检测和自动化仪表系统的基础理论和应用技术控制仪器与自动检测技术 在教育部颁布的普通高等学校高职高专教育指导性专业目录中，计算机控制技术专业（专业代码：580205）属制造大类自动化类(代码5802)专业，与常见的机电一体化技术专业（专业代码：580201）、电气自动化技术专业（专业代码：580202）、生产过程自动化技术专业（专业代码：580203）属于同一类别。计算机控制技术专业不属于计算机类专业（代码5901），但它体现了计算机技术在工业自动控制领域的典型应用。自动控制技术在工业控制领域应用很广，控制手段随着技术的更新换代，也在逐步向前发展。按控制技术手段划分，自动控制系统经历了采用继电器组成的控制系统、采用晶体管的无触点控制系统、采用可编程序控制器（PLC）的控制系统和采用计算机的控制系统四个阶段。计算机控制技术专业主要以可编程序逻辑控制器（PLC）和计算机控制系统为重点，它们已经成为现代工业控制领域的主流控制装置。计算机控制技术是关于计算机控制系统方面的技术，是计算机、控制技术、网络通信技术、现代电子技术等多学科内容的集成。计算机控制系统的输入输出接口、人机接口、控制器的设计及使用、抗干扰技术等，均属于计算机控制技术的范畴。计算机控制技术使计算机技术、自动控制理论和电子技术相结合而发展起来的一门综合性实用技术。随着计算机技术的迅猛发展，计算机在自动控制领域得到了广泛的应用。计算机控制技术的应用已经渗透到国民经济的各个部门，成为自动控制的主要应用形式。 因此要求学生不仅要具备计算机控制系统和PLC技术的能力，还需要了解网络通信技术、现代电子技术等相关学科知识。计算机控制技术学学科的分级研究目标及其由相关的知识领域构成的学科知识结构体系如图2所示：教师、学生等计算机控制技术学本体论核心论过程论资源论绩效论过程设计控制教学管理教学策略教学目标教学评价信息化管理非人类资源教学材料教学环境信息资源教学媒体硬件设施教学模式人类资源控制信息处理教学设计学科基础系统设计产品设计控制技术信息资源的检索、储存、加工、评价、管理，课程与学习平台开发。教学软件的设计、开发、使用、评价和管理。校舍、图书馆、实验室以及仪器设备的配备、使用、维护和管理。基于“教”和基于“学”的各种学习模式，以及“双主”教学模式的选择和运用。依据学习需求，分析教学内容、教学对象，编写教学目标。根据教学实践的各步骤，随时进行教学评价、及时反馈修正。教师、学生、教学全过程，以及教务工作的管理、评价。依据教学目标，选择教学模式、方法、组织形式，选择教学资源，设计学与教的活动。任务分析阐明计算机控制技术学科的：理论基础、技术基础。教学设计、多媒体技术、数据库技术、平台使用技术、程序设计。教学设计、幻灯、投影、多媒体课件开发。数理基础、计算机英语、计算机应用基础、电子技术、数据库应用基础、平台使用基础。学与教的理论、教学论、学习学、教学设计、控制系统分析及简单电路设计、控制网络、总线技术。公共基础知识、专业基础知识、专业技能知识、专业扩展知识程序设计、电子电路基本技术、控制系统分析及简单电路设计、系统调试和维护。教学设计、公共基础、专业基础、专业技能、专业扩展教学设计、教学论、学习论、学与教的理论、系统论、控制论。相关知识领域公共基础知识、基本技能、程序设计、电子专业基本技术。图2计算机控制技术学学科目标层次及相关知识领域二、计算机控制技术专业培养目标针对计算机控制技术岗位群的要求，为企业培养具有高素质、高技能的掌握机械、电气自动化、计算机控制技术的复合型人才。可就业于各类工矿企业，如冶金、化工、电力、纺织、烟草等行业，从事计算机控制系统及设备的日常维护、技术改造、故障抢修等工作；也可在中央控制室、专业产品营销等部门工作；或在技术服务型公司，从事技术合作项目的洽谈、系统设计、安装、调试和后期技术服务工作等。毕业生应拥护中国共产党领导，坚持走社会主义道路，努力学习马克思主义、毛泽东思想的基本原理和邓小平理论；具有爱国主义、集体主义和良好的思想道德素养，具有强烈的社会责任感，明确的职业思想和良好的职业道德；团结协作、遵纪守法、艰苦奋斗、热爱劳动；具有积极进取的职业素质和心理素质。毕业生应具备具有必备的文化基础知识，掌握专业所需的基础理论知识和初步社会创业知识；预备从事本专业工作的基本能力和基本技能，能应用本专业的知识和技术去分析和解决实际问题；具有信息的收集与处理能力、知识更新能力、语言表达能力；初级软件开发能力、英语阅读资料能力、团结协作和社会活动能力；具有一定的创新精神和较强的实践能力，具有多种岗位需求的基本技能基础，能适应职业岗位变化的需要，能适应科技进步和社会发展的需要。毕业生应具备一定的体育和军事基础知识及卫生保健知识，养成良好的卫生与锻炼身体的习惯，掌握基本的运动技能，具有健康的体魄、良好的体能及健康的心理。应具备一定的美学知识和健康的审美意识，对自然、社会、生活和艺术具有初步的欣赏和鉴别能力。三、计算机控制技术专业培养规格计算机控制技术学专业学生在毕业时应满足下列各项要求：1热爱社会主义祖国，拥护中国共产党的领导，掌握马克思主义、毛泽东思想和邓小平理论的基本原理，愿意为社会主义现代化建设服务；2具有高尚的道德情操，具备不断更新知识、解决问题的能力以及开拓创新的精神；3掌握本学科的基本理论、基本知识和基本技能，了解本学科的理论前沿和发展动态；4初步掌握计算机控制技术原理，能够较熟练应用计算机控制技术相关知识的能力；5具备自主学习自我管理能力；6具备运用计算机控制技术进行实践应用和科学研究的初步能力；7能熟练地掌握一门外国语，具有初步的文献检索能力；8熟悉国家关于计算机控制技术方面的有关方针、政策、法规；9具备健康的体魄和良好的心理素质，形成良好的行为习惯、健全的人格和健康的个性，具有较全面的文化素养。综上所述，计算机控制技术专业人才必备的能力结构模型应如图3所示：公共基础知识、数理基础知识、英语应用能力、计算机控制技术专业应用能力控制网络能力、系统调试与维护能力实时软件编制、电子专业基本技术、控制系统分析与简单电路设计、数据库应用及平台使用能力图3 计算机控制技术专业人才能力结构模型从上图可以看出，计算机控制技术专业人才的能力结构呈立体形。控制网络能力、系统调试与维护能力处于中心地位，是计算机控制技术专业人才的核心能力，其他能力都是围绕着它们而展开的。此能力结构模型是社会发展对计算机控制技术专业人才能力需求的具体体现，因而是设计计算计控制技术学专业的培养目标、构建计算机控制技术学专业课程体系的基本依据。计算机学科是一个井喷式发展的学科，所以要求该专业的学生要树立不断学习，终身学习的思想，才能紧跟计算机技术发展的脚步，才能对新环境、新事物、新技术、新知识有更好的适应能力，才能为企业的发展和社会的进步作出自己的更大的贡献。四、构建课程体系根据课程理论，高等学校的课程体系有如下的结构，并由此可得出课程体系结构模型。专业必修课专业基础课程专业拓展课程专业选修课实验实践课程正式课程公共选修课公共课程高等学校课程体系固定课程核 心 课 程学科课程公共必修课活动课程非正式课程：潜在课程核心课程公共课程学科课程潜在课程专业拓展课程活动公共课程实验实践课程固定公共课程专业基础课程图4 高等学校课程体系结构模型从图3的立体结构模型中可以看到，课程体系由四个层面组成：第一个层面为核心（主干）课程，它处于模型的中心位置；第二个层面为学科课程中的专业基础课程、专业拓展课程和实验实践课程，围绕核心课程而建立。上述两个层面包括了本专业的全部学科课程；第三个层面为公共课程，它包括了固定课程和活动课程；第四个层面为潜在课程，它为人才的培养创造一个良好的环境和氛围。该课程体系结构的总体功能是培养学生成为社会所需要的、具有高尚道德情操的、全面发展的创造型人才。计算机控制技术学专业的课程体系：高职高专类计算机控制技术专业主要课程体系如表2所示。根据计算机控制技术学专业专科层次的培养规格和高等学校课程体系结构模型，将图2和表1中相关知识领域相对照，可得出计算机控制技术学专业（专科层次）的课程体系结构由以下内容所组成：（1）核心（主干）课程单片机原理与应用实训、微机原理与接口技术、现场总线技术、电子线路CAD、可编程序控制器应用技术、工业控制组态软件及应用、计算机控制技术、集散控制系统、控制仪器与自动检测技术（2）专业基础课程专业导论、高等数学、Office2003、网络应用基础、VB程序设计、C程序设计、电工基础与应用、计算机控制原理、自动控制原理、数据库管理系统、Linux操作系统（3）公共课程专业拓展课程分为两部分：确定专业方向的课程规定为限定选修课，拓宽知识范围的课程规定为任意选修课。任意选修课程主要有：英语、计算机英语、电子商务管理与应用、电子政务管理与应用、体育、美术基础、普通话训练、写字、Authorware7.0、计算机网络课件开发、计算机辅助设计、Photoshop CS、Flash MX、数据结构、健康教育、数字逻辑与数字系统、市场营销（4）实验实践课程计算机控制技术学专业属于综合型应用学科，实践操作能力是该专业毕业生所必须具备和掌握的。因此，实验实践课程在其课程体系结构中占有重要的地位。实验课程根据课程目标的要求分为基础实验和综合实验，综合实践课程应在三年级时开设，以开放性实验、专业实践活动、学年论文训练、教学技能训练、综合作业、课程作业作品评价等方式进行训练，按层次渐近地提高学生的综合实践能力，以增强学生的动手能力，适应专业教师的操作技能需要。（5）公共课程公共课程中的固定课程由学校统一安排，在课程学分要求中应加入跨专业的通识课程，以人文、社科类课程为主，扩展学生的知识面，提高学生的人文素养。（6）潜在课程学校的人文环境、学术氛围，以及校风、系风、学风、教风等，对学生的人生价值取向、专业思想风格、文化底蕴有着极其重要的影响。因此，在对本专业进行教学系统设计时，不要忽略了对这些重要因素的统筹考虑。毛泽东思想概论、邓小平理论与三个代表课程体系模块树：军事理论公共能力模块就业指导民族理论与政策思想品德教育、法律基础英语（一）时势与政策应用写作体育Office2003高等数学基本技能模块专业导论专业基础模块C语言程序设计VB.NET程序设计程序设计模块可编程序控制器应用技术电子基础与应用电工基础与应用电子专业基本技术模块Linux操作系统数据库管理系统数据库应用及平台使用模块计算机控制技术计算机控制原理控制系统分析及简单电路设计模块微机原理与接口技术电子线路CAD单片机原理与应用实训专业技能模块控制仪器与自动检测技术系统调试与维护模块计算机控制技术现场总线技术网络应用基础自动控制系统控制网络、总线技术模块集散控制系统毕业设计鉴定Authorware7.0美术基础劳动计算机网络课件开发写字军训计算机辅助设计数据结构扩展能力模块普通话训练电子商务管理与应用英语（二）岗位就业实训Flash MX市场营销电子政务管理与应用计算机英语毕业设计与实习实习实训模块健康教育数字逻辑与数字系统体育五、课程安排学分一般是专业必修83学分，公共必修45学分（含高数），选修12学分（中软2年班有证书可计12学分），毕业总学