本科论文自动化专业(精选9篇)
2009.9--.6 东北大学 自动化 本科
工作经历工作业绩能力自述(含重要经历、能力、业绩、奖励、特长)东北大学2009-三等奖学金;
东北大学2010-三等奖学金;
东北大学自强自立先进个人;
班级团支书(2010-2013);
考研306(数学一 125英语一 47政治74专业60)
作者查阅了大量中英自动化本科教育的有关文献资料, 分别从中英两国本科教育的课程体系、教学内容、教学方法、考试手段等方面, 对中英两国的自动化本科生培养模式进行了比较分析, 以期为提高我校自动化本科生教育质量探索出一条新的途径。
一、中英本科生教育模式比较
(一) 课程设置的比较
在英国, 大多数的学制相对较短, 在每学期12周的学习时间里, 一般要求本科生学习4门课程, 最多不超过6门, 每门课程每周最多有4学时的授课时间。在课程的设置上, 英国大学注重专业知识和技术学习的针对性, 侧重于培养动手能力和解决实际问题的能力, 相对较轻松的课程学习的压力, 给学生留出了较为充裕的时间去发展自己的兴趣和专业爱好。
我国本科生的课程设置内容比较全面, 重视扎实的基础理论教育, 开设的科目数量较多, 使本科生在本专业和相关领域打下坚实的理论基础, 掌握丰富的知识, 拓宽知识视野。但由于课程设置过多过全, 课程学习的压力比较大, 创新意识以及动手能力的培养受到了一定的制约。
例如, 我校自动化专业的本科生, 四年内的必修课程多达40门, 还有其它的选修课程需要学习;而英国相应专业的本科生只要修满24门课程 ( 最多可修学36门) , 就可毕业。由此可见, 我国大学本科课程的设置近乎英国大学的2倍。
(二) 教学内容和方法比较
1.选择教材的差别。
英国大部分本科生的课程, 授课教师一般不指定教材, 学生主要是依据教师上课的讲义来学习。每节讲义的内容往往是教师对多本参考书目中相关章节内容的综合, 在每节讲义的最后, 教师会列出具体的参考书目以及建议学生选读书目的相关章节, 以供学生从不同角度、用不同方法来研究和学习。我国本科生的教材一般都由授课教师指定。教材指定后, 学生预习、老师讲课、答疑、考试均使用指定教材。
2.教学内容与重点的不同。
在英国的本科培养中, 因为开设的课程相对较少, 理论课程的学习以贴近专业为重点, 教学内容的安排综合性较强, 使学生与专业相关的内容学得更加扎实, 为今后的就业或深造打下坚实的基础。英国的教师较注重教学内容的及时更新, 对授课内容的选择也拥有绝对的自由度。其次, 在课堂教学过程中, 因为课时相对较少, 英国的教师只讲解课程中最核心、最关键的方法和思路, 其它内容则引导学生课后自学, 从而又进一步锻炼了学生的自修能力。
我国在本科生的教学过程中, 强调知识体系的连续和完整, 重视讲授内容的逻辑性和条理性, 讲授的内容较为丰富, 并形成了完整的理论整体。因此, 我国的本科生一般都有扎实的理论知识和很强的计算能力, 但解决实际问题的能力相对较差。
3.教学方法灵活性的差异。
由于教学形式的差异, 决定了在课堂上两国师生不同的互动方式。英国的课堂教学采取讲课、实验、专题讨论 (也称案例分析) 、辅导等相结合的方式。在大部分课程中, 都会安排3~4学时的讨论专题, 就学科的热点问题或实际生产中的问题进行讨论。设置这样的讨论专题, 不但培养了学生表述问题的能力, 而且增强了学习的互动性和趣味性, 又充分调动了学生学习的主动性和积极性。在我国, 往往是教师讲授为主, 一节50分钟的课程, 几乎都是教师一手包办, 学生参与和发言的机会比较少。
(三) 考核方式的差异
1.不同的作业要求。
在英国大学里, 一门课程的最终成绩是由平时成绩和期末考试成绩构成, 平时成绩是课堂测验和课后作业的综合。英国的作业有明显不同的内涵, 更具研究性、过程性、自主性和开放性。英国的作业往往在老师的讲义中找不到答案, 需要学生自己动手查资料, 寻找解决问题的方法, 锻炼学生的动手能力和独立分析、解决问题的能力。
此外, 英国教师对作业的原创性要求很高, 如果学生在完成过程中引用了他人的工作, 则必须进行标注, 但如果全文都为引用, 即使进行了明确的标注, 也会因无自己的观点被评定为不合格。例如, 英国某大学自动化专业一门控制课程的作业是独立制作开发一小型智能车的迷宫导航系统, 作业成绩则根据最后全部小车的测试成绩排名给定, 最短时间内走出迷宫的小车获得最高的成绩。
我国高校的课程都有指定教材, 布置的作业多是教材中与当天讲课内容相关的习题。因此, 对于认真听课的学生很快就能完成, 即便上课没听明白, 参照书中的例题也可勉强完成。课程中的实验部分也有类似情况, 实验内容与课堂教学密切相关, 而且实验前教师还要反复说明实验内容和步骤, 因此作业和实验的成绩不能客观的评价学生。
2.不同的考试方式。
英国大学里一门课程的期末考试成绩多为客观题, 考察学生对知识的掌握及扩展, 且试卷中有一定比例的开发性试题, 没有标准答案。这样给学生提供了发挥个性、发表独创见解的空间, 教师根据学生对知识的理解度和创新性, 给出相应的分数。我国的考试一般是笔答题, 在出题的时候就会做好相应的标准答案, 试题的类型多与教材课后习题相似。学生若考前认真备考, 往往可取得好的成绩。
二、对比引发的思考
通过对比中英大学在本科生培养上的差异, 结合我国自动化专业本科教育的现状, 我校自动化本科生的培养模式, 可在以下几方面做些尝试。
一是调整教学计划。在突出专业的前提下, 优化课程设置, 突出课堂教学的基础性和实践环节的工程性, 精简课内学时, 引导学生自主学习。
二是丰富教学方式。可以在本科生教育中引入一定学时的专题讨论, 鼓励学生从做中学, 倡导发现式学习。
三是侧重于本科生动手能力和创新意识的培养。积极鼓励学生走出校园, 参加各类竞赛, 将理论知识充分与动手能力相结合, 帮助学生养成发散性思维的习惯, 逐步培养其自主创新的潜力。
参考文献
[1]周志群, 许明.从学校本位学习到工作本位学习——近年来英国大学本科教学模式的创新[J].福建师范大学学报, 2008 (4) :153-158.
[2]楚好, 吴成东.中英自动化专业本科培养的对比与思考[J].电气电子教学学报, 2009, (52) .
[3]叶飞帆.中英高等工程教育的对比与思考[J].高等工程教育研究, 2003 (6) :43-48.
[4]Marianne Bevis.Brunel graduateschool and post gradu at eprospectus (2004-2005) [M].London:Belmont press, 2004.
关键词:项目驱动;课程设计;应用型本科;自动化专业
作者简介:杨福广(1974-),男,山东龙口人,山东交通学院信息与电气工程学院,副教授;肖海荣(1969-),女,山东潍坊人,山东交通学院信息与电气工程学院院长,教授。(山东 济南 250037)
基金项目:本文系山东交通学院教改基金项目(项目编号:JG201217)、山东省高等学校教学改革研究项目(项目编号:2012314)的研究成果。
中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2014)08-0180-02
应用型本科在培养上要注重学生的工程实践能力,使学生能够较快适应用人单位的需求。应用型本科工程实践能力的提高主要通过实践教学环节实现,[1]而课程设计是实践教学环节的重要组成部分,[2]对增强学生工程实践能力、促进整体教学水平提高有至关重要的作用。
作为教育部的“应用科技大学改革试点战略研究”在山东省的三所试点学校之一,山东交通学院对本科培养方案进行了修订。本文结合这次培养方案的修订对应用型本科自动化专业电力传动方向的课程设计内容安排进行探讨,借鉴应用于理论教学、实验教学以及创新教育中的“项目驱动方法”,[3-5]提出了一种“基于项目驱动的应用型本科自动化专业课程设计内容安排方法”。
一、应用型本科自动化专业电力传动方向课程设计概况及存在的问题
新一轮的培养方案修订工作中,自动化专业实践教学与理论教学环节的学分比例由原来的约20%:80%变为约40%:60%,其中课程(毕业)设计环节学分占总学分约24%,伴随学分的增加实际上是课程设计环节学时的增加(如表1所示)。如何合理安排这些课程设计的内容是能否实现应用型本科培养目标的关键。
表1 山东交通学院自动化专业课程设计一览表
传统的课程设计内容是从本门课的教学内容和重点出发,强化学生对本门课程的理解和应用,这种安排存在一些缺陷,主要表现在:
(1)课程设计内容的发散性,没有考虑本门课程与其他课程之间的有机联系,这样导致每门课程设计取得的成果都是独立的,各门课程之间设计成果不能够相互借用。
(2)没有考虑本门课程内容在不同专业中的具体“工程应用”侧重点,使得不同专业的学生做相同内容的课程设计。
(3)到了综合性较强的课程设计阶段,比如自动化专业电力传动方向的“运动控制系统”课程设计,让学生在没有任何软硬件储备的基础上在两个周内完成一个实际系统的设计和调试,难度非常大,最终只能“纸上谈兵”,这对于培养学生的工程实践能力十分不利。
二、项目驱动的课程(毕业)设计内容设计
针对传统课程设计中设计内容安排上存在的缺陷,本文探讨按照“自顶向下的项目驱动法”设计各个课程设计的内容。即将综合性的课程设计题目作为项目,然后将项目分解成模块,分解后的模块作为前期课程设计的题目。通过这种方式的安排,使学生在四年的学习进程中总体目标明确,阶段性目标清晰,每门课的课程设计环节的成果最后会“总结”成为一个标志性的“项目”成果,锻炼了学生的实践能力和工程应用能力,帮助学生完成所学知识的系统性整合,同时也会极大地激发学生的学习兴趣。
下面通过一个实例对此设计思想进行说明。“运动控制系统”课程是自动化专业电气传动方向的一门主干专业课程。该课程有2周的課程设计时间,主要是设计交直流调速系统。为此提出“直流电动机的速度闭环(模拟或数字)控制系统”这一项目,该项目涉及的课程内容有:模拟电子技术、电机与拖动、计算机控制、自动控制原理、电力电子、单片机原理与应用、PLC、VHDL、嵌入式系统等。针对此项目,将其繁多的内容分解成(模拟/数字)控制器模块、功率放大器模块、信号检测模块等模块(结构框图如图1),并将模块分解到前期的模拟电子技术、单片机原理与应用、电力电子、自动控制原理和计算机控制等课程的课程设计环节,形成表2中与项目相关的每门课程的2~3个设计题目。
表2 基于项目分解的课程设计题目及其关联性
表2中所有题目都与“直流电动机的速度闭环(模拟或数字)控制系统”这一项目关联,将表中的课程设计题目通过组合就可以形成“直流电动机的速度闭环(模拟或数字)控制系统”这一项目的内容,比如题目(1.1、1.3、2.1、2.2、2.3、3.2、3.3)等组合可构成直流电机的模拟速度调节系统,而(1.2、1.3、4.1、4.2)、(1.2、1.3、7.2、7.3)、(1.1、1.3、8.1、8.2)等三种组合再结合5.1、6.1、6.2的知识可构成三种直流电机的数字速度调节系统。实际上,上述题目不改动或稍加改动后,即可组合出若干种设计方案不同的直流电机速度调节系统。
三、结语
将后期综合程度较高的课程设计内容考虑为项目,对项目中用到的前期课程内容进行分解,考虑前后课程设计环节之间的关联性,合理安排前期各课程设计内容。通过这种方式,使学生在四年的学习进程中总体培养目标明确,阶段性目标清晰,前期课程设计环节的“成果”最后会“组合”成为一个标志性的“项目成果”,既锻炼学生的实践能力和工程应用能力,理论联系实际,又帮助学生完成所学知识的系统性整合,极大激发学生的学习兴趣。
参考文献:
[1]张红,孟祥萍,王晖.基于应用型能力培养的自动化专业课程改革的研究与实践[J].中国电力教育,2008,(17):83-84.
[2]徐林,关守平,等.自动化专业课程设计考核模式改革与实践[J]实验室研究与探索,2011,30(10):354-356.
[3]柯胜男,黄明和,雷刚.基于“项目驱动”的教学研究与探索[J].教育与教学研,2007,(4):25-28.
[4]熊凡,李伟波.项目驱动的软件工程实验教学探讨[J].中国电力教育,2012,(2):77-79.
[5]王成勇,周慧杰,朱晓勇.基于科研项目驱动的大学生创新能力培养新途径[J].高教论坛,2011,(10):23-25.
您好!我的名字叫xiexiebang,我是xxx工程学院自动化专业应届本科生,即将获得工学学士学位。最近在学校信息网上获悉贵公司有良好的声誉和广阔的前景,为此由衷的希望成为你们中的一员,为贵公司的继续发展贡献一份力量。
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此致
敬礼!
课程名称:数据库原理
一、课程概况
所属专业: 课程类型: 开课学期: 学时: 拟使用教材:
陶宏才等.数据库原理及设计,清华大学出版社,2007年9月第2版。学习参考资料:
1.李春葆,曾平.数据库原理与应用,清华大学出版社,2006年1月第1版
2.王能斌.数据库系统教程,电子工业出版社,2002年8月第1版 3.阮家栋.Web数据库技术,科学出版社,2005年4月第2版 自动化 专业方向课 4 32
开课单位: 课程代码: 学分: 核心课程:
物理与电子信息学院 0845520 2 否
二、课程描述(300字以内)
《数据库原理》为自动化类等专业方向课程,是一门实践性较强的课程。它将数据库基本原理和数据库编程的知识结合为一门课程,使学生在掌握数据库设计基本原理和方法的基础上,能够根据组织或企业的需求设计和实现关系数据库及数据库应用程序。本课程内容主要介绍数据库系统中数据模型的建立、更新技术、查询技术及其优化、数据的完整性和安全保护、事务管理及数据库应用系统的设计。
三、课程目标
本课程目标是掌握数据库的基础知识和基本技能,培养学生利用数据库系统进行数据处理的能力。通过学习数据库的理论及实践开发技术,使学生使用所学的数据库知识,根据实际问题进行数据库的创建和维护、检索与统计,能开发简
单的数据库应用程序,从而扩大学生的知识面,为今后从事数据库技术相关的工作奠定基础。
四、教学要求
1.使学生系统了解关系数据库的基本原理。包括数据库的特点、数据库的基本概念、概念模型、关系数据模型、关系代数与关系运算、数据定义、操纵和查询方法、优化技术和关系数据库理论等。
2.使学生掌握基本的数据库技术和方法,培养学生的实际动手能力。包括数据库的设计方法、数据库的保护技术和关系数据库查询语言SQL等,并能够运用一种流行的数据库管理系统设计数据库及进行简单的应用系统开发。
3.课堂讲授采用多媒体教学,力求做到突出重点,讲授时,尽可能结合数据库系统中的典型实例,深入浅出地阐明其基本思想,拓开学生的思路,增强同学们的直观感。
五、考核方式及要求
为实现课程教学目标,本门课程考核方式及要求为:出勤率占总成绩的10%,全学期随机点到10次,其中缺席3次,按无成绩计算;随堂测验1次,测验成绩按10%折算后计入总成绩;课程作业4次,按批改成绩10%折算后计入总成绩;实验5次,按实验成绩20%折算后计入总成绩;期末考试,按卷面成绩50%折算后计入总成绩。
六、课程内容
第1章 数据库系统概述(授课时间:第4学期第1周)
教学目标:了解数据库管理系统出现的背景、基本功能,理解数据库原理、应用与设计3部分之间的关系,掌握数据库系统中的术语与基本概念。
教学重点:数据库管理系统的基本功能,数据库系统中的术语与基本概念。教学难点:数据库原理、应用与设计3部分之间的关系。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:多媒体教学手段,讲授法 主要内容:(1)数据库系统及其总体结构;
(2)数据库系统中的关键术语与概念;(3)数据库系统的用户。
学习方法:小组讨论,查询、理解相关概念 课后作业:认真仔细阅读第1章内容
注:后续内容按相应格式进行添加。涉及课程实验部分相关内容,可参考实验类课程大纲编制要求进行填写。
第2章 高级(概念)数据模型(授课时间:第4学期第2、3周)
教学目标:了解数据模型的来源、评价、层次性及内容,理解ERM的地位与作用,掌握ERM数据结构中的实体与联系的含义。教学重点:基本实体联系模型,扩展实体联系模型,利用E-R模型的概念数据库设计。教学难点:数据模型的来源。
学
时:课堂教学4学时,课外自主学习时间不少于4学时 教学方法:多媒体教学手段,讲授法 主要内容:(1)数据库系统及其总体结构;
(2)数据库系统中的关键术语与概念;(3)数据库系统的用户。
学习方法:查询资料理解高级模型相关概念
课后作业:课后习题第一题,下次上课前完成并上交。
第3章 关系数据模型
(授课时间:第4学期第4、5、6、7周)
教学目标:理解关系数据模型的基本概念、关系模型上的完整性约束,掌握关系代数与关系运算的基本概念及操作方法,掌握关系代数与关系运算表达式与SQL语言之间的相互转换方法。
教学重点:关系数据模型的数据结构,关系模型上的完整性约束,视图及其操作,实体联系模型向关系模型的转换,关系代数及关系运算。教学难点:关系模型上的完整性约束,关系代数及关系运算。学
时:课堂教学8学时,课外自主学习时间不少于4学时 教学方法:多媒体教学手段,讨论、实践法 主要内容:(1)关系数据模型的数据结构;
(2)关系模型上的完整性约束;
(3)SQL Server支持的完整性约束及其设定;(4)视图及其操作;
(5)实体联系模型向关系模型的转换;(6)关系代数。
学习方法:要求同学自带电脑,边讲解边实践,理论联系实际。课后作业:课后习题第四题,下周课前完成上交。
第4章 SQL语言及其操作(授课时间:第4学期第8、9、10周)
教学目标:了解SQL的4大功能、视图的概念以及视图与基表的区别,掌握基表和视图的概念、基表模式的定义、索引的建立和撤消方法、基本SQL查询语言、查询语句、SQL提供的增、删、改数据库中数据的语句,理解包含UNION的查询。教学重点:数据定义子语言,数据操纵子语言及数据控制子语言。教学难点:数据定义语言、数据操纵语言及其操作。学
时:课堂教学6学时,课外自主学习时间不少于4学时 教学方法:多媒体教学手段,讨论、实践教学法 主要内容:(1)SQL语言概况;
(2)数据定义子语言及其操作(3)数据操纵子语言及其操作
学习方法:要求同学自带电脑,边讲解边实践,理论联系实际。课后作业:课后习题第二、三、六题,下次上课前完成并上交。
第5章 数据库的保护
(授课时间:第4学期第11、12、13周)
教学目标:理解数据库的保护、安全性及完整性等概念,掌握各种数据库故障恢复及并发控制措施。教学重点:数据库的保护、安全性及完整性,数据库故障恢复及并发控制。教学难点:数据库的完整性,故障恢复技术。
学
时:课堂教学6学时,课外自主学习时间不少于4学时 教学方法:多媒体教学手段,讨论法 主要内容:(1)数据库的保护概况;
(2)数据库安全性;
(3)数据库完整性;(4)故障恢复技术(5)并发控制。
学习方法:分析、讨论
课后作业:课后习题第二题,下次上课前完成并上交。
实验类课程大纲
课程名称:数据库原理实验
一、课程概况
所属专业: 课程类型: 开课学期: 学时: 拟使用教材:
陶宏才等.数据库原理及设计,清华大学出版社,2007年9月第2版。自动化 课程实验课程 4 10
开课单位: 课程代码: 学分: 核心课程:
物理与电子信息学院 0845520 否
二、课程描述(300字以内)
实验内容涵盖了数据库中从数据定义、操作与查询,SQL语言编程、安全性授权、故障恢复以及数据库系统维护等方面的内容。通过本课程学习,学生将能够运用一种流行的数据库管理系统设计数据库及进行简单的应用系统开发。
三、课程目标
熟练使用SQL定义子语言、操纵子语言和查询子语言命令语句;掌握关系模型上的完整性约束机制;掌握SQL Server的安全系统及安全设置;掌握一定的数据库系统管理技术。
四、教学要求
本课程由SQL定义子语言、SQL操纵子语言、SQL查询子语言、数据库完整性约束、SQL Server安全设置等5组实验构成。教师在实验前进行简短的实验要求和辅导,学生按照每个实验要求完成相应的实验任务,并将实验源程序、实验结果截屏一并撰写到实验报告中。
学生应熟悉实验室管理相关规章制度,遵守实验操作要求,规范使用实验仪器设备。积极做好实验准备工作,预习实验指导书中相关内容和要求、做好实验
设计等;实验结束后认真完成完成实验报告撰写(报告格式见附件)。
五、考核方式及要求
本课程将不作为单独一门课程进行考核,按实验成绩20%折算后计入总成绩。实验成绩考核采用平时考核与实验操作相结合的方式进行。平时考核用于考察学生参与课程教学的行为表现(包括课前预习情况和实验过程中的态度)以及实验报告完成质量,按实验成绩的50%折算后计入实验成绩;实验操作考核将根据每次完成实验的数量和质量,按50%折算计入实验成绩。
六、课程内容
实验一:SQL定义子语言实验(授课时间:第4学期第9周)
教学目标:熟练使用SQL定义子语言。
主要内容:利用SQL定义子语言创建、修改和删除数据库,创建表,创建视图,创建索引。
学
时:2学时
教学方法:讲授/现场指导 实验类型:验证性实验
实验二:SQL操纵子语言实验(授课时间:第4学期第11周)
教学目标:熟练使用SQL操纵子语言。
主要内容:利用SQL操纵子语言向表中插入数据、修改表中数据、删除数据、更新视图、删除视图。
学
时:2学时
教学方法:讲授/现场指导 实验类型:验证性实验
实验三:SQL查询子语言实验(授课时间:第4学期第12周)
教学目标:熟练使用SQL查询子语言。
主要内容:利用SQL查询子语言进行无条件查询、条件查询、一般连接查询、特殊连接查询、嵌套子查询和相关子查询等。
学
时:2学时
教学方法:讲授/现场指导 实验类型:验证性实验
实验四:数据库完整性实验(授课时间:第4学期第13周)
教学目标:掌握关系模型上的完整性约束机制。
主要内容:利用T-SQL语句,在定义表时指定默认、创建默认、查看默认和删除默认,创建规则、删除规则,定义检查性约束、删除检查性约束,创建主键约束和唯一性约束,定义外键约束。
学
时:2学时
教学方法:讲授/现场指导 实验类型:验证性实验
实验五:SQL Server安全设置实验(授课时间:第4学期第14周)
教学目标:掌握SQL Server的安全体系及安全设置。
主要内容:创建Windows登录账号,数据库用户设置,SQL Server角色设置,SQL Server语句及对象授权。
学
时:2学时
课程名称:计算机应用技术
一、课程概况
所属专业: 课程类型: 开课学期: 学时: 拟使用教材:
柴欣,《大学计算机基础教程》,中国铁道出版社,2014年 国内(外)现有教材:
柴欣,《大学计算机基础教程》,中国铁道出版社,2014年 学习参考资料
1、田原,《计算机导论》,中国水利水电出版社,2001
2、刘峰,《计算机导论》,中国物资出版社,1998
3、杨振山、龚沛曾,《计算机文化基础》,高等教育出版社,1998
4、宫云战、吕昌玲、刘宝元,《计算机导论》,国防科技大学出版社,1999
5、戴经国、李尚益、羊四清,《计算机文化基础教程》,湖南人民出版社,2001
6、唐伟奇、邓顺川,《计算机文化基础教程》,中国水利水电出版社,2001 自动化 专业基础课程 1 16
开课单位: 课程代码: 学分: 核心课程:
物理与电子信息学院
0845030
1.5 是
二、课程描述(300字以内)
《计算机应用技术》课是自动化专业的基础课,也是入门课。使学生对计算机的产生、发展、特点与应用等基本知识有一个初步的认识;对计算机的硬件、软件、计算机系统构成、操作系统、计算机网络等概念有较清晰的了解;同时,掌握计算机Windows操作系统与Office中一些常用软件的基本操作。通过《计算机应用技术》的教学,为学习自动化专业的后继基础课与专业课打好基础。
三、课程目标
通过该课程的学习,学生将熟悉计算机软硬件系统的基本概念,熟练掌握word、excel、powerPoint应用软件,了解计算机网络和计算机安全的基本知识,了解操作系统的基本概念,为后续课程的学习打下坚实的基础。
四、教学要求
授课教师将按照学校本科教学工作有关要求做好课程教学各项工作,严格按照课表规定的时间、地点上课,不迟到、不早退,将根据本大纲要求,认真备课完成教案与讲稿编写等各项课前准备工作;授课过程力求内容充实、概念准确、思路清晰、详略得当、逻辑性强、重难点突出,力戒平铺直叙、照本宣科,同时重视对学生的学习方法指导和课堂教学效果信息的反馈,实现教与学的双向互动;同时将结合课程目标要求,做好考核内容设计,并严格按照本大纲要求做好出勤率统计、作业评价等各项工作。
学习是大学生自己的责任和义务,学生应根据课程大纲要求制定本门课程学习计划,加强学业管理,严格自我要求,提升自主学习能力,主动适应课程学习要求。参与课堂教学活动不迟到、不早退,无正当理由不请假,上课认真听讲,不做任何与课堂教学无关事宜,不使用手机,积极与授课教师进行教学互动,同时利用课余时间做好预习、复习、课外书籍阅读等工作,主动与同学开展合作学习,认真完成任课教师布置的课程作业。
五、考核方式及要求
为实现课程教学目标,本门课程考核方式及要求为:出勤率及课程作业占20%,点到不少于3次,其中缺席1次,按无成绩计算;实验成绩按20%折算后计入总成绩;期末考试为卷面考试,占总成绩的60%。
六、课程内容
第一章:概论
(授课时间:第一学期第5周)
教学目标:使学生明确计算机课程的学科性质、基本内容和学习意义,掌握计算机中几个常用术语的涵义,了解本门课程的教学要求和学习方法。教学重点:计算机的分类、应用。教学难点:计算机特点,数制转换。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)信息与信息化(2)计算机的发展
(3)计算机的特点、应用及分类(4)计算机中的数制与编码
学习方法:小组讨论、实验操作 课后作业:
1.计算机由哪些部分组成?
第二章:计算机系统(授课时间:第一学期第6周)
教学目标:通过本章教学,使学生了解计算机的基本硬件结构,掌握计算机运算的基础知识,了解软件和语言的几个基本概念,了解工作原理,了解基本的应用软件。
教学重点:计算机硬件基础,信息编码,数制转换。教学难点:不同数制间转换方法,信息编码原理。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)计算机硬件基础(2)计算机的软件基础(3)微型计算机及其硬件系统
学习方法:小组讨论、实验操作 课后作业:
2、计算机的中各部件的有哪些主要功能?各部件之间有什么关系?
第三章:操作系统及其应用
(授课时间:第一学期第7周)
教学目标:通过本章教学,使学生了解Windows的历史、安装、启动与退出,掌握Windows操作,具备基本的计算机使用能力。
教学重点:操作系统分类;windows系统。教学难点:windows系统的操作。
学
时:课堂教学1学时,课外自主学习时间不少于1学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)操作系统概述(2)Windows概述(3)Windows的文件管理(4)Windows中程序的运行(5)磁盘管理
(6)Windows控制面板(7)Windows任务管理器
学习方法:小组讨论、实验操作 课后作业:
1、Windows的鼠标操作方式有哪几种?
2、Windows的桌面和窗口有哪些基本元素组成?各有什么作用?
3、桌面上的开始按钮有什么作用?
4、如何切换Windows的汉字输入方式?
第四章:文字处理软件(授课时间:第一学期第7周)
教学目标:通过本章教学,使学生了解Word的基本功能,掌握操作方法,会使用计算机编辑文档。
教学重点:word文字处理软件。教学难点:word操作;大型文档编辑。
学
时:课堂教学1学时,课外自主学习时间不少于1学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)Word的基本知识(2)Word的基本操作(3)文档的排版(4)表格处理(5)图文处理
学习方法:小组讨论、实验操作
第五章:电子表格处理软件excel(授课时间:第一学期第8周)
教学目标:通过本章教学,使学生了解Excel的基本功能,掌握操作方法,会使用计算机编辑表格。
教学重点:excel电子表格处理软件。教学难点:excel操作。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)Excel的基本知识(2)Excel的基本操作(3)公式和函数(4)数据图表(5)数据的管理
学习方法:小组讨论、实验操作
第六章:演示文稿制作软件powerPoint(授课时间:第一学期第9周)
教学目标:通过本章教学,使学生了解powerPoint的基本功能,掌握操作方法,会使用计算机制作幻灯片。
教学重点:powerPoint演示文稿制作软件。教学难点:powerPoint的操作。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)powerPoint基本知识(2)演示文稿的编辑与格式化(3)幻灯片的放映设置(4)演示文稿的放映
学习方法:小组讨论、实验操作
第七章:计算机网络基础(授课时间:第一学期第10周)
教学目标:通过本章教学,使学生了解计算机网络的基本概念和功能,了解网络的基本配置与操作。
教学重点:计算机网络的基本概念。
教学难点:网络通信协议;局域网基本技术。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)计算机网络概述(2)计算机网络的通信协议(3)局域网的基本技术
(4)网络的传输介质与互连设备
学习方法:小组讨论、实验操作
第八章:因特网技术与应用(授课时间:第一学期第11周)
教学目标:通过本章教学,使学生掌握英特网的基本概念,了解FTP等网络软件的使用。
教学重点:英特网技术、常用的软件及使用。教学难点:TCP/IP协议;网络接入技术。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)因特网的基本技术(2)网络接入基本技术(3)因特网信息浏览(4)网上信息的检索(5)利用FTP进行文件传输(6)电子邮件的使用
(7)因特网的其他服务与扩展应用
学习方法:小组讨论、实验操作
第九章:信息安全与计算机病毒的防范(授课时间:第一学期第12周)
教学目标:通过本章教学,使学生掌握计算机病毒与计算机安全的基本概念,具备防范计算机病毒的安全意识,了解相关法规。
教学重点:信息安全;计算机病毒。
教学难点:计算机病毒的种类;病毒的防范。
学
时:课堂教学2学时,课外自主学习时间不少于2学时 教学方法:讲授法、演示法 主要内容:
(1)信息安全概述(2)计算机病毒概述(3)计算机的防毒杀毒(4)黑客及黑客的防范(5)信息安全技术
(6)信息安全法规与计算机道德
一、自动化系统维护与调试模块的工作任务和职业能力分析
1) 安装方案制定与准备。安装要求分析:能根据设备规格判断噪音、电磁干扰等环境要求;能根据设备规格进行动力配置分析;能根据设备功率、体积、重量等确定合适的安装条件。安装方案制定:能根据项目要求制定设备安装、线路保护和控制方案以及安全风险防范措施;能根据安装方案制定相关节能控制技术。 安装条件准备:能根据设备规格 (功率、体积、重量等) 确定基础设施;能根据设备规格落实噪音、电磁干扰、振动等措施;了解工厂供电的基本知识;能减少或排除设备安装对环境影响。2) 自动化系统安装。安装过程管理:能根据图纸、规范、技术要求指导安装;能对安装过程中的技术问题进行分析、判断, 及时落实解决方案。安装质量检测与评估:能根据规范要求, 对安装的设备进行检测;能对安装质量进行评估, 如果有问题能做出判断和进一步处理。3) 系统调试。能按工艺流程进行设备单体调试和系统联调;能根据项目、设备技术要求, 提出整改及解决措施;能排除调试过程中的故障, 对整个流程进行优化, 使系统以最优性能试运行;能对系统总体性能进行评价。4) 自动化系统维护。设备维护: 能根据设备属性制定设备周期维护计划;能运用仪表仪器等工具对设备运行状况与参数进行定期检查, 对设备维护情况进行详细记录;能掌握自动化设备的工作原理、结构和维修方法;能对设备进行故障判断, 并进行更换与维修。控制系统维护:能掌握控制系统的工作原理、工艺流程与电气安全规程;能对控制系统制定维护计划;能撰写控制系统的检查分析报告。
二、自动化系统维护与调试模块的人才培养方案
1) 人才培养方案的设计原则。a.根据企业专家提炼的专业职业能力形成人才培养体系、开设课程;b.将助理ASE考证六个模块知识内容融入到培养方案之中, 实施“双证融通”;c.对标国外大学中相似专业培养体系和培养特色, 形成试点专业人才培养方案。
2) 人才培养方案介绍。对自动化系统维护与调试模块的人才培养方案进行研究时, 结合我国自动化专业人才的培养需求, 转变人才培养观念, 从构建现代职业教育体系的角度和要求制定人才培养目标。认真分析国外相关专业人才培养方案的特点和优势, 结合上海地区行业标准和职业要求, 就相关行业的操作员、技术员、助理技术师、技术师等岗位和职业进行调研分析, 进而探索相应的人才培养方案, 进行人才培养模式改革。自动化系统维护与调试模块的人才培养方案中设置了以下课程:自动化专业导论、自动化设备、电路、模拟电子技术、电机与拖动基础、 交流与电力电子学、电力系统工程基础、工科基础训练。
三、自动化系统维护与调试模块的课程与教学内容
对自动化系统维护与调试模块的相关课程与国外相关院校的相关专业的对应课程进行研究, 国外大学课程标准强调与专业培养目标、工程技术认证标准的一致性;课程考核评价以过程考核为主, 考核形式多样, 考核内容也突出对知识的理解和应用。本专业的课程对标国外大学相关专业课程进行建设和调整, 有针对性消减总学分, 加强实践与技术环节的培养。在对自动化系统维护与调试模块的课程与教学内容进行改革, 主要改进的课程与教学内容有:1) 自动化专业导论:通过本课程使学生了解本专业各个学科方向所包含的内容、所从事的工作, 培养学生的专业意识。了解本专业的培养目标和课程体系, 使学生明确本专业的学习任务, 为后续课程教学和培养良好的学习方法打下基础。2) 自动化设备:以自动化工业中常见的控制器、变频器、传感器与检测元器件、执行元件 (如:调节阀、伺服电机) 、辅助器件 (如:安全栅) 等基本设备为对象, 使学生初步掌握常见自动化设备安装与调试的技术方案制定、安装准备、安装步骤与规程、调试步骤与规程、验收与评价、维护与保养等技术。3) 工科基础训练:包括机械装拆与测绘技术和电子焊接与接线技术。是一门实践基础课, 是重要的实践教学环节, 使学生了解传统的机械制造工艺和现代机械制造技术, 了解电路板的焊接与布线技术, 对培养学生的动手能力有很大的意义。
四、结束语
基于自动化专业的建设, 旨在培养技术型、应用型专业人才, 培养具有一定国际化视野的应用型本科自动化专业人才, 结合行业标准和职业要求, 对自动化相关行业中的自动化系统维护与调试模块进行了研究, 理清该模块对应的能力描述、知识需求和素养要求, 进而探索相应的人才培养体系, 探求相应的支持课程内容。
摘要:上海电机学院作为应用型本科, 办学指导方略是“技术立校、应用为本”。作为学校的重点专业, 自动化专业的建设, 旨在培养技术型、应用型专业人才, 培养具有一定国际化视野的应用型本科自动化专业人才。本文结合行业标准和职业要求, 对自动化相关行业中的自动化系统维护与调试模块进行研究, 理清该模块对应的能力描述、知识需求和素养要求, 进而探索相应的人才培养体系, 探求相应的支持课程内容。
关键词:机械设计制造及其自动化专业;实践教学视频数据库;多样性实践实习基地;多媒体
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)02-0041-02
一、引言
随着世界经济发展的全球化,高等教育国际化的进程日益推进,对人才的全方位要求更加凸显,高等教育肩负的使命是培养数以千万计的综合能力高素质人才和大批拔尖创新人才。新的机械设计制造及其自动化专业是一个实践性更强,口径更宽的专业,要求机械设计制造及其自动化专业的学生懂机、懂电、懂数控、懂计算机,既能搞产品的开发与设计,又能在生产一线精通设备操作。然而,在重基础、宽专业的教育理念已深入人心,学生有了很宽的就业面的同时,又出现了新的矛盾,用人单位在招聘时往往对学生提出较高的专业要求,学生毕业后往往遇到专业理论基础好,但到实际生产现场却无从下手的现象。考虑到以上问题,在有限的实习基地、试验资源和较少的专业学时的状况下,利用现代信息技术优化教学内容,建立实践教学视频数据库,构建多样性可施行实践实习的单位群是一个较好的解决办法。山东科技大学机械设计制造及其自动化专业近年来坚持知识、能力和素质协调发展的培养模式,不断深化人才培养的方案改革,建立以实践教学为核心的课程体系和实践教学视频数据库,把培养学生的动手能力和实践能力放在主导地位,注重教学与科研互动、理论与实践相结合、校内与校外企业培养结合,构建实践教学体系的实习基地,努力抓好课程培养体系优化、教学团队素质和能力建设,将学科前沿新知识、新理论和新技术充实到教学内容中,为学生提供符合时代需求的课程体系和教学内容。经过近几年的努力,已取得了显著效果。
二、优化教学内容、建立实践教学视频数据库、建设多样性实践实习基地
1.实习基地建设的困境与原因分析。近年来,我国高等教育快速发展,高校招生人数激增,满足了广大家长渴望子女接受高等教育的要求,适应了社会发展对专门人才的需要。然而,高校现有的办学条件,并没能满足高校大规模扩招的需求,尽管高等教育的投资在逐年增加,但与高等教育的现实需求相比,仍然存在较大差距,导致高校的发展和教学改革的深化与目前教育经费的投入存在着尖锐的矛盾。基于以上困难,山东科技大学机械设计制造及其自动化专业通过不断改革教学方法,探索建设多样性实习基地的可能性,构建了体系全新的山东科技大学机械设计制造及其自动化专业的实践教学新模式。
2.以岗位需求优化教学内容,构建多样性实践实习基地。①构建多媒体实践教学视频数据库。改革传统教学模式,利用现代信息技术为机械专业课程构建一种教与学的新模式。一方面,结合时代发展,注重因材施教,实现授课老师对整个教学过程的主导控制,教师通过现代信息技术对网络中大量的机械专业信息资源,进行收集、整理、加工,提炼出与教学内容和时代发展相适应的教学信息,在授课之初,利用多媒体技术向学生展示,使得学生在开始课程学习之前,明白所学课程的方向与目标,了解所学知识在目前行业中的需求情况以及与课程相关联的其他信息,紧跟学科前沿,开阔学生视野,激发出学生主动探索和学习的兴趣。另一方面,充分运用教师的教学经验和自主性,结合现代设计方法和工程软件,变传统单一的灌输式教学方式为启发式教学方式,通过计算机仿真技术和多媒体技术将教学信息多元化、结构化、动态化、形象化,将复杂的零件结构、动作原理、工艺分析、控制過程等涉及到可用动画表现的知识就运用三维动画模拟在学生面前,使得学生的学习身临其境,易于理解所学内容,激发学生学习的主动性。②构建灵活多样的实践实习基地。教学中的实践环节直接影响着学生动手实践能力、批判性和创造性思维的培养,是关系到学生能否学以致用,在实训过程中学到实际操作经验的重要环节。鉴于以上所分析的建设实力雄厚的、实践内容丰富的实训基地的困难性,机电学院提出构建灵活多样的实践实习基地的模式:教学与科研互动,将科研中的课题引入实践课堂;完善校内实训中心,实行实习设备的有偿使用;拓宽校外实践渠道,与企业单位共建实践、实习基地。为了扩大实践的内涵,让学生能接受尽可能真实的工程训练。
三、加强师资队伍的建设
我校机械设计制造及其自动化专业构建的体系全新的实践教学新模式,对教师的教学能力和素质提出了更高的要求:
1.构建多媒体实践教学视频数据库,要求老师在对任课课程有完整系统的认识并充分熟悉教学的各个环节的基础上,根据经济社会发展和科技进步的需要,及时更新教学内容,将新知识、新理论和新技术充实到教学内容中,为学生提供符合时代需要的课程体系和教学内容。
2.教学过程中要求教学与科研紧密结合,要求老师教研并重,教师既要传播知识,又要创新知识,两者不能偏废。鼓励高水平教师积极投身学校的实践教学工作,形成一支由学术带头人或高水平教授负责,热爱实验教学,教育理念先进,学术水平高,教学科研能力强,实践经验丰富,勇于创新的实践教学队伍。
3.构建多样性实习基地,要求指导实习的老师要深入校内外实训基地生产第一线,了解岗位生产过程,通过深入一线生产,了解设计制造及其自动化行业生产、技术、工艺、设备现状与发展趋势以及企业对该专业人才知识结构、职业能力、职业素养等方面的要求,并通过多媒体视频数据库向学生传达,让学生在实习过程中借助在视频数据库中了解的知识,对实习更有针对性和适应性,在实习中迅速适应实习工作要求。
机械设计制造及其自动化专业的教学改革,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向,推进实践内容和实训模式的改革和创新,培养学生实际动手操作的能力,独立分析问题和解决实际问题的能力。实践证明:通过优化教学内容,多媒体实践教学视频数据库和实践教学相结合,构建多样性实习基地、加强师资队伍建设等方面的改革与实践,取得了良好的教学效果,学生的技能水平明显提高,深受用人单位欢迎,提高了社会认可度。
参考文献:
[1]王晓军.机械设计制造及其自动化本科专业实践性教学改革的研究[J].井冈山学院学报,2006,4(27).
[2]汪建华.机械设计制造及其自动化专业生产实习改革与实践[J].长江大学学报,2008,6(31).
基金项目:山东省机械设计制造及其自动化特色专业建设项目资助。山东科技大学教育教学研究群星计划项目资助(qx102028)
作者简介:苏春建,1980.1,男,汉,山东菏泽。山东科技大学机械电子工程学院,副教授,博士,研究方向:机械设计及自动化。
One*2 整理
自动控制理论
微积分、线性代数、复变函数、电路、过程工程原理等 课程号:
11120310 课程名称:自动控制原理(Ⅰ)
英文名称:Automatic Control Theory and System 周学时:
4.0-0.0(Ⅰ);2.5-1.0(Ⅱ)
学分:7.0 其中4.0(Ⅰ);3.0(Ⅱ)预修要求:微积分、线性代数、复变函数、电路、过程工程原理等
内容简介:本课程较为系统地介绍自动控制理论的基本概念、原理与应用。内容上首先介绍控制系统在时域、复域与状态空间的数学模型的描述、推导及其结构图与信号流图的表示、演算。在此基础上,较为全面地阐述线性控制系统的时域分析方法、根轨迹分析法、频域分析法及其校正和设计、线性离散系统的基础理论、线性系统的状态空间分析与综合以及非线性控制系统分析的基本概念与方法等自动控制理论的基本理论与方法。选用教材或参考书:
教材1:《化工过程控制原理》(第二版).周春晖主编.北京:化学工业出版社.1998.4 参考书: 《自动控制原理》(第四版).胡寿松主编.北京:科学出版社, 2001年2月.(该书初版于1979年,前三版均由国防工业出版社出版)教材2:Linear Control System Analysis and Design 清华大学出版社和McGraw-Hill联合出版
作者: John J.D’azzo and Constantine H.Houpis
一、课程的教学目的和基本要求
“自动控制理论”是自动化专业的最重要的专业基础理论课,也是相关专业的基础课之一。随着科技的发展,自动控制系统在国防、航空、航天、工业、通讯等各个方面都已成为不可或缺的重要组成部分。通过本课程的学习,希望能奠定学生在控制理论与应用方面的扎实基础,为学习后继的专业课程、进行科研以及工作等都打下良好的理论基础。
本课程的主要内容涵盖了:动态系统的数学模型建立、线性系统的时域分析法、根轨迹法、频域分析法及其校正和设计、线性离散系统的基础理论与分析方法、线性系统的状态空间设计方法、李雅普诺夫稳定性分析、非线性系统的基本概念等。教学上力求精讲多练,加强习题关,以使学生打下较为坚实的理论基础。通过对“自动控制原理”的学习,要求学生初步掌握自动控制系统的基本概念与原理,经典控制理论中的主要系统分析方法,掌握其校正与设计技术,了解其应用。同时通过对自动控制基本理论的系统学习,使得学生不仅加深对控制问题本身的理解,而且了解到目前所学内容的某些应用方面和进一步研究的方向,为今后的研究与技术工作奠定良好的理论基础。
二、相关教学环节安排
自动控制原理是本专业重要的基础理论课。教学任务分成(上)、(下)两个学期完成。
所以除了课堂学习外,每周均安排足够量的习题让学习通过实践练习,加深对基本概念、基本理论和基本方法的掌握与应用。授课时间与作业时间的比例约为1:2。
三、程主要内容及学时分配
第一学期:每周4学时,共17周(其中16周用于授课,1周考试)主要内容:
(一)自动控制的一般概念
3学时
1.控制的基本原理与组成2.自动控制系统的示例及分类
3.对自动控制系统的基本要求
(二)动态系统的数学模型
时
1.控制系统的微分方程模型
2.控制系统的复域数学模型
3.控制系统的结构图与信号流图
4.控制系统的状态空间模型
5.数学模型的实验测定及典型系统的数学模型
6.数学模型各种表达式之间的对应关系
(三)线性系统的时域分析法
时
1.控制系统时间响应的性能指标
2.一阶系统的时域分析
3.二阶系统的时域分析
4.高阶系统的时域分析
5.线性系统的稳定性分析
6.线性系统的稳态误差计算
时
7.控制系统的状态方程求解与分析
时
(四)线性系统的根轨迹法
时
1.根轨迹法的基本概念
2.根轨迹绘制的基本法则
3.根轨迹法的推广
4.系统性能的分析
(五)线性系统的频率分析法
时
1.频率特性
2.开环系统的典型环节分解与开环频率特性曲线
3.频率域稳定判据
4.稳定裕度
(六)线性系统的校正方法
1学时
1学时
1学时
16学
3学时
2学时
3学时
3学时
2学时
3学时
14学
1学时
1学时
3学时
1学时
3学时
2学
3学
12学
1学时
6学时
3学时
2学时
12学
2学时
5学时
3学时
2学时
7学
时
1.系统的设计与校正问题
1学时 2.常用的校正装置及其特性
3学时 3.串联校正与反馈校正
3学时 第二学期:授课每周2.5学时,共17周(其中16周用于授课,1周考试,实验课程16学时单列)授课主要内容(40学时):
(七)线性离散系统的分析与校正
16学时
1.离散系统的基本概念
2学时 2.Z变换理论
3学时 3.离散系统的数学模型
4学时 4.离散系统的稳定性与稳态误差
3学时 5.离散系统的动态性能分析及数字校正
4学时(八)线性系统的状态空间分析与综合16学时
1.线性系统的可控性与可观测性
4学时 2.线性定常系统的线性变换与标准形
4学时 3.线性定常系统的状态反馈
4学时 4.线性定常系统的状态观测器
4学时(九)非线性控制系统简介
8学时
1.非线性控制系统概述
1学时 2.描述函数法
3学时 3.李亚普诺夫稳定性分析
4学时 实验课主要内容(16学时):
1.MATLAB环境介绍以及操作说明。
1学时 2.拉氏变换和Z变换
2学时 3.控制系统模型建立以及相互转换
3学时 4.控制系统分析:时域、根轨迹和频域分析
4学时
5.状态空间系统分析、极点配置以及观测器的建立
4学时 6.最优控制系统设计:状态反馈和输出反馈的线性二次型最优调节器设计
2学时
一、教材及主要参考书
教材1:周春晖主编.“化工过程控制原理”(第二版).北京:化学工业出版社.1998.4 参考书:胡寿松主编.“自动控制原理”(第四版).北京:科学出版社, 2001年2月.教材2:Linear Control System Analysis and Design 清华大学出版社和McGraw-Hill联合出版
作者: John J.D’azzo and Constantine H.Houpis
过程工程原理及实验(乙)高等数学、普通物理
动量传递、热量传递、质量传递(三传)的基本理论,过程工业中常用的基于“三传”的物理加工过程(即单元操作,包括流体输送、机械分离、换热、蒸发、吸收、精馏、萃取、干燥)的基本原理及其工艺计算,相应单元操作的设备结构和特点。相应单元操作的实验。
“过程工程原理及实验(乙)”教学大纲
课程名称(含英文名):过程工程原理及实验(乙)
Process Engineering Principles and Experiments(B)
一、课程号:09110051
二、周学时:4-2
学分:5
三、教学目的和教学要求
通过“过程工程原理及实验(乙)”的学习,使学生了解动量传递、热量传递、质量传递(三传)的基本理论,掌握过程工业中常用的基于“三传”的物理加工过程(即单元操作,包括流体输送、机械分离、换热、蒸发、吸收、精馏、萃取、干燥)的基本原理,熟练进行相应单元操作的工艺计算,并了解相应单元操作的设备结构和特点。熟悉相应单元操作的实验。
四、教学内容和课时分配
教学安排共17周。理论课每周4学时,实验课每周2学时。理论课主要内容:
(一)绪论
0.5学时
本课程的性质、内容和学习方法、学习要求。
(二)流体力学基础
12.5学时
1、基本概念:流体的性质、连续介质模型。
2、流体静力学及其应用:静止流体所受的力、流体静力学基本方程、静力学原理在压力和压力差测量上的应用。
3、流体流动的基本方程:流速、流量、牛顿黏性定律、流动类型和雷诺数、几种时间导数、连续性方程、运动方程、总能量衡算和机械能衡算方程。
4、管路计算:简单管路、复杂管路、管网简介、可压缩流体的管路计算。
5、边界层及边界层方程:普兰特边界层理论、边界层积分动量方程及其应用、边界层分离。
6、湍流:湍流特点及其研究方法、湍流应力。
7、流速、流量测量:变压头流量计、变截面流量计。
(三)流体输送机械
4学时
1、速度式流体输送机械:离心式流体输送机械的基本方程、离心泵与离心通风机的结构、工作原理与分类、离心泵与离心通风机的性能、离心泵与离心通风机的特性曲线、离心泵与离心通风机的工作点和流量调节、离心泵与离心通风机的安装和选用、其他速度式流体输送机械。
2、容积式流体输送机械:往复式流体输送机械工作原理、往复泵、往复压缩机、其他容积式流体输送机械、流体输送机械的特点。
(四)机械分离与固体流态化
4学时
1、过滤:过滤基本方程、过滤常数的测定、滤饼洗涤、过滤设备及过滤计算。
2、沉降:沉降速度、重力沉降设备、离心沉降设备。
3、固体流态化。
(五)热量传递基础 6学时
1、基本概念、热量传递的三种基本方式。
2、热传导:傅立叶定律、导热系数、热传导微分方程及其定解条件、稳态热传导、非稳态热传导。
3、对流传热:对流传热概述、层流流动对流传热的近似分析解法、管内强制对流传热、管外强制对流传热、自然对流传热。
4、冷凝与沸腾传热。
5、辐射传热:基本概念、辐射基本定律、固体间的辐射传热、气体的热辐射、对流与辐射的复合传热。
(六)传热过程计算与换热器
5学时
1、传热过程分析。
2、传热过程的基本方程及其应用:热量衡算方程、传热速率方程、总传热系数与壁温计算、传热过程的平均温差计算、传热效率和传热单元数、换热器计算的设计型和操作型问题。
3、换热器。
(七)蒸发
2学时
1、蒸发设备:蒸发器类型、结构介绍。
2、单效蒸发计算。
3、多效蒸发:流程介绍、效数的限制、提高加热蒸汽经济程度的各种措施。
(八)质量传递基础
3学时
1、分子扩散:费克定律、扩散系数、一维稳态分子扩散。
2、对流传质:传质速率方程、对流传质系数。
(九)气体吸收
8学时
1、气液相平衡:亨利定律、相平衡常数。
2、吸收速率方程。
3、二元低浓气体吸收(或脱吸)计算:物料衡算和操作线方程、吸收剂用量的确定、填料层高度计算、塔板数计算、解吸(脱吸)、操作型问题分析及计算。
4、高浓气体吸收。
5、其它类型吸收:多组分吸收、化学吸收、非等温吸收。
(十)蒸馏
11学时
1、汽液相平衡:理想物系的汽液相平衡、非理想物系的汽液相平衡。
2、简单蒸馏、平衡蒸馏:流程、原理及计算。
3、二元连续精馏过程分析及计算:平衡级及精馏原理、全塔物料衡算、精馏段、提馏段物料衡算、进料热状况及其影响、理论板数的计算方法、回流比的选用、精馏塔热量衡算、精馏塔操作分析、其它精馏流程及其计算。
4、其它蒸馏方式:水蒸汽蒸馏、间歇精馏、恒沸精馏和萃取精馏、反应精馏。
5、多元精馏:多元精馏物料衡算、塔板数捷算。
(十一)液-液萃取和固液萃取
4学时
1、液-液相平衡:相图及杠杆原理。
2、单级萃取计算。
3、多级萃取流程及计算:多级错流萃取、多级逆流萃取等的流程及计算。
4、液-液萃取设备:设备结构介绍。
5、固液萃取。
(十二)干燥
8学时
1、湿空气的性质及湿度图:湿空气的性质、湿空气的t-H图、湿度图的应用。
2、干燥过程的物料衡算与热量衡算:湿物料中含水率的表示方法、物料衡算、热量衡算。
3、干燥速率和干燥时间:物料中的水分、干燥速率和干燥时间的计算。
4、干燥器:常用工业干燥器简介。
实验课主要内容:
1.绪论
2学时 2.相关实验内容简介
4学时 3.流体阻力测定
4学时 4.离心泵特性曲线测定
4学时 5.对流传热系数测定
4学时 6.吸收实验
4学时 7.精馏实验
4学时 8.计算机仿真实验
6学时 9.实验小结
2学时
可供选做实验:管路拆装(4学时)、流量计校正实验(4学时)、过滤实验(4学时)、包裸管实验(4学时)、干燥或真空微波干燥实验(4学时)、萃取实验(4学时)。
五、考试要求
闭卷考试。试卷中,理论课内容约占90%,实验内容约占10%。课程总成绩中,笔试成绩约占90%,实验动手能力约占10%。
六、推荐教材
《化工原理》。何潮洪,冯霄主编,北京:科学出版社,2001。《化工原理仿真实验》。吴嘉主编,北京:化学工业出版社,2001。
《化工原理实验》。浙江大学材料与化工学院化工原理实验室编。
七、有关说明
1、以上教学内容和安排适用于过程装备与控制工程专业、控制(自动化)专业等。
2、任课教师在教学过程中可根据所授专业的特点,对各章内容与学时酌情作适当调整。
现代传感技术
预修要求 普通物理 模拟电子技术 数字电子技术 自动控制原理
课程号:
11120490
课程名称:现代传感技术
英文名称:Modern Sensing Techniques 周学时:3
学分:1.5 预修要求:普通物理
模拟电子技术 数字电子技术 自动控制原理 内容简介:
本课程主要介绍检测技术和检测仪表中的仪表误差的基本概念,检测技术中常用的基本定律和基本规律,和常用的传感器(检测元件),包括机械式的,电阻式的,电容式的,热电式的,压电式的,光电式的,磁电式的,磁弹性式的和核辐射式的等。在介绍各种传感器时,主要介绍他们的检测原理,使用特点和应用,并重点突出传感器的共性问题。选用教材或参考书:
选用教材: 张宏建主编,《自动检测技术与装置》,化学工业出版社,2004。
Curtis D.Johnson, Process Control Instrumentation Technology, Sixth Edition, Pearson Education, 2002.主要参考书: 杜维,张宏建,乐嘉华编,《过程检测技术及仪表》,化学工业出版社,2000。
《现代传感技术》
一、课程的教学目的和基本要求
通过《现代传感技术》课程的学习,使学生了解检测系统的测量误差,了解误差分析的基本原理和减少检测系统测量误差的一般方法,掌握传感技术的基本原理和基本方法。能熟练地掌握各种传感器的传感原理,使用特点,应用领域,为“过程检测系统”课程的学习打下良好的基础。同时通过该课程的学习培养解决实际问题的能力,能正确应用所学的传感器,并进一步能设计新型的传感器。
二、相关教学环节安排
实验课单列。
中英文双语教学。教学采用正常授课,自学和课堂讨论相结合方式进行。
每周布置讨论思考题和作业,课后学习时间一般为2~3小时,主要针对基本概 念和原理的学习,并培养学生解决实际测量问题的能力。
三、课程主要内容及学时分配
每周3学时,8周,共24学时。检测技术基础(5课时)1.1 检测技术的基本概念 1.2 检测仪表的基本概念 1.3 测量误差的理论基础 检测技术的原理与方法(2课时)2.1自然规律与检测技术 2.2基础效应
2.3参数检测的一般方法 机械式检测元件(2课时)3.1弹性式检测元件 3.2其他机械式检测元件 电阻式检测元件(2课时)4.1应变式检测元件 4.2热电阻式检测元件 4.3其他电阻式检测元件 电容式检测元件(2课时)5.1电容式检测元件的工作原理 5.2电容元件的结构和特性
5.3电容式检测元件的温度补偿及抗干扰问题 6 热电式检测元件(2课时)6.1热电偶检测元件 6.2晶体管温度检测元件 压电式检测元件(2课时)7.1压电效应与压电材料
7.2压电式检测元件的等效电路 7.3压电式检测元件的误差 8 光电式检测元件(2课时)8.1光电效应
8.2 光电器件的基本特性 8.3光敏元件及特性 磁电式检测元件(2课时)9.1磁电感应式检测元件 9.2霍尔检测元件 磁弹性式检测元件(2课时)10.1 磁弹性效应
10.2 磁弹性式检测元件的结构及工作原理 11 核辐射式检测元件(1课时)11.1 放射源 11.2探测器
11.3核辐射式检测元件的误差
四、教材及主要参考书
选用教材: 张宏建主编,《自动检测技术与装置》,化学工业出版社,2004。Curtis D.Johnson, Process Control Instrumentation Technology, Sixth Edition, Pearson Education, 2002.主要参考书: 杜维,张宏建,乐嘉华编,《过程检测技术及仪表》,化学工业出版社,2000。
一、有关说明
教改课程,采用正常授课,自学和课堂讨论相结合方式进行教学。
微机原理与接口技术 教学内容简介:
《微机原理与接口技术》课程是一门理论与实践相结合的理工类专业基础课,其目的一方面是让同学们了解微处理机软、硬件原理和单片微机小系统的组成与接口,另一方面是为培养进行数据采集、信息处理和自动控制工作的硬件及汇编语言软件有独立分析、研究和设计能力的专业技术人才服务。
本课程的授课内容主要有:微处理器及微型计算机的发展、数的各种进位计数制的表示和转换、微处理器的结构和操作时序、指令系统和汇编语言程序设计、存储器接口、I/O接口、模拟量输入和控制接口、中断定时和串行通讯、多机通讯方式及其实现、微机应用系统的开发等。浙江大学教务处在信息学院光电系建有“浙江大学微处理机中心实验室”(教三5楼),为本课程的实验环节提供条件。
推荐教材:
微处理机原理与接口技术
王汀主编
化学工业出版社 《微机原理与接口技术》教学大纲
Principles and Interface of Microprocessors
一、课程号:
11120200
二、周学时:
3-1
学分:3.5
三、教学目的和基本要求
通过课程教学使学生从理论和实践上掌握微型计算机基本组成、工作原理及微型计算机软、硬件接口方法,建立微机系统的整体概念,并达到初步具有微机应用系统软硬件设计、开发能力。由于本课程是非计算机专业学习微机涉及软、硬件结合的计算机课程,是学生学习计算机硬件知识和汇编语言程序设计的入门课程,故软、硬件内容必须兼顾,二者不能偏废。
四、相关教学环节安排
1、采用多媒体投影教学。
2、实验课单列1学时(0.5学分),共计16学时。
3、每周布置作业,作业量2~3小时,用于巩固教学和实验内容。
五、教学内容和课时分配
主要内容:
(一)计算机基础知识
2学时
1.微处理器及微型计算机的发展、分类及特点 0.5学时
2.进位计数制的转换与运算
0.5学时
3.基本逻辑部件的外部特性
0.5学时
4.微型计算机基本组成和整机工作流程
0.5学时
(二)微处理器
4学时
1.CPU的逻辑结构
0.5学时
2.CPU的引脚功能
0.5学时
3.总线与操作时序
2学时
4.MCS-51的寻址空间
1学时
(三)存储器及存储接口 4学时
1. 存储器分类与特性
1学时
2. 存储器的编址方法
1学时
3.MCS-51存储器结构
1学时
4.存储器与CPU硬件连接方法
1学时
(四)微处理器指令系统 4学时
1. 指令格式
0.5学时
2.指令支持的数据形式
0.5学时
3.指令支持的寻址方式
1.5学时
4.指令分类及特征
1.5学时
(五)汇编语言程序设计 8学时
1.程序设计语言及其特点
1学时
2.汇编语言程序设计基本法制
2学时
3.常用程序结构及其设计
5学时
(六)输入/输出与中断
4学时
1. I/O作用与控制方式
0.5学时
2. I/O接口作用与概念
0.5学时
3.中断原理与概念
1学时
4.MCS-51中断系统
2学时
(七)并行I/O接口
6学时
1. 简单并行I/O接口
0.5学时
2.可编程并行接口8255
2学时
3.计数器/定时器
2学时
4.通用并行接口
1.5学时
(八)串行I/O接口
4学时
1. 串行通讯的基本概念
1学时
2.MCS-51串行接口
2学时
3.通用串行接口
1学时
(九)人机I/O接口
4学时
1.键盘接口
1.5学时
2.LED七段显示器接口
2学时
3.LCD显示接口
0.5学时
(十)模拟I/O接口
4学时
1. 模拟量和数字量
0.5学时
2.A/D转换
2学时
3.D/A转换
1.5学时
(十一)微机应用系统开发过程
2学时
1. 微机最小系统概念
0.5学时
2. 源程序及目标程序的获得
0.5学时
3.仿真调试与程序固化
1.0学时
(十二)嵌入式微处理器
6学时
1.MCS-51的嵌入式微处理器
2学时
2.MC68HC08嵌入式微处理器
4学时
六、考试要求
考试
七、推荐教材
微处理机原理与接口技术
王汀主编
化学工业出版社
有关说明:
由浙江大学与Motorola公司在原“浙江大学微处理器中心实验室”的基础上共建了“浙江大学-Motorola联合微机中心”,我们的微机原理课程教学改革也将在一定程度上反映这一新形式,加强欧美比较流行的Motorola微处理器的对比教学,以培养与国际接轨的21世纪人才。
过程检测系统
预修要求 普通物理 模拟电子技术 数字电子技术 自动控制原理 现代传感技术
课程号:
11120500
课程名称:过程检测系统
英文名称: Process measurement system 周学时:3
学分:1.5 预修要求:普通物理
模拟电子技术 数字电子技术 自动控制原理现代传感技术 内容简介:
本课程主要介绍现代过程工业中的重要检测系统构成的一般理论,检测系统信息传输和规范,误差处理和非线性补偿,检测系统设计与性能优化,过程工业中温度、压力、流量、液位和成分等五大重要参数相应检测系统设计与选型等。选用教材或参考书:
选用教材: 张宏建主编,《自动检测技术与装置》,化学工业出版社,2004。
Curtis D.Johnson, Process Control Instrumentation Technology, Pearson Education, 2002.主要参考书: 杜维,张宏建,乐嘉华编,《过程检测技术及仪表》,化学工业出版社,2000。过程检测系统》
一、课程的教学目的和基本要求
通过《过程检测系统》课程的学习,使学生形成过程检测技术及测量系统方面较为完整和系统的基本概念。了解检测系统误差分析的基本方法和检测系统构成的一般理论,检测系统信息传输和规范,非线性补偿的常用方法,检测系统设计与性能优化的一般理论与技术。掌握过程工业中温度、压力、流量、液位和成分等五大重要参数相应检测系统的设计与选型。培养学生解决实际问题的能力,使之能设计和分析过程工业一般检测系统。
二、相关教学环节安排
实验课单列。
中英文双语教学。教学采用正常授课和课堂讨论相结合方式进行。
每周布置讨论思考题或作业,课后学习时间一般为2~3小时,主要针对基本概 念和原理的学习,并培养学生解决实际测量问题的能力。
三、课程主要内容及学时分配
每周3学时,共8周。
检测系统的基本概念(1课时)2
检测系统的构成理论(2课时)3
测量误差的理论基础(3课时)
检测系统中的信息处理与传输技术(3课时)5
检测系统中的非线性补偿技术(3课时)
检测系统设计与性能优化的一般理论与技术(3课时)7
工程应用设计基础与实例分析(6课时)
四、教材及主要参考书
选用教材: 张宏建主编,《自动检测技术与装置》,化学工业出版社,2004。Curtis D.Johnson, Process Control Instrumentation Technology, Sixth Edition, Pearson Education, 2002.主要参考书: 杜维,张宏建,乐嘉华编,《过程检测技术及仪表》,化学工业出版社,2000。
一、有关说明
教改课程,采用正常授课和课堂讨论相结合方式进行教学。
计算机控制系统与软件
预修要求 微机原理与接口技术、自动控制理论、过程工程原理等
开课对象:控制系高年级学生
选用教材:王慧主编,金以慧主审,计算机控制系统(修订版).北京:化学工业出版社,2004.12(待出版)
预修课程:
《计算机控制系统及软件》课程的主要内容涵盖了:计算机控制系统的概念、接口技术、数据通信技术、网络技术、常用控制策略、软件数据库技术、系统设计与实施技术和计算机集成制造系统等。
一.课程的教学目的和基本要求
教学目的:随着现代化工业复杂性与集成化程度的增加,计算机控制系统已广泛应用于各个工业领域,如过程工业的炼油、化工、炼钢、发电、环境冶理等等。实际上,计算机控制系统已是现代工业中不可或缺的部分。为此,要求在校大学生不仅要了解与掌握自动控制理论与工程、计算机技术、自动化仪表以及相关的工业背景知识,还必须从系统集成的角度掌握计算机控制系统的有关硬件、软件、控制策略、数据通信、网络技术、数据库技术等诸多方面的理论知识与技术,从而不但能够分析与应用、设计并实施满足实际工业生产需要的计算机控制系统,而且能够不断地根据已有的基础知识,迅速进行知识更新。
基本要求:通过本课程的学习,使自动化专业的学生掌握计算机控制系统与软件的基本概念,掌握控制系统的接口技术、数字通信与网络技术,计算机控制系统中常用的控制策略尤其是先进控制系统的思路、方法及其特点,初步掌握根据不同规模范例、不同要求设计计算机控制系统的方法,并能结合具体的工业过程给出合理的控制方案与工程实施方案。
二、相关教学环节安排
1. 采用多媒体投影教学;
2. 注重理论与实际相结合,重视利用仿真工具及范例进行教学与演示;
3. 实验课学分由两部分组成:一部分是指定的仿真实验;另一部分是根据具体的实验装置,完成各项设计任务,并给出报告;
4.平均每周布置一次作业,作业量2~3小时,既有要求每个学生完成的小型作业,也有以组为单位的中大型作业,主要涉及到计算机控制系统的各个方面、控制方案设计与分析,以及结合具体过程进行的计算机控制系统整体方案设计与控制系统仿真等。
三、课程主要内容及学时分配
每周5学时,共八周。
章节
内容
学时数安排
(一)绪论
3学时 计算机控制系统的一般概念 计算机控制系统的分类及其结构体系 计算机控制系统的设计与实现 计算机控制系统的发展概况及趋势
(二)计算机控制系统的基础理论
2学时 离散系统的基本概念 离散控制系统的分析 离散控制系统的设计方法
(三)计算机控制系统的输入输出接口技术
2学时 模拟量输出接口模拟量输入接口开关量输入输出接口人-机接口接口的互连与转换
(四)数据通信技术
5学时 数据通信的基础知识 数据通信设备 数据通信中的检错与纠错 无线数据通讯 计算机控制系统中的数据通讯
(五)计算机控制系统中的计算机网络技术计算机网络技术基础 控制网络与现场总线技术 工业以太网络系统 因特网Internet与企业内部网Intranet 控制网络与信息网络的信息集成技术
(六)计算机控制系统的常用控制策略数字滤波和数据处理 数字PID控制算法 基于数字PID控制的多回路控制系统 模型预测控制 模糊控制 控制策略的工程实现
5学时 5学时
(七)计算机控制系统的软件技术
5学时 面向计算机控制的操作系统 计算机控制系统中的数据库 过程计算机控制系统应用软件商品化的工业控制软件的介绍OPC(用于过程控制的OLE)
(八)典型的计算机控制系统设计及应用实例
7学时 计算机控制系统设计原则和步骤 计算机控制系统的设计与实施 计算机控制系统实例介绍
(一)微型系统
(二)中小型系统
(三)大中型系统
(九)工厂计算机综合集成控制
3学时计算机综合集成控制概述工厂综合自动化的体系结构工厂综合自动化的核心问题及关键技术
四、教材及主要参考书
教材:
王慧主编,计算机控制系统(修订版).北京:化学工业出版社,2004.12(待出版)
主要参考书:
1、金以慧主编,过程控制.北京:清华大学出版社,1993.04
2、Karl J.Astrom, Bjorm Wittenmark.Computer-Controlled Systems, Theory and Design.THIRD EDITION Tsinghua University Press, Prentice Hall., 2002
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