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摘要：本项目以工程机械远程操作系统为基础，结合自动化类专业的教学模式和培养目标，通过对教学内容、教学方法与教学体系等的改革，打造产教融合、综合性实践平台，培养基础扎实、综合能力强的重实践、重创新的复合型人才。
关键词：工程机械远程操作系统；体系改革；综合性实践平台
本文引用格式：张立国,张淑清,金梅,等.基于CPS的电气控制与PLC工程机械远程控制系统教学改革[J].教育现代化,2019,6(90):54-55.
燕山大学电气工程学院的测控技术与仪器、自动化等自动化类专业主要以自动控制理论、PLC、传感器原理等理论课程为基础，以课程三级项目为实践主要抓手的培养模式。现阶段，该类工科专业的工程教育与教学实践面临以下几个问题：①工程实践与教学整合度不够；②教学内容分散、专业知识综合性欠缺。
一 研究目的与意义
燕山大学电气工程学院的测控技术与仪器、自动化等自动化类专业主要以自动控制理论、PLC、传感器原理等理论课程为基础，以课程三级项目为实践主要抓手的培养模式。现阶段，该类工科专业的工程教育与教学实践面临以下几个问题：
（一）工程实践与教学整合度不够
目前的教学模式在本科生工程与创新实践能力的培养方面还有待强化，保守稳定的本科培养模式偏重理论教学导致工程性薄弱，工程训练与工程实践不足，不能够有效的将理论知识转化为实践能力，不利于工程型、创新型人才的培养。
（二）教学内容分散、专业知识综合性欠缺
专业课程的割裂导致了实验内容的综合性不够，缺少将专业知识结合运用的系统性工程实践，导致学生的毕业能力难以满足社会发展需求。总之，本科教学的工程性与创新性的不足是当前亟需解决的问题[1]。
二教改思路
为了解决上文所提到的目前工程教育所存在的问题，提出“四平台、三目标、二导向”的系统解决方案，即以创新创业、工程实践为两大导向，以夯实基础、能力提升、实践创新为三大目标，在现有的专业实验实践设施基础上，增设科创实验基地以深入孵化学生的创新创业成果[2]。本系统培养模式将会更加有效的培养工程型、创新型人才。
三解决方案
针对我校当前自动化类专业存在的问题，我们以工程机械远程操作系统项目为中心，提出了综合各学科的教改解决方案：
工程机械远程操作系统所涉及的课程知识涵盖了自动化、测控、通信3个专业5大学科，结合系统的具体应用，将其涉及的知识按照学科进行分解，融入到课程教学当中。
四 项目实施过程
工程机械远程操作系统其包含了双目机器视觉技术、虚拟现实技术、高精度定位技术、远程控制技术以及虚拟边界技术等核心技术。
以测控技术与仪器专业为例：
1.工程系统中控制部分可作为PLC教学实例及课程设计题目，该部分涉及PLC模数转化、步进电机控制、数据处理、PLC逻辑程序功能实现等。以此培养学生对工业控制的认识及理解，深入体会工业控制与普通控制的异同。
2.传感器课程中可将系统中的倾角传感器、位置传感器、编码器等传感器用于教学中，通过系统将传感器的信号采集、滤波、放大、整流、滤波、ADC采集等对传感信号的典型处理过程生动的呈现给学生，即可将测控电路课程知识融入其中又可使其更加深入的理解传感器的信号处理过程、传感器精度对系统整体精度的影响、传感器在系统中扮演的重要角色等。
3.嵌入式单片机课程中可将本系统中无线传输部分、ADC信号采集及GPS定位部分作为课程实例，也可作为三级项目及课程设计，帮助学生了解课程中涉及的SPI、IIC、TCP/IP等通信协议的使用方式及异同。
4.数字信号处理课程可将本系统中的姿态解算部分算法及视频采集图像识别等作为课程设计项目，根据课程需要可将题目设计为不同难度等级，包括图像的简单滤波、姿态解算算法的初步仿真验证、图像识别等，可帮助学生更好的应用MATLAB软件处理各种数学问题[4]。
进行各部分拆解及实践后，根据教改计划将进行联合课设，以此促进学生对专业课程的整体认识及理解，包括在提升难度以后将其作为毕业设计题目等。
以PLC教学为例，在教学中既包含课内三次三级项目，并以讨论课形式进行答辩汇报，将每章节所学知识通过实际工程项目的形式进行消化吸收。在此阶段将工程机械远程操作系统所涉及相关技术进行初步渗透，为课程设计做准备。在课程设计中结合工程机械远程操作系统的控制部分，涉及PLC模数转化、步进电机控制、数据处理、PLC逻辑程序等知识，要求学生通过搭建模型实现相应功能[5]。
五结语
本项目侧重于强化工程训练，促进专业知识融合，着力培养本科生的工程设计与工程创新能力，在教学目标的指引下，对当前自动化类专业的实践教学体系建设、教学模式、教学内容等方面的改革进行了探索和实践，已经得到了初步应用。近年来，电气工程学院学生在学校的大力支持下，以科创团队和专业平台为主要依托，积极参加挑战杯、大学生创新创业训练项目、电子设计大赛、“互联网+”等含金量高、综合性强的科技创新竞赛，均取得了较好的成绩，在多项比赛中突破了专业的历史最好成绩。
团队在“教育现代化”、“实验室研究与探索”、“高教论坛”等教学研究期刊发表教改论文15篇，对本项成果推广起到了积极的作用。
近五年，先后接待20多所高校的同行、专家来校学习考察、参观交流，对实践教学理念、实践教学体系建设、平台建设、实践教学内容和教学模式改革，以及在激发学生兴趣、加强对学生个性化培养等方面采取的措施和取得的成效给与了很高的评价。
参考文献
[1]吕玉铭,王明博.夯实提升转化拓展——文学院“四位一体”应用型创新人才培养模式探索与实践[J].河西学院学报，2019(03):119-124.
[2]王莹莹,张利华,魏波,喻飞.地方高校创新“双螺旋”式软件人才培养模式探索与实践[J].实验技术与管理，2019，36(05):37-41.
[3]李娟.高校创新人才培养模式的探索与实践[J].才智，2019（13）:60.
[4]颜伟,袁清和,李美燕,孙佳欣.面向工程教育专业认证的工业工程应用型创新人才培养模式探索与实践[J].教育教学论坛,2019(13):128-131.
[5]王静.五年制高职院校高等数学教学改革[J].教育现代化，2016,3(13):18-19.
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