北航自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)

北航自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)一、課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1.理解并掌握自動(dòng)化基本原理，包括自動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、傳遞函數(shù)及狀態(tài)空間表示。

2.學(xué)習(xí)并運(yùn)用經(jīng)典控制理論，如PID控制，了解其在實(shí)際自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用。

3.掌握自動(dòng)化設(shè)備的工作原理及其在工業(yè)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

技能目標(biāo)：

1.能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析并解決簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制問(wèn)題，設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的自動(dòng)化控制方案。

2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)和模擬操作，掌握自動(dòng)化軟件的使用，具備初步的自動(dòng)化系統(tǒng)調(diào)試和優(yōu)化能力。

3.培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，通過(guò)小組合作完成自動(dòng)化項(xiàng)目的分析與設(shè)計(jì)。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自動(dòng)化科技的興趣和好奇心，激發(fā)其創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

2.通過(guò)對(duì)自動(dòng)化在航空、航天等高精尖領(lǐng)域的應(yīng)用案例學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感和責(zé)任感。

3.引導(dǎo)學(xué)生理解自動(dòng)化技術(shù)在促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展和智能化改造中的重要作用，培養(yǎng)其社會(huì)使命感。

分析課程性質(zhì)、學(xué)生特點(diǎn)和教學(xué)要求，本課程目標(biāo)旨在通過(guò)理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法，使學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，能夠具備實(shí)際應(yīng)用能力，并在此基礎(chǔ)上，激發(fā)學(xué)生的科研興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，為培養(yǎng)高素質(zhì)的自動(dòng)化專業(yè)人才奠定基礎(chǔ)。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.自動(dòng)化基本原理：包括自動(dòng)控制系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)模型、傳遞函數(shù)、狀態(tài)空間表示等，涉及教材第一章內(nèi)容。

2.經(jīng)典控制理論：重點(diǎn)講解PID控制原理及其在自動(dòng)控制中的應(yīng)用，結(jié)合教材第二章進(jìn)行教學(xué)。

3.自動(dòng)化設(shè)備工作原理：介紹傳感器、執(zhí)行器、控制器等自動(dòng)化設(shè)備的工作原理及應(yīng)用，對(duì)應(yīng)教材第三章內(nèi)容。

4.自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)：學(xué)習(xí)自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，包括系統(tǒng)建模、控制器設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真等，參考教材第四章和第五章。

5.自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)踐：分組進(jìn)行自動(dòng)化項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施，涵蓋第六章內(nèi)容，結(jié)合實(shí)驗(yàn)操作、軟件仿真等手段。

教學(xué)大綱安排如下：

第一周：自動(dòng)化基本原理；

第二周：經(jīng)典控制理論；

第三周：自動(dòng)化設(shè)備工作原理；

第四周：自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

第五周：自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)踐及成果展示。

教學(xué)內(nèi)容確?？茖W(xué)性和系統(tǒng)性，結(jié)合教材章節(jié)進(jìn)行合理安排，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，旨在提高學(xué)生對(duì)自動(dòng)化專業(yè)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

三、教學(xué)方法

本課程將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：針對(duì)自動(dòng)化基本原理、經(jīng)典控制理論等理論知識(shí)，采用講授法進(jìn)行系統(tǒng)講解，結(jié)合多媒體教學(xué)手段，使學(xué)生易于理解和掌握。

2.討論法：在講解自動(dòng)化設(shè)備工作原理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)等內(nèi)容時(shí)，組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，提高課堂互動(dòng)性。

3.案例分析法：通過(guò)分析自動(dòng)化領(lǐng)域中的實(shí)際案例，使學(xué)生了解自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)和局限性，提高學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

4.實(shí)驗(yàn)法：結(jié)合課程內(nèi)容，安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)課程，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)際應(yīng)用能力。

5.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法：以小組為單位，進(jìn)行自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)踐，從項(xiàng)目立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、實(shí)施到成果展示，全程參與，鍛煉學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和實(shí)際操作能力。

6.情景教學(xué)法：創(chuàng)設(shè)實(shí)際工作場(chǎng)景，讓學(xué)生在模擬環(huán)境中學(xué)習(xí)，提高學(xué)生對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際工作中的認(rèn)識(shí)。

7.自主學(xué)習(xí)法：鼓勵(lì)學(xué)生在課后進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，利用網(wǎng)絡(luò)資源和教材，拓展知識(shí)面，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)和探究能力。

8.評(píng)價(jià)反饋法：通過(guò)課堂問(wèn)答、課后作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、項(xiàng)目成果展示等多種方式，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，并及時(shí)給予反饋，指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)。

四、教學(xué)評(píng)估

為確保教學(xué)評(píng)估的客觀性、公正性和全面性，本課程設(shè)計(jì)以下評(píng)估方式：

1.平時(shí)表現(xiàn)：包括課堂出勤、提問(wèn)回答、課堂討論等環(huán)節(jié)，占總評(píng)成績(jī)的20%。旨在評(píng)估學(xué)生的課堂參與度和積極性。

2.課后作業(yè)：布置與教材內(nèi)容相關(guān)的作業(yè)，旨在鞏固理論知識(shí)，占總評(píng)成績(jī)的20%。作業(yè)成績(jī)根據(jù)完成質(zhì)量、正確率和創(chuàng)新性進(jìn)行評(píng)定。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：針對(duì)實(shí)驗(yàn)課程，要求學(xué)生撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占總評(píng)成績(jī)的20%。評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)包括實(shí)驗(yàn)原理理解、實(shí)驗(yàn)步驟、數(shù)據(jù)處理和分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)論等。

4.項(xiàng)目成果展示：以小組為單位進(jìn)行自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)踐，進(jìn)行成果展示，占總評(píng)成績(jī)的20%。評(píng)估指標(biāo)包括項(xiàng)目設(shè)計(jì)、實(shí)施、成果展示及團(tuán)隊(duì)協(xié)作等方面。

5.期末考試：設(shè)置閉卷考試，占總評(píng)成績(jī)的20%?？荚噧?nèi)容涵蓋整個(gè)課程的知識(shí)點(diǎn)，以測(cè)試學(xué)生對(duì)自動(dòng)化理論知識(shí)和應(yīng)用能力的掌握程度。

教學(xué)評(píng)估具體操作如下：

1.定期檢查課后作業(yè)，及時(shí)給予反饋，指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)。

2.實(shí)驗(yàn)報(bào)告和項(xiàng)目成果展示分別組織專門的評(píng)審，給出具體評(píng)價(jià)和建議。

3.期末考試采用標(biāo)準(zhǔn)化試題，確?？荚嚨墓叫院涂陀^性。

4.綜合考慮學(xué)生在課堂、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目中的表現(xiàn)，給出最終的總評(píng)成績(jī)。

五、教學(xué)安排

為確保教學(xué)進(jìn)度合理、緊湊，同時(shí)充分考慮學(xué)生的實(shí)際情況和需求，本課程的教學(xué)安排如下：

1.教學(xué)進(jìn)度：課程共計(jì)15周，每周2學(xué)時(shí)，共計(jì)30學(xué)時(shí)。教學(xué)進(jìn)度根據(jù)教材章節(jié)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行合理安排，確保在有限時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。

-第1-3周：自動(dòng)化基本原理；

-第4-6周：經(jīng)典控制理論；

-第7-9周：自動(dòng)化設(shè)備工作原理；

-第10-12周：自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

-第13-15周：自動(dòng)化項(xiàng)目實(shí)踐及成果展示。

2.教學(xué)時(shí)間：根據(jù)學(xué)生作息時(shí)間，將課程安排在每周的固定時(shí)間進(jìn)行，避免與學(xué)生的其他課程和活動(dòng)沖突，確保學(xué)生能夠充分參與。

3.教學(xué)地點(diǎn)：

-理論課：安排在多媒體教室進(jìn)行，便于使用多媒體教學(xué)資源，提高教學(xué)質(zhì)量。

-實(shí)驗(yàn)課：安排在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室，確保學(xué)生能夠在實(shí)際操作中掌握自動(dòng)化技術(shù)。

-項(xiàng)目實(shí)踐：根據(jù)項(xiàng)目需求，可選擇實(shí)驗(yàn)室或校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地進(jìn)行。

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，安排課外輔導(dǎo)時(shí)間，提供個(gè)性化指導(dǎo)，幫助學(xué)生鞏固知識(shí)。

5.評(píng)估時(shí)間：作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告