北航自动化课程设计

北航自动化课程设计一、课程目标

知识目标：

1.学生能够掌握自动化领域的基本概念，理解自动控制系统的原理与结构；

2.学生能够描述常见传感器的工作原理，并了解其在自动控制系统中的应用；

3.学生能够解释控制算法的基本原理，如PID控制，并分析其在实际自动化系统中的应用。

技能目标：

1.学生能够运用所学知识，设计简单的自动化控制系统；

2.学生能够运用相关软件对自动化系统进行仿真与分析，解决实际问题；

3.学生能够通过小组合作，完成自动化项目的策划、实施与总结。

情感态度价值观目标：

1.培养学生对自动化技术的兴趣，激发其探索精神和创新意识；

2.培养学生具备良好的团队协作精神和沟通能力，提高其解决实际问题的能力；

3.培养学生关注自动化技术在国家发展和社会进步中的作用，增强其社会责任感。

本课程针对北航自动化专业学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，旨在通过系统性的教学活动，使学生掌握自动化领域的基本知识和技能，培养其实践操作和团队协作能力，同时激发学生的创新意识和价值观。课程目标具体、可衡量，为后续教学设计和评估提供明确方向。

二、教学内容

本章节教学内容主要包括以下三个方面：

1.自动控制原理与系统结构

-介绍自动控制系统的基本概念，如开环控制和闭环控制；

-分析自动控制系统的组成，包括被控对象、控制器、执行器和反馈元件；

-结合教材第2章内容，讲解自动控制系统的数学模型及其在系统分析中的应用。

2.传感器及其在自动控制系统中的应用

-介绍常见传感器的工作原理，如温度传感器、压力传感器和流量传感器；

-阐述传感器在自动控制系统中的作用，以及选用原则；

-结合教材第3章内容，分析传感器在自动化设备中的实际应用案例。

3.控制算法及其应用

-讲解PID控制算法的基本原理，包括比例、积分和微分控制；

-分析PID控制在自动控制系统中的应用，如温度控制、速度控制等；

-结合教材第4章内容，通过实际案例，引导学生运用控制算法解决实际问题。

教学内容安排和进度如下：

-第1周：自动控制原理与系统结构；

-第2周：传感器及其在自动控制系统中的应用；

-第3周：控制算法及其应用。

教学内容具有科学性和系统性，与课程目标紧密相连，旨在帮助学生掌握自动化领域的基本知识和技能，为后续实践操作和项目实施打下坚实基础。

三、教学方法

针对本章节内容，采用以下多元化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：

1.讲授法：通过教师系统地讲解自动控制原理、传感器工作原理及控制算法等基础理论知识，帮助学生建立完整的知识体系。结合教材内容，以生动的语言和实例，提高学生对抽象理论的理解和记忆。

2.讨论法：针对自动控制系统中的实际问题，组织学生进行小组讨论，培养学生分析和解决问题的能力。例如，在学习PID控制算法时，引导学生探讨不同参数对系统性能的影响，提高学生的参与度和思考能力。

3.案例分析法：通过分析教材中的实际案例，使学生了解自动化技术在工程中的应用。如讲解传感器在自动控制系统中的应用时，引入相关工程案例，让学生了解传感器的选用和调试过程。

4.实验法：组织学生进行实验操作，验证理论知识，提高学生的实践能力。例如，在学习自动控制原理时，安排学生进行开环和闭环控制实验，使学生在实践中掌握控制系统的原理和性能。

5.小组合作法：将学生分为若干小组，完成自动化项目的策划、实施和总结。培养学生的团队协作能力和沟通能力，提高解决实际问题的能力。

具体教学方法安排如下：

-第1周：讲授法、讨论法。讲解自动控制原理与系统结构，组织学生探讨相关案例；

-第2周：案例分析法和实验法。分析传感器在自动控制系统中的应用，并进行相关实验；

-第3周：小组合作法。学生分组完成控制算法的应用项目，分享经验和成果。

四、教学评估

为确保教学质量和全面反映学生的学习成果，本章节采用以下评估方式：

1.平时表现：占总评成绩的30%。包括课堂出勤、提问、讨论和小组合作等环节。评估学生在课堂中的积极参与程度、思维活跃度和团队协作能力。

2.作业：占总评成绩的20%。布置与教材内容相关的课后作业，包括理论计算、问题分析和方案设计等，以检验学生对课堂所学知识的掌握程度。

3.实验报告：占总评成绩的20%。要求学生完成实验后撰写实验报告，内容包括实验目的、原理、过程、结果和心得体会等，以评估学生的实验操作能力和分析问题的能力。

4.考试：占总评成绩的30%。期末进行闭卷考试，试题包括选择题、填空题、计算题和案例分析题等，全面考察学生对本章节知识点的掌握和应用能力。

具体评估方式如下：

-平时表现：教师记录学生在课堂上的表现，按照评估标准给予相应分数；

-作业：教师对学生的作业进行批改，给出评分和反馈；

-实验报告：教师评估学生的实验报告，关注实验原理理解、操作过程和结果分析等方面；

-考试：按照考试大纲，制定合理的试题，确保考试内容与教材相关，全面考察学生的知识掌握程度。

五、教学安排

为确保教学任务的顺利完成，同时考虑学生的实际情况和需求，本章节教学安排如下：

1.教学进度：

-第1周：自动控制原理与系统结构；

-第2周：传感器及其在自动控制系统中的应用；

-第3周：控制算法及其应用；

-第4周：复习与考试。

2.教学时间：

-每周2课时，共计8课时；

-课余时间安排2次实验，每次实验2课时；

-期末安排1次闭卷考试，考试时间2课时。

3.教学地点：

-理论教学：北航自动化专业教室；

-实验教学：北航自动化实验室。

教学安排考虑因素：

-学生作息时间：确保课程安排在学生精力充沛的时间