北科大自动化课程设计

北科大自动化课程设计一、课程目标

知识目标：

1.让学生掌握自动化基本概念，理解自动化系统的组成及其工作原理。

2.使学生了解自动控制理论的基本知识，如传递函数、稳定性分析等。

3.引导学生掌握一种自动化编程语言，如PLC编程，并能够运用到实际项目中。

技能目标：

1.培养学生运用自动控制理论分析问题和解决问题的能力。

2.提高学生动手实践能力，能够独立完成简单的自动化系统设计与调试。

3.培养学生团队协作能力，能够与他人共同完成复杂的自动化项目。

情感态度价值观目标：

1.激发学生对自动化技术的兴趣，培养其探索精神和创新意识。

2.培养学生具备良好的工程素养，关注自动化技术在工程领域的应用。

3.引导学生认识到自动化技术对社会发展的积极作用，增强社会责任感。

本课程针对北科大自动化专业学生，结合学科特点，注重理论知识与实践操作的相结合。在教学过程中，充分考虑学生的认知水平、学习兴趣和实际需求，设定明确的课程目标。通过课程学习，使学生能够达到以上所述的知识、技能和情感态度价值观目标，为今后从事自动化领域的工作打下坚实基础。

二、教学内容

本章节教学内容主要包括以下几部分：

1.自动化基本概念：介绍自动化的定义、分类及其在工业生产中的应用。

参考教材章节：第一章自动化概述

2.自动化系统组成：分析自动化系统的基本构成，包括传感器、执行器、控制器等。

参考教材章节：第二章自动化系统组成

3.自动控制理论：讲解传递函数、稳定性分析、闭环控制等基本理论。

参考教材章节：第三章自动控制理论

4.PLC编程与应用：学习PLC编程语言，掌握基本指令和程序设计方法，了解其在自动化系统中的应用。

参考教材章节：第四章PLC编程与应用

5.自动化系统设计与实践：结合实际案例，讲解自动化系统的设计步骤、调试方法及注意事项。

参考教材章节：第五章自动化系统设计与实践

6.自动化技术发展趋势：介绍当前自动化技术的发展趋势，如工业4.0、智能制造等。

参考教材章节：第六章自动化技术发展趋势

教学内容安排与进度：

1.自动化基本概念（2课时）

2.自动化系统组成（2课时）

3.自动控制理论（4课时）

4.PLC编程与应用（4课时）

5.自动化系统设计与实践（4课时）

6.自动化技术发展趋势（2课时）

总计18课时，每课时45分钟。通过以上教学内容的安排，使学生系统掌握自动化相关知识，为实际应用奠定基础。

三、教学方法

为了提高教学质量，激发学生的学习兴趣和主动性，本章节将采用以下多样化的教学方法：

1.讲授法：针对自动化基本概念、自动控制理论等抽象理论知识，采用讲授法进行教学。通过生动的语言、形象的比喻，帮助学生理解并掌握相关知识。

结合教材章节：第一章自动化概述、第三章自动控制理论

2.讨论法：在自动化系统组成、PLC编程与应用等部分，组织学生进行小组讨论，鼓励他们发表见解，提高课堂互动性。通过讨论，培养学生的思维能力和团队合作精神。

结合教材章节：第二章自动化系统组成、第四章PLC编程与应用

3.案例分析法：在自动化系统设计与实践环节，引入实际案例进行分析，让学生了解自动化技术在工程中的应用，提高他们分析问题和解决问题的能力。

结合教材章节：第五章自动化系统设计与实践

4.实验法：安排相应的实验课程，让学生动手实践，巩固理论知识。通过实验，使学生掌握自动化设备的使用方法，提高实践操作能力。

结合教材章节：第四章PLC编程与应用、第五章自动化系统设计与实践

5.情境教学法：创设情境，让学生在实际情境中学习自动化技术，如模拟工业生产过程中的自动化控制，提高学生的学习兴趣和实际应用能力。

结合教材章节：第二章自动化系统组成、第三章自动控制理论、第五章自动化系统设计与实践

6.任务驱动法：将教学内容分解为多个任务，引导学生通过完成任务来学习知识，培养其自主学习能力和解决问题的能力。

结合教材章节：第四章PLC编程与应用、第五章自动化系统设计与实践

7.翻转课堂：鼓励学生在课前预习教材内容，课堂上进行问题讨论和知识巩固，提高课堂学习效果。

结合教材章节：全章节

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：占总评的30%。包括课堂出勤、课堂纪律、课堂互动、小组讨论等方面的表现。此部分旨在鼓励学生积极参与课堂活动，培养良好的学习态度和团队合作精神。

结合教材章节：全章节

2.作业：占总评的20%。布置与教材内容相关的课后作业，旨在巩固理论知识，提高学生的应用能力。作业类型包括书面作业、编程作业等。

结合教材章节：第一章至第五章

3.实验报告：占总评的20%。学生在完成实验后，需提交实验报告，内容包括实验目的、实验过程、实验结果及分析等。此部分旨在评估学生的实验操作能力和分析问题的能力。

结合教材章节：第四章、第五章

4.期中考试：占总评的20%。考试内容涵盖前半学期的理论知识，以选择题、填空题、计算题和简答题等形式出现。旨在检验学生对基础知识的掌握程度。

结合教材章节：第一章至第三章

5.期末考试：占总评的30%。考试内容涵盖整本教材的理论知识，以选择题、填空题、计算题、分析题和综合应用题等形式出现。旨在全面评估学生对自动化知识的掌握和运用能力。

结合教材章节：第一章至第六章

综合以上评估方式，全面、客观、公正地评价学生的学习成果。通过评估，教师可以了解学生的学习状况，为教学改进提供依据；同时，学生可以明确自身的学习进步和不足之处，激发学习动力，提高自身能力。在教学过程中，注重形成性评估与总结性评估相结合，关注学生的全面发展。

五、教学安排

为确保教学任务在有限时间内顺利完成，本章节的教学安排如下：

1.教学进度：

-第一周：自动化基本概念、自动化系统组成

-第二周：自动控制理论（基础部分）

-第三周：自动控制理论（进阶部分）、PLC编程与应用（基础部分）

-第四周：PLC编程与应用（进阶部分）、自动化系统设计与实践（基础部分）

-第五周：自动化系统设计与实践（进阶部分）、自动化技术发展趋势

-第六周：期中复习、期中考试

-第七周至第十四周：按照以上教学内容循环教学，逐步深化知识难度

-第十五周：期末复习

-第十六周：期末考试

2.教学时间：

-每周2课时，共计16周，总计32课时。

-课余时间安排2次实验课程，每次实验课程2课时。

3.教学地点：

-理论课：学校多媒体教室

-实验课：学校自动化实验室

考虑学生的实际情况和需要，教学安排作以下调整：

1.课时安排在学生精力充沛