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關鍵詞：全英文教學；自動控制原理；教學方法
中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）03-0219-02
自動化技術在社會生產和生活中具有廣泛的應用，自動化專業教育具有巨大的市場需求?！蹲詣涌刂圃怼氛n程是自動化專業的主干課程之一，并且此課程是后續自動化專業課程的基礎。該課程傳授反饋控制系統的最基本概念以及反饋控制系統分析設計最基礎的思路方法，是自控專業學生能力培養的基石。隨著經濟全球化和中國經濟的快速發展，外企在中國投資和中國企業走向國際已經成為現實。這種現狀使得高科技人力資源在不同國家流動的趨勢越來越強。中國大學留學生數目以及中國高校畢業生使用英語在外企和國外工作的數目呈不斷上升趨勢，中國大學與英語國家的校級交流也越來越多，這些變化都使得中國大學教育對全英文專業課程教學的需求越來越大[1-3]。全英文《自動控制原理》課程就是為了適應這種教育國際化的形式而設置的。目前中國大學教育處于走向國際化的初步階段，探索并交流適應現階段形式的全英文課程教學方法提高全英文教學質量是非常必要的。
一、課程特點與教學對象分析
《自動控制原理》課程是一門理論性非常強的專業基礎課程，面向電類專業中國本土學生和留學生開設。該課程對學生的數學基礎知識要求比較高，課程用全英文開設，還需要學生具有較強的英文聽力和閱讀理解力，作業和實驗報告等需要學生有較強的英語書面表達能力。該課程設有實驗環節，在有留學生參與的實驗小組進行系統分析與設計的團隊工作，不僅需要學生有較強的實驗操作能力還需要學生具有良好的專業英語口頭溝通能力?！蹲詣涌刂圃怼氛n程是自控專業的基礎課程，在大學三年級上半年開設，是其他自控專業課的基礎，只有很好地理解和掌握控制原理的基礎知識，才能繼續學習好后續的其他專業課。目前我校留學生人數雖然呈上升趨勢但絕對數量還不是很多，全英文教學班一般由本土學生和來自非洲、歐洲、美國、亞洲等不同地區的留學生組成。由于學生們的背景不同，學生的數學基礎、英語程度、接受能力、思維習慣和特點都具有一定的差異。一般來講，本土學生的數學基礎較好一些，英語閱讀能力較強，但因生活環境為中文，英語聽力理解能力相對閱讀能力弱一些；對于母語不是英語的留學生，因其有限的英語程度，在課程學習和交流中具有一定困難。從已開設的英文課來看，一般留學生的數學基礎相對中國學生弱一些。對來自不同背景學生進行自控原理的教學，如何因材施教，具有一定的挑戰性。
二、教學組織與方法
面向不同背景的學生來源開展《自動控制原理》的全英文教學，要保證提高教學質量，必須從師資配備、教學對象認識、教學組織、教材選擇、教輔資料與軟件工具選擇、實驗安排等方面全方位地合理安排。全英文教學應該從教學對象背景的需求出發，在注重知識傳授、能力培養的同時，要特別注意教學交流質量的提高，以達到知識傳授、能力培養的目的。
1.教學團隊的素質。自控原理的全英文教學，涉及數學及專業知識的傳授、使用英語的溝通，在教學對象來源差異較大的情況下，對教學團隊的素質要求比較高。（1）教師英語能力基礎及保持：全英文授課的教師，一般應具較強的責任心，具有較好的英語口語表達能力。盡管有些老師有海外學習經歷，全英文任課老師由于一般工作在中文語境中，也要注意英語聽說能力的保持。（2）專業知識及其應用能力：《自動控制原理》課程是一門比較傳統和基礎的課程，任課老師一般都學習過此門課程。因此老師對相應的知識點都比較熟悉，但對于課程知識的應用還需予以加強。教師應該有課程相關的比較全面系統的知識背景，不僅可以講述課程的知識點，也能夠講述知識點之間的相互聯系以及知識點的應用環境、應用方法及應用工具，使學生不僅獲得課程的知識點，還獲得關于知識應用方面的技巧。（3）面向教學對象的教學方法：課程教學的效果取決于課程教學的方法。一般教學方法由理論學習和課堂經驗積累兩種途徑獲得。教學方法沒有絕對的好與不好，關鍵的是教學方法要適用于教學對象。因此除了一般教學方法的掌握，教師還要在教學實踐中注意收集學生對教學的反饋意見，不斷積累總結教學方法及其適用對象。（4）教師的組織與溝通能力：主講教師是課程的負責人，全面負責助教、實驗指導老師和學生之間的工作安排和溝通。教師應該在第一節課收集所有學生的聯系信息，包括留學生的國籍，并向學生公布課程助教、實驗指導老師的聯系方式，保證課程參與者的雙向溝通。
2.課程教材與輔助材料：（1）課程教材的選擇要考慮到教學對象，選擇難易適中的教材。在本課程的實踐中，為了滿足不同層次學生的需要，為學生推薦了一組具有不同特點的教學參考書。在參考書中有相對比較深的教材滿足專業和英語基礎比較好、好奇心上進心比較強的學生；也有參考書比較深入淺出，易于理解，滿足基礎相對弱的同學?？紤]到中國本土學生將來也有可能在中國企業工作，本課程推薦了具有中文翻譯版的英文原版經典教材，便于學生能在課后了解專業詞匯的中文表達，也幫助英文程度差但具有一定中文語言能力的學生對課程的理解。另外本課程為學生提供控制原理主要貢獻者的生平介紹，幫助學生理解一些控制原理產生的背景，讓學生們學習該領域大師的創新精神。（2）教學輔助資料與工具的提供可以幫助學生理解復習課堂教學的內容。本課程為學生提供中英文對照專業詞匯，幫助學生對課程的理解和掌握，并能使用英文專業詞匯進行作業和實驗報告的表達。自控原理是一門對數學要求比較高的課程，可以把一些課程常用的數學公式表，如拉普拉斯變換表等，作為輔助材料提供給學生。本課程還在課程網頁上提供全部課程的英文錄像，如果學生在上課時沒有完全消化，可以在課后自己觀看相關課程錄像，理解和消化上課的內容。
3.課堂教學方法。課堂教學是課程知識傳授的主要環節，直接影響到最后的教學效果。教師在英文課堂教學中，要注重以下環節：（1）任課老師的課堂表達：教師上課應注意循序漸進，深入淺出，板書要整潔明了。語言采用簡單明了、易于理解的句型?？紤]到班級里有英語聽力不太好的學生，上課語速要適中，并配有相應的關鍵字板書或多媒體演示稿，以補充學生由于聽力原因造成的信息損失。發放多媒體演示稿關鍵部分的紙質打印件，方便學生做課堂筆記。教師上課應該基礎部分簡單清晰、教學內容應有擴展性，同時注重介紹知識的應用環境，既要照顧到基礎較差的學生，也應滿足綜合能力強的學生的需求。（2）課堂教學的互動與反饋：由于該課程理論性強，對數學基礎要求高，大部分學生使用第二語言第一次接觸新的概念，如果沒有進行足夠時間的預習很難在課堂上使用英語主動提出問題。而電類專業的學生學習任務比較繁重，一般沒有時間做足夠的預習。教師可以圍繞課程內容，設計課堂討論題目，采用分組課堂練習的形式，一般為二到三人一組，學生可以互相討論，加強對所學概念方法的理解，教師在學生練習時，巡回檢查，期間學生可以向老師詢問不懂之處。這種形式的全英文互動，既減少了學生的表達壓力，又能達到互動反饋教學效果的作用，非常受學生歡迎，教師也能及時發現學生難于理解的知識點。
4.課程實驗。課程實驗是課程教學的重要環節，學生通過實驗可以加深對課堂知識的理解，并掌握理論知識的應用方法。為保證實驗質量，首先要向學生提供清晰的實驗指導書，在實驗分組時應避免將留學生分在一組，而是將中國本土學生與外國學生搭配開來，加強留學生與中國學生相互交流學習，幫助留學生融入本土學習環境，克服由于外國學生對環境的不熟悉造成的工作障礙，順利完成課程實驗任務。實驗報告也是課程實驗的重要組成部分，要求學生對實驗數據進行有效處理，對實驗現象運用課程理論知識進行詳細分析、解釋。
5.課程學習質量的監控與評估。學生課程學習質量的監控分課堂學習評估、課程階段學習評估和課程學體評估。課堂學習評估主要通過課堂練習來進行。教師通過學生課堂練習的情況，評估學生課堂學習的質量，改善課堂教學效果。課程階段學習評估主要通過階段小測驗來進行，通過階段小測驗可以測試學生對一個階段所學知識的綜合運用能力。課程學體評估包括學生的課堂表現、作業情況、小測驗情況以及實驗情況和期末考試，是學生整個課程學習過程的綜合評估。期末考試內容應該含概課程基礎知識、課程知識靈活應用和課程知識綜合運用等層次，以測試不同層次學生掌握課程知識的情況。
現階段全英文專業課程教學在中國大學尚屬于初步發展階段，本文主要討論全英文自控原理課程的教學特點與方法。論文分析了全英文課程班的學生組成和特點，闡述了自控原理全英文課程的教學質量保證的關鍵措施及經驗，為中國大學全英文專業課程的發展提供參考。
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“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”是哈爾濱工業大學（原哈爾濱建筑大學）承接的項目，由哈爾濱工業大學和北京德達數據系統有限責任公司合作開發。該項目采用LONWORKS技術開發研究并在住宅示范小區工程中試運行。1、對住宅居住環境（濕度、濕度）及設備進行監控；2、住戶三表（水表、電表、煤氣表）遠傳；3、住戶三防（防火、防災、防盜）；4、廚房設備監控；5、衛生間排風控制。這些功能用LON總線一節點實施，即每一住戶為一LON節點，然后再用棗服務器管理各個用戶的節點構成LON總線系統。該項研究已在北京翌景嘉園示范小區通過試運行，下面對其自評估如下：
一、攻關的任務、考核目標及主要技術指標：
經過論證，我們在專題合同中將各種指標定位在：
本專題的攻關任務：研究智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統，該系統包括兩項任務，其一是開發家用管理軟件，其二是開發家庭智能控制裝置，實現對居室溫度、濕度進行自動調節；對廚房用具進行時序控制；對衛生間的排風進行控制。而家用電腦管理軟件要對家庭設施進行管理并提供若干家政服務程序。
本專題的考核目標：提供具有居室空調、廚房監控、衛生間自動排風功能的微機控管裝置一套；提供家用電腦管理軟件一套；住宅溫、濕度等參數應滿足智能住宅規定標準；在示范工程中應用該項成果。
本專題的技術經濟指標：溫度、濕度等主要被控參數應滿足智能小康住宅標準（溫度18℃～28℃，濕度30％～70％）；系統運行可靠。
在進行該項專題的進一步研究的過程中，結合當前先進技術的發展以及我國智能住宅發展狀況，在原有的合同的基礎上，我們對家庭智能控制器又增加了三表遠傳、安防等功能。
二、專題執行情況評價
本專題按兩個部分實施，即家庭智能控制器和家用電腦管理軟件的研究：
1、家庭智能控制器
（1）功能
本專題所開發的家庭智能控制器即智能節點具有4路模擬輸入，12路數字輸入，12路數字輸出，其所實現的功能如下：
通過對室內溫度監測，得到實際溫度與設定溫度比較：當實際溫度低于設定溫度一定值時，在夏季關空調，在冬季開暖氣；當實際溫度高于設定溫度一定值時，在夏季開空調，在冬季關暖氣。溫度控制達到智能小康住宅規定標準：18～28℃。
通過對室內濕度監測，得到實際濕度與設定濕度比較：當實際溫度高于設定溫度一定值時，關加濕器；當實際濕度低于設定濕度一定值時，開加濕器。濕度控制達到智能小康住宅規定標準：30～70％。
對三表實行脈沖計數，并發送到上位機。
當門磁或紅外報警時，在設防狀態下，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
玻璃破碎報警時，聲光報警啟動；在設防狀態下，自動撥號器啟動：有報警信號傳到上位機。
緊急按鈕報警時，自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
排風扇按鈕控制排風扇，排風扇運行一段時間自動關閉。
煙感探頭報警時，煤氣閉閥器關閉，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位，此外，通過判斷煙感探頭輸入信號可識別探頭是否有故障。
煤氣泄漏報警時，排風扇啟動，煤氣閉閥器關閉，聲光報警和自動撥號器啟動，并有報警信號傳到上位機。
探頭復位輸入控制火災探頭掉電復位及開啟煤氣閉閥器。
通過上位機運作，可以控制廚房設備按一定時序啟動。
溫度的設置可以通過上位機或者設定按鈕實現。
濕度的設置可以通過上位機或者設定按鈕實現。
與本專題預期目標相比，我們在設備監控的基礎上，增加了安防功能，三表遠傳功能；我們經過認真研究，考慮研發產品的應用和推廣，我們單片機來完成這些功能，而是采用了先進的現場總線棗LON總線。
（2）應用的LONWORKS技術特點
本專題采用了LONWORKS技術進行開發，該技術有如下特點：
開放性：網絡協議開放，對用戶平等；
通信媒介的多樣性：可采用任何媒介進行通信，如雙絞線、電力線、光纖、同軸電纜、無線電波、紅外等，并且同一網絡可以有多種通信媒介；
互操作性：其通信協議Lontalk是符合ISO定義的OSI模型，任何制造商的產品都可以實現互操作性；
網絡拓撲：有星型、總線型、環型以及自由型；
網絡結構：主從式、對等式或客戶/服務式結構；
通信的每幀有效字數可從0至228個字節；
通信速率可達1.25MB/S，此時有效距離為130M；78KB/S的雙絞線，直線通信距離可達2700M；
其技術核心器件棗Neuron芯片內部裝有三個8位微處理器、34種I/O對象和定時器以及LONTALK通信協議等。該芯片具有通信和控制功能。
近年來，該技術在國內外的智能建筑領域都得到了應用和發展，其開發工具平臺強大，開發者在短期內就可以完成開發工作；在韓國、日本、澳大利亞、加拿大等國都已經利用該技術完成多項工程；并且，總體來看，該技術適用于中國，而且還在無線擴頻等方面有繼續加強的潛力，能在家庭智能系統上有更大的突破。
（3）解決的技術關鍵
功能集成：在目前智能住宅產品中，實現單一功能（如抄表、安防）的產品很多，本裝置將三表收費、三防、廚房設備監控、室內環境監測、衛生間排風扇控制等功能集成在一起，真正實現了功能集成。
采用了Lonworks技術：Lonworks技術作為先進的總線技術，在本專題得以采用，將會更有利于家庭智能控制裝置的推廣。
模擬量的引入：從長遠來看，將模擬量引入智能住宅將是必然，而目前國內幾乎沒有智能住宅產品將其引入，本裝置將模擬量引入，也體現裝置的前瞻性。
軟件編程語言采用NeuronC語言，利用該語言事件驅動任務的特點，增強了裝置的實時性。
本裝置可靈活組態：如果用戶不需要該模塊中的模擬輸入，我們就會在設計硬件電路時預留出端口，而不焊接模數轉換模塊，這樣可為用戶省下投資，也為其將來擴展做好準備；12路數字輸入點被開關量或脈沖信號來觸發，其可以配置成電表水表煤氣表輸入，可以配置成安防信號輸入，也可以是二者結合；12路輸出只是一個開關信號，也可根據實際情況進行靈活配置。
與目前系統集成商所提出智能小區方案相比，本專題將家用電腦引入家庭智能控制系統來管理家庭設施。
住宅節能：我們認為，智能住宅在提供給人們安全、舒適的環境的同時，也應將節能的概念引入智能住宅中。在本專題中，我們對衛生間排風采取實時控制，使其在滿足室內排風要求的同時做到節省電能；我們通過對室內溫度的設定，在不同季節內對空調或供暖設備進行控制，使其在一定的條件下工作，當達到預期要求時，立刻停止工作，進而達到節能的目的。
模數轉換通信匹配問題：在本專題中，我們利用Max186芯片對采樣的溫濕度信號進行模數轉換。Max186芯片具有12位精度，其與LONWORKS技術的neurowire方式進行通信需要匹配，本專題解決了這個問題。
本專題所開發出來的家庭智能控制器比較成熟，可作為產品投入市場，并且，該家庭智能控制器已經在北京翌景嘉園使用。與目前國內同類產品相比，其性能價格比是最優的（具體情況見效益分析）。
2、家用電腦管理軟件
家用電腦管理軟件是在Delphi5.2平臺上開發而成，其功能、設計特點如下：
（1）功能
提供家庭生活服務信息。主要有：醫療保健知識、家庭菜肴、點心制作方法及飲食科學知識、女性美容裝飾常識、花鳥魚種值飼養方法、旅游知識、保險知識及家庭生活中的一些常用信息等。
提供家庭事物管理手段。這部分主要內容有：家庭財務、親友通訊錄、個人檔案管理。
該軟件通過網卡直接對家庭設施進行管理：三表計費、設備狀態顯示、廚房設備時序控制、溫濕度設定。
（2）軟件特點：
是軟、硬件技術成功結合的典范：考慮到“小康住宅”的特點，將計算機硬件、軟件技術相結合，通過LON控制模塊成功地實現了對住宅內的環境監測及設備監控。
實用性強：在本軟件中，我們以科學實用為原則，從醫學、美食、旅游、保險、美容裝飾、花鳥魚種植飼養、財務管理、通信錄管理等方面為用戶提供了及其豐富的生活服務信息，以便為用戶的工作、學習提供更多的方便。
易學易用：在軟件開發過程中，我們在不影響功能及生動性的前提下，盡量使界面簡潔、直觀，并具有邏輯性，從而使得用戶容易掌握軟件的思路及操作方法。
三、成果應用前景及效益分析
建筑業是國家的支柱產業，住宅建設占總房產建設投資的80％左右，國家十分關注住宅建設，繼“解困”、“安居”工程后，又努力實施“小康”工程。為了加大“小康”工程力度，國家把“2000年小康城鄉科技產業工程”列為國家重大科技產業項目。可見，投身于住宅小區智能化以及相關產品的研發，既有利于推動建筑業的發展，又能帶來可觀的經濟效益和社會效益。
1、國內智能小區市場預測
隨著計算機技術、現代通信技術和自動控制技術等高新技術的延伸，智能建筑應運而生。智能小區是智能大廈的基本含義中擴展出來的。以1999年為例，國家在99年對住宅的投資1700～1800億元人民幣，根據建設部對小區初、中、高三個等級的劃分，小區智能化為住宅小區總投資的1％～3％。以此比例計算，則僅99年度對小區智能化的需求就達17～54億元人民幣，而隨著住房體制改革的不斷深入及人們對住宅環境要求的不斷提高，該數值還會將大幅度提高。由此可見，小區智能化市場前景廣闊。
2、本專題的實用性及前瞻性
“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”作為2000年小康城鄉科技產業工程“的一個專題，該項研究應用LONWORKS技術開發并在住宅示范小區工程中試運行。該家庭智能控制器具有很強的靈活必一，根據用戶需要，可以進行靈活配置，例如：如果用戶不需要該模塊中的模擬輸入，我們就會在設計硬件電路時預留同端口，而不焊接模數轉換模塊，這樣可為用戶省下投資，也為其將來擴展做好準備；12路數字輸入點被開關量或脈沖信號來觸發，其可以配置成電表水表煤氣氣輸入，可以配置成安防信號輸入，也可以是二者結合；12路輸出只是一個開關信號，也可根據實際情況進行靈活配置?？傊?，該家庭智能控制器即適合現在智能住宅的要求，也會在一定程度上滿足將來發展的需要。
我們開發的家庭智能控制器再加上各種傳感器構成的控制系統，其價格為4000元左右，即每個住戶用于智能化投資在4000元左右，與當前國家制定普及型智能住宅價格（5000元）相比，相對價位下降20％；而從長遠來看，隨著人民生活水平的提高以及家庭智能控制器各類相關器件價格的下調，大多數用戶對智能化的投資是可以接受的，并且其所帶來的各種效益是無法估量的。
4、本專題的社會效益
本專題是以小康住宅智能化宗旨，旨在為人們提供舒適、安全、健康的環境。這一方面提高了人們生活水平，另一方面也為人們的高效率快節奏提供了條件。
智能住宅設施的自動控制和管理，既需要相關行業的支持，也促進相關行業的發展。智能住宅建設的興起，將使許多相關企業投入建筑市場，又為許多人提供了就業機會。
此外，對于生產智能控制器的廠商來說，他們在推廣應用這項成果中，將會獲得可觀的經濟效益。
四、專題調協的科學性和合理性的后評估
本專題設置的科學性和合理性可從以下幾方面反映出來：
1、專題在智能小區的地位
智能小區在智能化大樓的基礎上擴展和延伸出來，人們通過對小區建筑群的四個基本要素（結構、系統、服務、管理）進行優化考慮，提供一個投資合理，又擁有高效率、舒適、溫馨、便利以及安全的人居環境。從以上的定義可以看出，人們通常提出的智能大廈的3A（建筑設備自動化、辦公自動化、通信自動化）或5A（在“3A”的基礎上加上安防自動化和防火自動化）也適合智能小區，所以智能小區的“智能”很大一部分都體現在其自動化的程度。此次國家制定的該課題與以往課相比，其對智能建筑的功能定位更加合理（功能多而必要），并且具有一定的前瞻性（廚房設備的自動化以及模擬量的引入隨著人民生活的提高也將會被人們接受）。總之，本專題對智能小區“智能”的研究，在智能小區的整體研究中起著相當重要的作用。
2、未來市場走向
筆者認為，建筑業是國家的支柱產業，住宅建設將占房產建設投資的80％左右，其中對智能小區投資占總房產建設投資的8～24％，在這種背景下，國家將會進一步加大對智能化建筑的投資。由于智能小區的概念是近幾年才形成的，單個功能或系統如抄表、報警功能在一些住宅小區中已經有些應用，但是還沒有哪個廠家能夠推出從總體上設計和規劃成熟的智能小區網絡化綜合管理系統，目前的市場還處于群龍無首階段。此時，國內市場急需一種性能價格比較高的智能化產品，這時研究智能型住宅家庭設施控制和管理系統將有更重要的意義。
3、用戶需求
隨著生活水平的提高，一方面，人們對住宅的追求不僅僅局限于外表的裝飾，人們對住宅的智能已經有了初步的認識；另一方面，在一些發達的城市中已經出現智能小區并為人們所接受。此時研究本專題開發出適合人們要求的智能化產品也具有很重要的意義。
4、科技含量
可以說智能小區是隨著計算機技術、通信技術、自動控制等的發展而提出和發展起來的。智能小區的“智能”也可理解成為其科技含量，其科技含量的高低反映了智能小區智能化的水平。本專題所采用的LONWORKS技術是最近幾年內流行的先進的現場總線技術，運用該項技術研究本專題并開發出基于該技術的產品，將更有利于該產品的推廣，并且隨著LONWORK技術本身的改進和提高，智能化產品也利于更新換代。
總之，“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”專題的完成，一方面，為家庭設施智能化的可行性提供了依據；另一方面，也為制定家庭設施智能化規范提供了參考。并且，本專題開發出來的成果正在轉換成產品，這進一步證明了專題設置的科學性和合理性。
五、經費決算和經費使用評價
國家科委為“智能型住宅家庭設施自動控制與管理系統應用研究”專題攻關撥款10萬元，于1999年9月撥款到哈爾濱建筑大學，課題組將其分成兩個子項實施，即智能家庭控制裝置和家用電腦管理軟件，經過一年多的研發，現已完成。其經費使用情況如下：
收入
支出
科目實際數（萬元）科目金額（萬元）單位自籌2儀器設備費1.5國家撥款10材料費0.5加工費0.5試驗費1.0管理費3.0勞務費2.0軟硬件費1.0調研費1.5其他1.0合計12合計122、經費使用評價
本專題的研究采用LONWORK技術，并要求在示范小區試運，這樣做可保證技術的先進性和成果的推廣。但應用該技術必須在其開發平臺上完成，我們沒有（國內僅少數單位具有）開發工具，該開發系統由美國ECHLON公司專賣，價值二十萬元。其次選擇示范小區，也要花費相當數量的費用。面對這兩項主要開銷，國家科委下撥的十萬元是明顯不足的。為了解決經費的不足，我們采取如下措施：
（1）將該專題分成兩個子項，即智能住宅家庭控制裝置和家用電腦管理軟件。其中智能住宅家庭控制裝置由于采用LONWORKS技術，我們決定采用合作開發的辦法，而家用電腦管理軟件采用自主開發，經費分項使用。
（2）選擇北京德達數據系統有限責任公司作為合作伙伴，主要原因是該公司作為國內智能建筑領域起步最早的企業之一，其在智能建筑科研、設計、安裝頗具實力，并且還備有開發技術產品的成套設備。與該公司合作，他們可提供開發設備和安裝調試條件，我們出技術、人力，這樣做就不需購買專題開發用的設備，也就節省了這筆大的開銷。
（3）確定北京翌景嘉園示范小區作為試運點，該智能住宅小區是北京德達數據系統有限責任公司承接工程，其中有該公司科研、開發、實驗樣板間，利用該樣板間提供的條件（其中包括智能住宅的多種傳感器），可以節省現場安裝調試所需的硬件費用。
（4）本著節省的原則辦事情，由于合作單位、示范小區均在北京，而我們在哈爾濱，兩地的差旅費將要占科研經費的三分之一，我們利用北京德達數據系統有限責任公司提供給校方人員的食宿條件以及按每次出差要集中高效辦事的原則，使差旅費的花銷僅用原計劃的一半。
由于利用以上一些措施，使得該項目實際用費基本與國家科委撥款持平。
六、存在的問題
目前，國內沒有一個完整的智能小區規范，這為定位智能住宅的功能帶來一定難度，本專題對家庭智能控制裝置的功能是結合我國智能小區現狀及各種技術資料定位的，并且對每個家庭所配置節點數還有待進一步研究。
在本專題中，由于目前廚房設備的種類和數量的不可預測性，我們僅定義了兩個廚房設備，并對其進行一定的時序控制，對廚房設備數量及實時監控還需深入探討；家庭智能控制裝置對設備控制只局限于開關控制，對設備的進一步控制有待于進一步研究。
現階段國內已建成的污水處理廠自動化主要是通過PC+PLC系統、FMS系統、SCADA系統和DCS系統實現的。PC+PLC系統是PC端和PLC端通過局域網絡所連接的，形成分布式控制系統方式。此種方式所具備的優勢:較高的性價比、操作靈活。很多大量數字量邏輯控制企業都是用此種方式，但是對于軟件以及硬件方面需要繼續開發配置。污水處理廠中心控制室主要工作內容是對于污水廠進行整體性管理、對于重點項目進行監視、實現系統調試、參數運行登記、故障報警等多功能。在中央控制中能夠觀察到整個污水處理廠各個環節運行情況，廠內技術人員對于全廠運行情況能夠及時掌握。污水處理中最困難的就是排水處理。排水有多種污染源，既有酸性、堿性排水，又有油、泥渣、有機物排水。排水處理的目的是將排放水中的污染物質降低到最低限度，即最大限度地去除排放水中的污染物質和考慮可回收的再利用水，以減少污水排放量并節約用水。但是，采取集中處理或分散處理，哪些水處理后回收利用，哪些水處理后排放，根據具體情況而擬定可行方案。排水處理自動化工藝流程可據排放標準。經常性排水根據水質分類，一般分為兩類，即除鹽設備的再生排水，正常時懸浮物含量較低，可中和后直接排放，另一部分予處理澄清池排水，因含污泥必須經各級處理后才能排放;而非經常性排水一般需經各級處理后才能排放。
2污水處理的管理措施
2．1建立有效的資金保障機制對于污水處理有著很大的公益性，這樣的情況下就需要一定的資金投入。根據研究數據表明，就現在的污水處理相關資金有著一定的承受能力，但是確都不愿意承擔，多數地區內污水處理費用有一定的不明之路。各個地區內政府可以結合地區的建設，可以使用國家扶持以及地方補助、或者居民支持以及企業參與等相關方式，將資金很好地籌集起來，這樣就能形成多元化的投入。相關的地區也可以參考西方先進的運營模式，對于污水處理建設以及運行資金提供保障，推行污水治理的優惠政策，例如增加優惠政策、稅收優惠等等，對于社會各種力量以及資金投入農村污水治理要積極的鼓勵以及指導，這樣污水處理才能順利的實施以及運行。
2．2建立完善的水務基礎設施管理機制由地方聯合當地的水務行政部門以及鄉鎮機關部門進行一定的指導以及監督下，成立一定的水務基礎設施管理部門，對于污水處理的基礎建設積極的配合。水務處理部門可以根據地區的實際情況制定適合地區的水務基礎設施方式，明確居民的權利以及義務，同時可以建立專門的賬號，對于日常污水排放的日常維護費用以及相關管理費用等資金進行統一的管理。
2．3員工意識轉變在污水自動化處理系統設計過程中，工程技術人員也要積極參與進來。在項目開發、安裝、調試過程中，對于系統所具備的自動化性能要完全掌握，這樣在系統后期運行過程中對于設備維護才能做到得心應手。需要定期對員工進行培訓，員工的計算機、網絡技術等方面都需要不斷的提升。員工參與到系統設計過程中能夠及時發現所存在的問題，對于系統進行完善。員工對于自動化控制的觀念也要有所轉變，工作不能全部依賴系統控制，在保證系統安全運行情況下，就地控制柜作用以及繼電信號回路問題才能降低，保證隨時隨地的掌握污水處理廠運行狀況。
3結語
論文摘要：文章根據現實中企業普遍存在的新舊勞資問題，對管理學意義上的懲罰原理的不足以及用人單位處罰勞動者存在的問題進行剖析，針對現實中勞動關系管理中新的亟待規范的問題，突破了傳統處罰性管理思維，運用勞動法和企業管理實務的雙重視角，提出了相對可行的勞資關系新思路和新方案。
論文關鍵詞：勞資關系；改善；思路
處罰意味著主體違反了某種受強制保護的規則后的社會代價，或者說是報應的成本。我們現在主要討論的是用人單位對勞動者的處罰，即資本對于勞動力的控制的表現形式。
一、勞資關系存在的問題
目前用人單位處分勞動者的合憲性、合法性、人道性、合理性以及科學性都不同程度的存在問題，作為兩個利益并不完全重疊甚至相對對立的利益范疇，實務中的不規范現象亟待解決，這是我國各種使用勞動力的經濟實體所面臨的共同的人力資源的管理難題。
1、處罰的范圍存在的問題。在我國的各類企業中，企業對員工實施罰款司空見慣。
2、處罰的依據存在的問題?！镀髽I職工獎勵條例》、《國營企業辭退違紀職工暫行規定》、《關于〈企業職工獎懲條例〉若干問題的解答意見》、《全民所有制公司職工管理規定》、《關于貫徹執行〈企業職工獎懲條例〉的實施辦法》以及勞動部關于《企業職工獎懲條例》有關條款解釋的復函作為企業處罰勞動者的依據，但是由于年代久遠，其不適應性早已成為不爭的事實。
3、處罰合理性存在的問題。《獎懲條例》第十二條規定，對職工的行政處分分為：警告，記過，記大過，降級，撤職，留用察看，開除。在給予上述行政處分的同時，可以給予一次性罰款。但是沒有嚴格的實施界限，企業自由裁量的范圍較大，有的企業只是選擇性的將這些懲罰措施變通使用，甚至有的企業與行政處罰法中的人身罰，行為罰、申誡罰、經濟罰的處罰方式混同，這些模仿國家機關工作人員的內部處分條例有著明顯的行政痕跡，且各企業中普遍存在獎懲不對稱的問題。
4、處罰的程序存在的問題。雖然我國《勞動法》第4條規定：“用人單位應當依法建立和完善規章制度，保障勞動者享有勞動權利和履行勞動義務?！钡偟膩砜矗覈鴦趧臃蓪τ萌藛挝蝗绾巍耙婪ā敝贫▋炔恳幷轮贫纫幎ǖ妮^為簡略，對于內部規章制度的調整缺乏一整套的法律規范，如應遵循哪些原則、應包括哪些內容、如何保證法定程序得到遵守、違法責任等問題，我國目前的勞動立法都存在著空白。
5、懲罰的救濟存在的問題。對于勞動者而言，勞動仍然是謀生的手段，而不是可有可無的活動。因此勞動者只能通過與生產資料相結合，以獲得生活的條件。而對于生產資料的所有者，其不存在謀生的問題，而存在獲利與否的問題。
6、處罰的主體存在的問題。勞動者實施處罰的主體，是指法律規定有權設定處罰規章以及執行處罰的主體或部門。
二、縮小處罰范圍
首先，因為經濟懲罰手段一方面會對員工心理造成沖擊，一方面企業和勞動者對當時情景是很難進行舉證的，在這種勞資糾紛中，事實很難澄清，容易引起勞資矛盾。其次，本文前面已經分析了企業員工管理處罰系統的具有可替代性的。再次，應當立即讓罰款和經濟性處罰淡出用人單位對勞動者處罰的范疇，嚴禁侮辱歧視性的處罰手段。我國勞動法應當明確禁止用人單位對勞動者采取罰款和經濟性處罰措施。最后，應當吸收行政處罰法的處罰原理禁止用人單位對勞動者的同一個錯誤行為進行兩次處罰，并規定雇員錯誤免除處罰的期限。
三、再造對勞動者處罰的流程
逐步取消或者集中收回處罰勞動者的權力戰略。首先應改變對勞資矛盾樂觀和放縱的態度，貫徹《勞動法》不利于企業發展和生存的想法。有的片面認為《勞動法》只替工人說話不顧企業利益。地方政府不同程度的存在僅考慮企業對地方經濟的貢獻以及個人的政績的問題，將勞資關系事實上交給了勞動力市場供求制約以及依賴于企業主的自律，事實上這是非常不可靠的。
傳統課堂授課通常一次講授2個學時，針對課程中的重點難點可以充分講解。為適應網絡學習者的認知習慣，MOOC課程將授課視頻分為了一些10分鐘至20分鐘長度的小模塊。怎樣在這些小模塊中傳授較為完整的知識點，需要授課教師轉變思路、精心設計[3]。在設計時要注意知識間的聯系，形成課程的邏輯結構，擴展知識的深度廣度，使之形成一個有機的整體，從而有利于學生從整體結構上掌握知識的共同本質和內在聯系。
（一）提煉課程內容的總體邏輯關系
自動控制原理課程系統地講述了自動控制科學和技術領域的基本概念和基本規律，涵蓋了自動控制技術從系統建模到系統設計的各種思想和方法，內容十分豐富。作為授課教師，首先應該瀝青這些內容間的邏輯關系。經典控制理論的基本理論包含反饋控制系統的分析和設計方法兩方面的內容，具體的包含關系如圖1所示。為了讓學生更好地理解各部分知識的有機聯系，對上述經典控制理論體系建立“三縱”和“三橫”兩條知識主線?？刂葡到y分析與設計的主要內容是研究系統的特性，即穩定性、動態特性、靜態特性。又稱控制系統“三要素”。從性能指標是看，就是俗稱的“穩，快，準”。把這三方面的性能指標稱為“三橫”。所謂“三縱”是指在不同的域內進行系統的分析與設計，即時域、復域、頻域。掌握系統在不同域中的數學模型表達，即可進行系統的特性分析與設計，因為所有問題的分析和求解都是建立在數學模型基礎上進行的。加強對這兩條線的理解，可以使學生統觀全局，把握研究方向。
（二）采用提綱挈領的碎片化原則
要將自動控制原理的授課內容碎片化為一些短的相對完整的知識單元，需要采用提綱挈領的組織方法。首先介紹每個知識模塊的內容要點，然后交代每個知識點的關聯性，精煉舉例推導過程。貫徹“少而精”的原則。對于所講的內容要分清主次，突出重點，精講內容，同時要注意有較高的系統性、邏輯性，保證知識的質量，難點精心組織，一定要講懂。精講內容不是少講內容，有些內容反而要加強。例如，在講解經典控制理論中的數學模型時就可以按照如下思路處理。首先將數學模型分為三個內容要點：微分方程模型、傳遞函數模型和圖形方式的數學模型。其中微分方程是時間域的模型，傳遞函數是復數域的模型，圖形方式的模型是數學模型的圖形化語言描述。當推導系統的微分方程描述時，精選兩個相似系統作為例子來說明系統的建模過程。這樣，由于有目的地選擇有啟發性、可延伸性與典型性的問題，使每一節、每一章的內容都具有明確概念、傳授方法、啟發思維、培養能力的作用。這種提綱挈領的組織方法，層次清楚關聯性強，容易將碎片化內容聯系起來。
（三）結合學科發展，適時更新
基于MOOC模式的教學過程由于安排了較多的課程討論環節，教師單獨的講授環節要比傳統課堂壓縮。這樣在教學內容就需要有所取舍。根據學科發展趨勢，新的發展方向和應用工具應該增加介紹；已經被其他方法取代的方法可以忽略介紹。無論是理論家還是工程師，人們總是把最先進最有效的理念和技術用于控制工程。如：控制與管理的結合、信息流與物質能量流的互動、復雜系統研究與應用等均表現出很強的時代特征。在當今這個信息時代誕生了網絡控制、基于數據的驅動控制等新的控制概念。而傳統的手工繪圖方法已經可以由計算機輔助軟件完成。經典控制理論在上個世紀四、五十年代已經形成了比較完整的理論體系，頻率特性法、根軌跡法等直到現在仍然是系統分析和設計的主要方法。經典控制理論的一個重要特色就是采用簡便直觀的圖解方法，因此也得到工程技術人員廣泛歡迎。在講授這些內容的時候，幾乎有一半的學時是在學習這些圖形的畫法。例如，頻率特性圖就有伯德圖、乃奎斯特圖和尼柯爾斯圖等幾種，學生需要記住每種圖形的坐標要求及計算方法。隨著計算機輔助分析技術的發展，目前已有像MATLAB這樣的成熟的軟件可以幫助畫圖。所以在授課時就減少介紹手工做圖的內容，而將分析和設計的方法作為重點內容，從而訓練學生作為控制工程師的高級思維能力。當然，在這種碎片式的教學過程中也要注意邏輯的連續性。學生在分析思維之前，往往需要直觀思維，在演繹之前要有歸納，在聯想之前要有類比，在獲得正確的認識之前要有辨析。在進行單元章節復習時，一定要求學生自己去發現知識的內在聯系，然后再重新組合材料，進行知識歸類、延伸與擴展。在整個教學過程中，教師要引導學生經常反復復習，循環螺旋上升，從整體上掌握知識的脈絡，保證學習者長期的學習積極性。
二、課程教研組的建設
MOOC課程作為一種新的網絡教學模式，應該在學生對知識的獲取、思維能力和創造力的開發等方面有自己的特色。尤其是面向專業基礎課教學時，需要研究與制定結合專業發展需求的教學大綱與教學設計，體現現代網絡教育的開放性、交互性和便捷性。一門教學效果好的MOOC課程可以提供豐富的數字資源，可以采用在線或離線的方式與學生互動，還可以方便地進行一些教學信息統計工作。針對目前高校的現狀，建議以課程教研組的形式承擔MOOC課程的教學。因為課程教研組能夠具備單個教師無法做到的整體協調優勢。專業教師隊伍水平的提高是MOOC課程更新發展的源動力。首先，教研組是課程建設的組織保障。教研組由老中青三代教師組成，定期學習新的教學理念與方法，研討課程中的重點與難點，有計劃地安排教師進修提高。我單位自控原理課程教研組由7人組成，包括1名教學帶頭人，2名副教授，3名講師和1名實驗員。教研組定期學習控制理論的前沿發展方向，組織觀摩教學，有計劃地派出青年教師到國內外進修。這些活動從制度上保證了教師的個人成長和課程內容的不斷更新。教研組通過教育理論和專業知識的不斷學習和豐富，大家發現自己的差距，逐漸形成課程意識、學生意識、開放意識、問題意識等，發現存在哪些與新課程理念不相符甚至相違背的問題，然后尋求解決問題的新理論、新理念、新途徑，以提高教學效果。這種以教研組形式承擔MOOC課程的模式可以避免教師個體缺乏持續提高教學質量的動力的問題。其次，教研組是課程建設的知識園地。MOOC課程是一種網絡課程，由于不受年齡、文化和地域等限制，學習對象可以是在校學生，也可以是在職的繼續教育學生。學生的職業背景和基礎知識差別較大。在MOOC教學中為了保證網絡教學效果，設計了較受歡迎的短授課多討論的教學模式。這些都是MOOC課程開放性和交互性的體現。但這同時要求教師有多方面的知識儲備。每位教師都有自己的能力和興趣特長，很難獨立解決網絡交流中的所有問題。對于自動控制原理課程來說，教師既需要有深厚的控制理論基礎又需要有一定的控制系統設計經驗。課程教研組由老中青三代教師組成，保證知識結構全面。青年教師學歷高熟悉新的理論方向，老教師實踐經驗豐富。同時，也要充分利用網絡平臺的知識聚集作用，及時總結學生的反饋信息[4]。
關鍵詞：控制理論，關鍵問題，Bode圖，Nyquist圖
控制理論是自動化及工業儀表專業的重要專業基礎課，理論性極強，它的基本概念及理論貫穿于許多后續課程中，該門課程也是許多學生報考碩士研究生的一門專業課程，因而控制理論的教學顯得非常重要。為了加強學生對理論知識的理解與應用，根據多年教學經驗，對控制理論中幾個難點問題的解決提供一些簡便的方法。
1 Nyquist穩定判據中D形圍線的推廣
分析一個實際系統的運動，大家都知道首先要判別它是否穩定，因為不穩定的系統在工程實際中是沒有任何意義的。奈魁斯特穩定判據由于它主要靠作圖，計算量??；不僅能判斷閉環系統是否穩定，而且還可判定系統的穩定裕度；可以提示改善系統穩定性的辦法；可以方便的判定帶時滯環節系統的穩定性等優點使其在控制系統穩定性的分析中有十分重要的地位，事實上它是整個控制理論頻率域的基石。論文格式。根據多年關于控制理論的教學與研究，本文對奈魁斯特穩定判據D形圍線（奈魁斯特軌跡）提供一種新的較為實用的選取方式。
1.1奈魁斯特軌跡的另一種選取
論文摘要：探討了電氣及自動化專業控制類相關課程關系及地位，結合控制類課程的問題進行深入的分析與研究，從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐，將對教學質量和人才培養方面有明顯效果。
對于電氣及自動化信息類專業學生來講，控制類相關課程具有重要地位，主要包含“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等相關課程?！白詣涌刂评碚摗焙汀艾F代控制理論”課程是研究自動控制系統的共同規律，為自動控制系統的分析和綜合提供基本理論、基本方法的一門專業基礎課該課程，是一門重要的控制類專業的基礎課，具有較強的理論性，對于工程實踐具有重要的指導作用，因而受到人們的廣泛重視。目前不只是控制類專業，越來越多的非控制類專業也都把自動控制理論作為一門重要的專業基礎課來學習。但是“自動控制理論”、“現代控制理論”課程數學計算和理論分析比重大，是本科生遇到的最抽象、難度最大的課程之一，加之未接觸專業課，沒有具體應用的物理模型，僅以數學模型為基線講，學生往往會認為“自動控制理論”與專業無關而無學習興趣，這是多年來常規教學始終感到困惑的原因。而后續“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”專業課是以電動機為控制對象，以控制器為核心，以電力電子功率變換裝置為執行機構，在自動控制理論的指導下組成的電氣傳動自動控制系統。如何講授“強理論性”課程，使學生真正認識到學好理論可獲得對電氣信息類多門專業課的理論支撐，從而學好后續專業課程是教學改革的主要目的。需結合“自動控制理論”、“現代控制理論”專業基礎理論課程與“運動控制理論”、“儀表及過程控制”，“計算機控制”專業課程的問題進行深入的分析與研究，從教學內容、方法及形式、教材建設、實踐教學等方面進行全方位、多層次的改革探索和實踐，將對教學質量和人才培養方面有明顯效果。
本項目探討了如何更新和重組控制理論相關課程的教學內容，保證教學內容的系統性、先進性和實用性，以適應形勢發展的需要。提出如何學習和掌握這些課程，包含“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”、“計算機控制”等控制類課程的教學內容的一些方法和措施。
一、教學內容、方法及形式改革
1.教學設計
近年來，不斷更新觀念，壓縮精簡陳舊過時的教學內容，加強現論及現代方法的內容，很好地解決先修課程和后續課程的銜接問題，避免內容的重復，進一步優化課程體系。建立一套適應性強的包括理論講授、計算機輔助設計、實踐教學和強化訓練等方面在內的全方位教學新體系。
2.教學方法
將課堂教學、實驗教學、課程研討、網絡教學等有機地結合起來，并充分利用多媒體教學手段提高教學效率、創造視覺的新感受、激發學生的學習興趣和熱情。內容取材時，不僅體現控制理論課程內知識點之間的內在聯系，還體現課程群之間的相互關系。
3.教學手段
在教學組織過程中，積極采用現代信息技術改進傳統的教學手段，在多媒體教學、網絡課程等方面努力探索。統一制作“自動化概論”、“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“過程控制理論”、“計算機控制”電子教案和CAI課件，并將授課課件在課程網頁上，可供學生課余預習、瀏覽、復習等。另外，教學大綱、授課計劃、實驗指導書、學習指導以及教材和參考文獻均可通過網絡方便查閱。在課程開始即公布授課教師的信箱和電話號碼等聯系方式，密切授課教師與同學之間的聯系，使學生有問題可及時獲得老師的輔導答疑，也可通過網上答疑相互交流，打破班級與時間的束縛，在平行班級中實行聽課和答疑共享。
4.教學改革與教學研究
精簡教材和教學內容，教學組定期進行集體備課，加大對該課程與前后各門課程之間的銜接研究，避免內容上的重復，使其與其他相關課程融合為一個有機的整體。建設可用于大多數工科專業的“控制理論”平臺課程。不斷改進和完善本課程的新體系結構，充分體現其基礎性、應用性、前沿性和系統性；配合新的教材和課程體系，研究并建立配套的新實驗體系，強化自主性、設計性、綜合性和創新性；以MATLAB軟件為基礎，構造開放式小車倒立擺綜合實驗平臺，將分析、設計、仿真、虛擬實驗、模擬實驗融為一體；開發先進的多媒體課件，將MATLAB平臺和虛擬實驗融入到教學過程中，使教學更為直觀生動，更具趣味性和吸引力；完善了課程網站，完成了課程輔助教材的修改和編寫，各類題庫建設、網絡統計功能、遠程教學管理系統、虛擬實驗內容的擴展及網絡版的開發等；使其真正成為學生自主學習、師生互動、雙向交流的園地；教考分離，采用試題庫出題，統一考試，流水閱卷，考后進行詳細的試卷分析。
二、實踐教學改革
實踐性教學環節是學生能力培養中的重要環節。工科學生除要掌握一定的工程技術知識外，還要有較強的實際動手能力。
1.改革實驗課教學，建立體化實驗教學體系
實驗教學是“控制理論”課程的重要組成部分。通過實驗不僅能夠培養學生分析問題和解決問題的能力，驗證所學理論，而且對所學內容能夠提出一些新的見解。為了適應教學改革的需要，在實驗室建設方面的指導思想是：將傳統的模擬實驗與MATLAB環境下的仿真實驗相結合，將基礎理論驗證類實驗與自主型、綜合型、設計型實驗相結合，將基本實驗與創新實驗相結合，建立一個立體化的實驗教學體系，從而滿足不同階段實踐教學的需要，為激發學生的創新意識提供硬件平臺。
由于實驗課內容和形式的多元化，大大激發了學生做實驗的主動性、積極性和創新性，學生可以通過預約或上網自主地開展多項實驗，進行理論驗證、性能分析和綜合設計，對提高學生的實踐能力和本課程的學習都將起到良好的作用。
課程組織形式與教師指導方法，對于教學大綱規定的必做實驗，由任課教師和實驗教師共同指導完成；對于設計性、綜合性、創新性實驗，學生自己利用課余時間完成，可以預約指導教師給予宏觀上的指導。
2.積極開展大學生科研實訓活動、參與教師科研項目
引導學生積極參加大學生科研實訓項目，吸引有興趣的學生參與教師的科研活動，培養學生嚴謹的科學態度、創新意識、創業和團隊合作精神，提高學生初步的科學研究能力以及工程實踐能力，培養學生獲取知識及撰寫論文的能力。
三、控制理論專題授課方案
根據“自動控制理論”、“現代控制理論”、“運動控制理論”、“儀表及過程控制”課程大綱的要求，在適當時候，以某一專題講座的方式授課。將各種教材進行比較、處理、揉合，組織成各個專題，以高質量、高水平、高效率來達到最佳教學效果。由于專題授課具有綜合性、整體性和探討性，使其信息量得以加大，知識在綜合和分析中得到延伸，既提升授課內容，使之濃縮為精華，又吸引了學生的注意力和參與興趣。
四、應用現代教育技術
開發研制了計算機輔助教學課件。教學課件以教材為藍本，包含簡明、清晰的授課講義、重點、難點、例題演示、控制系統計算機仿真和控制系統分析計算等內容，既有課本內容的直接再現，又增加很多有助于講解理論和計算方法的表現手段。課件以計算機為載體，既可用于課堂教學，又可通過上網，供學生進行自學和課后復習使用?？刂评碚摰姆治龇椒ㄓ泻芏鄨D解法，如頻域分析、根軌跡法、狀態空間法等。利用計算機強大的計算能力仿真能力和豐富的色彩，可輕而易舉地準確繪制出清晰美觀的畫面。采用動畫技術后，圖形的來龍去脈可用動態演示。計算機的圖形演示與教師的講授相結合，使教學內容形象化、具體化和生動化，增進學生的理解，提高學生的學習興趣。
計算機仿真技術在實驗教學中的應用為實驗教學帶來極大的方便。仿真實驗具有建模方法簡單、參數調整方便、結果可視性好等優點，克服常規實驗內容單調、缺乏變化、元器件制約參數調整以及實驗設備數量有限等不足。在教學中適當介紹并應用MATLAB軟件，并設計出計算機輔助實驗教學軟件包，提供一個方便易用的圖形用戶界面，將MATLAB控制工具箱的相關功能集成一體。
網絡教學平臺開發。網絡教學能真正體現學生的主體作用。在網絡中，學生可以利用網絡的交互性、檢索性等特點來選擇自己需要的內容進行獨立學習。學生可以在任何時間進行自主學習，并且與教師在網上交流，探討問題，在教學中發揮積極作用。
五、建立科學、有效的教學信息回饋
堅持洛陽理工學院本科畢業班所有學生中，實施“‘控制理論’相關課程的學習調查”制度。不定期進行相關問卷，包含這門課程是否易學、學習難點、學習方法、是否能學以致用等幾個方面的內容，充分了解學生學習這門課的基本情況，為課程改革提供必要的依據，收到良好的效果。
六、結束語
在新世紀中，控制類學科將具有更加光明的前景，控制類研究內容將具有挑戰性，研究的范圍將更加廣闊，電氣自動化專業控制類課程的內容將不斷地發展和更新，電氣自動化專業控制類課程設置及教學內容改革研究也將進一步進行下去。
參考文獻：
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論文摘要： 對當前自動控制理論實驗教學方法與實驗儀器進行分析，提出教學方法和教學儀器的改革措施。通過開設新的實驗內容和研制新的教學儀器，使學生更好地完成自動控制理論實驗的學習任務，提高學生的綜合能力和創新能力。
“自動控制理論”課程是研究自動控制系統的共同規律，為自動控制系統的分析和綜合提供基本理論和基本方法的一門專業基礎課[1]。該課程是一門重要的測控類專業的基礎課，具有較強的理論性，與前續課程聯系緊密，知識面廣，學生不易理解掌握[2-3]。學好這門課程不僅可以為后續專業課的掌握打下良好的理論基礎，而且能在今后從事專業工作時，直接運用它去分析和解決實際技術問題。對于工程實踐具有重要的指導作用，受到人們的廣泛重視。在本課程的教學中，實驗教學對理論知識的理解、掌握、鞏固具有重要的作用。
1 當前實驗教學的不足
長期以來，傳統的實驗教學被一種固定的模式所束縛，教學內容陳舊，教學方法呆板，在一定程度上限制了學生的主動性和積極性，難以激發他們獨立分析問題、解決問題的興趣和激情，沒有體驗過從失敗中自己尋找成功之路的經歷，抑制了學生個性的發展，這樣不利于對學生創新能力的培養[4]。
1.1 實驗內容固定
傳統的實驗主要是按章節進行驗證性實驗，實驗儀器功能固定，實驗只能按照實驗指導書設計好的步驟進行, 學生被束縛在驗證性實驗中，對出現的相關問題缺少系統、多角度的分析，不利于學生創新能力的培養。
1.2 實驗時間限制
一般的實驗都要求在實驗室2個學時內完成，學生很難全面深入地把握實驗主要內容和方法，對實驗的目的、實驗原理無法理性地理解，更別提實驗中出現故障的排解分析，限制了學生的設計和創新，不利于鍛煉學生的綜合能力。
1.3 實驗儀器制約
實驗儀器過于固化，儀器設置上未給學生留下設計性和探究問題的空間。儀器組成以理論驗證為主，缺少實際控制系統各環節，特別是反饋部分的傳感部分，更不具備跟隨學科發展而開拓新實驗的延伸性。
1.4 實驗方法落后
實驗技術水平和內容更多地滿足于基礎性實踐環節，缺乏系統的綜合性、設計性和研究性實驗環節，以及缺少在利用多種現代實驗手段、方法和工具對實驗過程中的結果和現象進行深入分析研究方面對學生的引導。實驗過程主要完成連線操作、數據記錄等簡單的工作。
2 實驗教學改進
針對目前實驗教學的現狀，摒棄以往按部就班完成指定實驗步驟操作驗證形式，按照學生對科學的自然認知進度設置靈活變換的實驗內容。對實驗設置按多層次，從簡到難，逐步引導學生自主學習、合作學習、研究性學習，逐步走向從問題出發的探究、創新。同時，研究新的實驗教學儀器，開發配套軟件，保證實驗硬件滿足新環境下的要求。結合靈活的教學儀器改變教學方法，充分調動學生動手的積極性，引導其創新。
2.1 實驗內容設置
開設不同層次的實驗內容，既要滿足實驗教學的驗證、演示等基本功能，又要激發學生的興趣。
基礎實驗：根據給定實驗任務、方案和步驟，選擇并完成一定數量基本實驗；同時，通過調整實驗參數得到不同結果，增加思考空間。
綜合實驗：將各個基礎實驗環節有機結合在一起，各課程之間關聯內容綜合。
設計實驗：以任務的形式，給定實驗題目，允許學生按照自己思路選擇設計性實驗內容，引導學生學會設計和研究的方法。
創新實驗：自行命題實驗，將學生的構想通過儀器現有功能模塊來實現，在探究式學習中培養學生創新能力。
2.2 實驗儀器的改進
根據實驗內容的要求，開發適合本專業的教學儀器。儀器具有控制系統需要驗證的各種典型環節模塊、信號發生器模塊等基本功能，還結合工程實際將傳感器引入反饋環節，增加執行器件，構成完整的閉環系統。避免教學儀器箱只能完成信號源作為激勵，控制環節構成系統的不足。同時，儀器上的控制效果通過便于觀看的形式展示出來，讓控制過程可視化。儀器要預留出擴展接口，便于在實驗中添加新的模塊。儀器在結合計算機完成實驗的同時，又能獨立完成實驗內容，實驗配套軟件要能對硬件平臺對的實驗內容進行仿真和虛擬實驗。學生可以根據測試參量的不同選擇相應的傳感器，完成非電量到電量的轉換，對信號進行處理，結合控制理論完成創新性、設計性的實驗。
2.3 實驗方法的轉變
1）以學生為主體，開辟新知識領域，重視實踐能力的鍛煉；2）培養學生的綜合能力；3）科學知識和實驗能力培養上，建立系統、科學且開放的實驗教學體系，注重課程之間縱向和橫向的聯系。
結合開發的教學儀器，在實驗方法上除了基本的驗證性實驗，其他實驗按任務的形式給出，不對學生做過多的限制，留出學生思考、動手、創新的空間。充分利用計算機的計算、分析功能以及儀器配套軟件（采用數學工具matlab編寫的程序）在實驗前完成必要的仿真分析，讓實驗有的放矢，理論指導實踐。實驗既做到軟硬精密結合，又能相互獨立，兩者相輔相成?？朔斍皩嶒炛袃x器平臺不能脫離計算機，配套軟件不能獨立工作，學生只能在實驗課中有限的時間內完成實驗的不足，讓實驗內容通過軟件可以在任意計算機上完成。
3 總結
對當前實驗教學過程中存在的問題進行分析和總結，從實驗內容設置、實驗儀器、實驗方法3個方面提出改進方法。自動控制理論來源于實踐，反過來指導實踐[5]。結合當前人才培養的趨勢，理論聯系實際，提高學生實踐能力，在實踐中發現問題、解決問題進而培養創新能力。
參考文獻
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關鍵詞：自動控制；污水處理；各單元
中圖分類號：[TU992.3] 文獻標識碼：A 文章編號：
1、前言
污水處理是一門涉及化學、物理、生物等多門科學的綜合性技術，其工藝機理復雜，操作要求十分嚴格，實現起來難度較高。如果只憑現場人員手動操作，往往操作繁瑣，勞動強度大，處理效果差。加之我國水污染控制水平較低，尤其是工業廢水的污染控制，投入不足，給環境帶來了嚴重的威脅。因此為了改變我國污水處理控制技術的這種落后現狀，進行污水處理自動控制系統的研究，具有非?，F實的意義。當前，污水處理控制領域將計算機技術、智能技術、網絡技術等運用到過程中，實現優化控制，已成為研究熱點。
2、自動控制理論的發展
在工業和現代科學技術的飛速發展的同時，控制理論的發展至今已有100多年的歷史。各個領域中的自動控制系統對控制精度、響應速度、系統穩定性與適應能力的要求越來越高，應用范圍也更加廣泛。特別是自20世紀80年代以來，計算機技術的高速發展，推動了控制理論研究的深入發展。
3.各單元的自動控制系統
3.1 格柵自動控制系統
根據水位差測量儀檢測的格柵前后水位差閾值自動控制機械格柵的運行。當機械格柵停止運行的時間超過設定值時，系統轉由時間控制，自動啟動機械格柵。PLC系統還將按軟件程序自動控制柵渣輸送機、機械格柵的順序啟動、運行、停車以及安全聯鎖保護。水位差設定值，格柵的運行時間及格柵運行周期可調。3.2 水泵自動控制
在泵池設超聲波液位儀表，根據水位測量儀測得的泵房水位值自動控制多臺水泵的啟停運行。當泵房水位高至某一設定的水位值時，PLC系統將按軟件程序自動增加水泵的運行臺數；相反，當泵房水位降至某一設定的水位值時，PLC系統將按軟件程序自動減少水泵的運行臺數。同時，系統累積各個水泵的運行時間，自動輪換水泵，保證各水泵累積運行時間基本相等，使其保持最佳運行狀態。當水位降至干運轉水位時，自動控制全部水泵停止運行。在監控管理系統和就地控制系統的操作面板上可以設定水位值。
3.3 沉砂池自動控制
沉砂池的設備自成系統，隨設備所帶的就地控制箱將帶有啟動時序和停止時序，以及安全保護程序，自動控制整套沉砂池設備的運行。PLC系統將采集沉砂池全部設備的運行狀態，上位監控管理計算機也可遠控整套沉砂池設備的啟動/停止。
3.4 分段進水多級AO生物池控制
現有AO或AAO生物池改造采用分段進水多級AO工藝。主要測控內容有：
――各段進水流量檢測、配水閥門/堰門監控，自動控制各段流量，保證多級AO工藝進水流量分配比，實現合理利用各段硝化容量,充分利用原水中碳源進行反硝化, 達到有效降低出水TN, 并降低運行費用。
――厭氧池氧化還原電位監測，各級缺氧池入口溶解氧監測，各級缺氧池混合液濃度監測，攪拌器運行控制。
――各級好氧池溶解氧監測、空氣流量檢測、曝氣量自動控制。由于污水處理廠的實際運行中, 進水負荷實時變化，DO串級控制策略可根據進水負荷實時調整DO的設定值, 有效地消除進水擾動。
――生物池出水硝氮在線檢測，作為甲醇投加的過程控制參數，及時調整外碳源的投加量，保證出水水質并節省碳源。
――生物池出水氨氮在線檢測，根據出水氨氮值及時調整曝氣量滿足和保證出水水質的要求。
――分段進水多級AO工藝對C/N比的敏感性，具體水質、水量的實時變化，使得分段進水工藝的運行和優化有很大的空間。利用在線監測及智能控制技術，根據進水水質、水量對系統進行實時控制, 提高污染物的去除效率, 降低運行成本，并可提高分段進水生物脫氮工藝的可操作性。
3.5 鼓風機房出口壓力控制
通過壓力變送器檢測空氣總管的壓力，根據設定的壓力值控制鼓風機的運轉臺數、調節鼓風機的導葉片角度，從而保證生物池對空氣的需求量。在保證空氣需求量的前提下，盡可能地節省能耗，壓力控制系統和曝氣量調節系統相互關聯，相互影響，最終使生物池的生物處理過程處在最佳狀態。通過監控管理系統和現場控制系統的操作屏，可以設定鼓風機出口的壓力控制值。
3.6 污泥回流量自動調節
回流污泥量的控制采用比例控制以保證污泥混合液濃度在一定的范圍內。根據生物池的進水量、回流污泥濃度控制回流污泥泵（工頻泵）的運轉臺數或變頻泵的轉速，保證生物池微生物的需要量。通過監控管理系統和現場控制系統的操作屏，可以設定回流污泥比例。
3.7 沉淀池排泥控制
沉淀池的排泥可以根據裝在沉淀池內的泥位計來控制刮泥車的運行，指導排泥。排泥有二種控制方式：按泥位計設定值進行自動排泥，按定時實現自動排泥。
3.8 污泥濃縮自動控制
污泥濃縮機系統控制采用時間控制和手動控制。該系統中設備的啟動順序依次為輸送機、濃縮機、加藥泵、進泥泵、污泥切割機，停止順序與之相反。當藥液制備段的溶液罐的液位低，進泥泵的進泥流量低、系統中任何一臺設備發生故障時，系統停止運行。采用污泥流量比例投加絮凝劑，通過監控管理系統和現場控制系統的操作屏，可以設定每天允許的運行次數及每次運行的時間。
3.9 污泥脫水自動控制
污泥脫水過程按污泥脫水系統自身PLC預先編制的程序控制運行。污泥脫水的程序控制采用時間控制和手動控制。系統設計帶有啟動時序和停止時序，以及安全保護程序。在藥液已制備完成的前提下，設備的啟動次序依次為傾斜式輸送機、水平式輸送機、濃縮脫水一體機、加藥泵、進泥泵，停止順序與之相反。上位監控管理計算機可遠程監測污泥脫水系統全部設備的運行狀態和故障報警，但不可遠程控制污泥脫水系統的開停。
3.10 加氯的自動控制
根據進水流量和濁度控制加氯機按比例自動加氯，并根據出水余氯值進一步修正加氯量，使加氯量始終處于最佳值。
3.11 電動閘門的控制
重要的電動閘門，旁邊設置的現場手動操作箱面板上設手動/遠動轉換開關。手動狀態下，由操作箱面板上的按鈕控制閘門的開閉；遠動狀態下，由中控室遙控閘門的開閉。閘門的狀態和工況在中控室的模擬屏上顯示。
4.結束語
污水處理運行過程任務要求重，特性復雜，運行管理難度大，目前水處理行業尚缺乏可靠的實時監測儀器，用傳統的控制方式往往達不到精確的控制要求。先進控制理論實現了過程工藝參數的優化，可以改變污水處理廠人工調節操作處理不及時、效率低的現狀。污水處理的社會意義巨大應用計算機控制技術實現污水處理工藝的半自動全自動控制提高污水處理的技術管理水平合理使用和配置處理設施設備具有非常現實的意義。
參考文獻：
【1】汪吉鵬 工業控制技術的應用現狀和發展方向[期刊論文]-濰坊學院學報 2002(02)
