《现场总线技术及应用》课程教学方法探讨.doc

现场总线技术及应用课程教学方法探讨前言 现场总线（Fieldbus）是20世纪80年代末、90年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术，已经受到世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多实力、有影响的公司都先后在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的底层，作为工厂设备级基础通讯网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低的特点：具有一定的时间确定性和较高的实时性要求,还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。 我国高等教育的根本任务就是培养人才，尤其是要培养具有创新素质的人才。这就要求打破传统、更新观念、解放思想、坚持创新，让学生在创新教学中掌握创新的学习方法，发挥创新思维，提高创造能力。现场总线技术及应用作为一门实践性很强的课程，利用教学能大大提高学生的创新能力，分析问题和解决问题的能力。 1.利用启发式教学,培养学生解决实际问题的能力 1.1注意理论联系实际 在教学中应理论联系实际，启发学生运用所学知识解决实际问题，激发学生学习兴趣。例如，在讲完传输差错及其监测后提问：如何进行短信交流？在讲解传输差错的校正后提出“身份证号在网络中核实对错的信息如何判定对错？”等富有启发性、思考性、探索性的问题。既加深了对理论知识的理解，又活跃了课堂气氛，调动了学生的学习积极性，很受学生欢迎。 1.2注重分析、比较与综合 根据教学内容和各章节间的联系，通过对基本概念的分析、比较，总结出各自的特点和共同点，启发学生灵活运用知识，培养分析和解决问题的能力。例如，通过对“CAN通信技术、FROFIBUS通信技术有何异同”等富有启发性问题的讨论、比较、综合，使学生深受启发，锻炼了思维，培养了学生综合运用能力，巩固和加深了对所学知识的理解和记忆。 2.提高学生学习主动性，培养学生信息处理能力 2.1讲好绪论，激发学生学习动机 在教学中，只有引起学生兴趣，产生求知欲，达到“我要学”，而不是“要我学”时，方能取得效果。教师应从激发学生的学习动机入手，有的放矢地讲好绪论课。在绪论课教学中，重点介绍现场总线控制的重要意义，强调其在工业生产中的“眼睛”的作用，以及在矿建、水利、道路等方面的广泛应用，可使学生懂得掌握一些总线知识的必要性，激发学生的学习兴趣。 2.2介绍企业网络控制新技术，提高学生信息表达 新技术发展迅速，控制手段日新月异，无线传感器网络技术代替传统的总线技术，新技术改变了传统的网络通信模式。而教材还很少涉及这些知识，为激发学生的学习兴趣，应在课堂上穿插介绍或以举办讲座的形式介绍这些知识。 强调现场总线技术及应用与计算机网络、通信的关系，提高学生信息表达能力。鼓励学生积极学习计算机网络与通信技术，穿插介绍网络和通信在现场控制中的广泛应用。使学生认识到，控制、通信、监控都离不开网络和通信技术，从而大大激发学生的学习兴趣。 2.3有意识培养学生自学能力 在理论授课中，鼓励学生养成良好的自学习惯，经常留出某个章节让学生自己阅读，教师提出问题，学生分析总结。最后，教师通过提问了解学生的理解情况，并加以辅导。也可通过安排学生预习，或留一些课后思考题，鼓励学生自学。 3.灵活运用教学方法，提高学生创造性思维的能力 3.1实行民主教学 建立平等的师生关系，创造和谐的教学气氛。允许学生质疑，鼓励学生发表不同见解。对学生的回答不能求全责备，失之过严。如果学生感到压抑，害怕提问，不愿回答，教学将受到很大局限。 3.2加强直观教学 直观教学可使所授内容有一个鲜明生动的表象，容易形成概念，有助于理解和巩固所学知识，提高学生的学习积极性，培养学生认真观察的好习惯，促进学生注意力、思维力的发展。除使用常规教具外，应积极利用多媒体教学手段进行课堂教学。 3.3注意讲练结合 教学活动是教师与学生的双向活动，学生在课堂上不仅仅是听众，应积极的思维和练习。因此，要注意运用讲练结合的办法，及时并有针对性地布置练习题，使学生加深对理论的理解和记忆，并可使学生得到适当调节，达到动与静的结合。 随着现场总线技术的不断发展与完善，其在工业控制领域中的应用越来越广泛。以网络与数据通信等知识为基础，详细介绍了Profibus、Modbus这几种常用现场总线的技术特点、技术规范、系统设计、硬件组态及其在控制系统中的构建与应用。在教学中，新方法的提出应用，并组织组织学生及时进行实验操作。它有助于学生把所学理论及时运用到实践中，使所学理论变得直观易懂，既提高了学生的学习兴趣，加深了对知识的理解和记忆，又锻炼了学生的操作能力。