控制工程基础

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控制工程基础范文第1篇

（河南理工大学，河南 焦作 454000）

【摘要】《控制工程基础》是机械类专业一门重要的专业基础课。近年来随着高校不断的扩招及教学计划的不断调整，《控制工程基础》的教学内容与课程体系不断的变化，出现了学时少与教学内容多的矛盾。此课程内容又比较难，这就迫切需要高校就本门课程进行教育改革。本文章就控制工程基础教育改革进行了初步的探索与实践。

关键词 控制工程基础；教育改革；实践

1《控制工程基础》课程教学改革的必要性

《控制工程基础》是机械类专业大学生必修的一门专业基础课程。该课程在整个专业课程中起到了一个承前启后的一个作用，是为日后学生成为工程测试人员必备的骨干课程。《控制工程基础》课程所研究的问题带有普遍性，对工程实践具有重要的指导意义。本课程在介绍控制理论的基本原理和基本概念的同时，以机械系统、电路系统为背景，阐明了控制理论在工程中的应用。《控制工程基础》作为一门机械类专业的基础课程在各理工科高校中广泛的开展着。近年来，随着高等学校对所有课程的调整，扩招和教学资源的相对不足，出现了学时少与讲授内容多及学生多教师少的矛盾。此矛盾在少学时的《控制工程基础》的课堂中尤为突出，少学时一般在30-60学时之间，如何在有限的学时内完成教学任务并达到厚基础、广知识的要求以及最大限度的调动学生的主动性和积极性是摆在广大教师面前的急需解决的问题。

2教育改革的基本思想

经过多年对本课程的教授与实践，笔者提出了一些经验与解决办法。具体措施如下：

2.1任务驱动法在课堂讲授中的应用

许多教师开展了《控制工程基础》教学方法、教学模式的改革探索，进行了各种尝试[1]。根据当代学生的基本特点，笔者提出来几种常用并行之有效的教学方法。为调动学生的学习积极性，从枯燥的课程中解脱出来，在课堂上采用任务驱动法。利用做任务的方式分组完成教师布置的任务。任务一般设置为1到3个，任务的难易程度成阶梯型。通过完成任务加强对课堂知识的理解。并在布置任务下去之后进行小组讨论，并对每个小组的任务进行提示性的提问及帮助。在每一个任务完成之后，教师引导各小组对任务的完成进行相互评比，教师纠正学生出现的问题。表扬表现突出的小组，鼓励表现欠佳的小组。在学生讨论学习的过程中，教师巡视，以适当的方式帮助学生解决困惑。在完成任务的过程中，学生的合作学习，即获得了知识，也体会到了合作精神。

2.2优化教学内容

课程体系和课程内容的优化应该紧密围绕本课程的教学目标和教学要求，通过学习达到厚基础、广知识量的要求。正确处理好学时少，内容多但是基本要求不能降低的矛盾，改革课程体系，合理安排课程内容是顺利完成教学任务的根本。

在课程安排上，要重视绪论的讲解，通过绪论的讲解让学生明白学习本课程的目标、任务、要求以及学习方法，以激发学生的学习兴趣。

控制理论基本概念、系统数学建模、时间响应分析、频率特性分析、系统稳定性分析及系统性能校正等几部分是本课程的一个基础，同时也是个重点内容，可以适当放慢讲解速度，多举一些例子，使学生打好本课程的学习基础。

非线性控制系统、线性离散系统及系统辨识等内容在授课过程中只作总体阐述。在教学内容的组织上采取循序渐进，逐步深化，强调基本概念的理解和应用及其相互联系减少一些定理和公式的详细推演。

2.3加强实验教学

一味枯燥的上课只能使学生被灌知识，不能很好的吸收。只有通过实验才能增加学生对知识的理解。通过模拟电路实验结果与计算结果进行对照。加强学生对本课程的理解，学时少更应该注意实验环节。每个章节都应该设有实验。通过实验平台，激发学生的学习热情，培养学生学习积极性。情景交融，要让学生觉得学控制有瘾，做实验爽。

2.4加强计算机软件对本课程的影响

许多老师将MATLAB\Simulink引入当教学当中，以数字仿真形式演示课堂内容，成为当今控制工程课程教学改革的一个热点[2-3]。我校积极对课程体系进行改革，将MATLAB应用于《控制工程基础》课程教学中，增加了一些硬件无法完成的虚拟实验。利用MATLAB软件强大的仿真功能，在SIMULINK仿真环境下，很容易得到实验模拟设备同样效果的系统。

2.5加强Sakai网络教育的教学平台应用

笔者所在的学校采用Sakai作为网络教育的教学平台，《控制工程基础》作为网络课程进行教育教学改革，利用Sakai协同学习系统的作用，结合着课堂教学内容，设置任务及项目，鼓励学生在Sakai系统上自主学习，有些项目必须小组协同才可以完成。鼓励学生在系统内畅所欲言发表自己的看法，同时注重进行小组和班级讨论。通过Saikai系统加大教师在课外与学生的学习交流。

在Sakai网络平台中有讨论区，学生和老师都可以积极投入课程交流中，70%的问题学生们可以在跟帖讨论中解决，同时老师也可以通过观察讨论区的问题了解同学们所存在的问题，了解他们共性解决不了的问题。学生们可以通过Sakai系统完成知识共享资源共享及在线答疑等，这样提高了学习的效率。学生都比较喜欢新鲜事物，通过Sakai平台提高他们的学习积极性。

3教学改革的几点建议

3.1注意教学气氛，激发兴趣，变要我学为我要学

在教学过程中，我们体会到教学气氛影响着学生的学习效果，尊重学生的意见，满足他们的好奇心和知识遇。注意教学气氛，激发兴趣，变要我学为我要学。

3.2教学方法力求多样性

可以进行直观演示，激发学生的学习兴趣，活跃课堂气氛，促进学生对知识的掌握。还可以合作学习，培养学生主动参与的意识，激发学生的求知欲。注重以多媒体教学作为手段，采用讲授法、实体展示、合作学习“三位一体”的教学模式。

3.3重视辅导答疑，教师当面答疑与网上答疑相结合

辅导答疑是日常教学工作中的重要环节，是对课堂教学的一个补充和延伸。现代学生可以通过无线上网，通过qq聊天及论坛跟帖均可以跟老师进行交流，也可以通过Sakai平台答疑。重视课堂答疑，能够有针对性地解决学生在学习工程中产生的疑惑，了解学生学习的情况。加强师生之间的交流和沟通，提高学生的学习兴趣和积极性，进而达到教学的目标提高教学质量。

答疑也是发现课堂教学不足的一个重要的手段。答疑能够及时反馈教学情况，实现教学相长，有助于教师发现实施教学过程中的不足或错误。

大学生生源来自于五湖四海，学生的基础不同，能力各异，这都是客观事实。而教师在组织课堂教学的时候，只能根据学生总体的情况选择一个教学的进度，难免造成有的学生吃不饱，也有的学生吃不了。通过网络答疑，能更有针对性地解答不同层次同学存在的问题。

论坛跟帖老师不能及时解决的问题其他能力强的同学也可以给予解决，这样更能激发同学们学习热情，培养学生的学习兴趣。变要我学为我要学，并且能拉近老师与学生之间的距离。

4结论

《控制工程基础》教学改革实践后表明，通过改革课程体系合理安排教学内容和进度，适当增加实验的数量，注重教学方法的多样性，将传统教学方法与多媒体教学相结合，重视答疑，合理利用Sakai平台，提高了教学质量，加深了学生对本课程的掌握的程度。

参考文献

［1］Tim Felke;Architectures for Integrated Vehicle Health Mangagement[C]//Aerospace Conference,2010.

［2］Dimitry Gorinevsky,Azary Smotrich ，Robert Math，Ashok Srivastava,Kirbykeller,and Tim Felke. Open Architecture for Integrated Vehicle Health Mangagement[C]//Aerospace Conference,2010.Atlanta Geogria,20-22 April 2010.

控制工程基础范文第2篇

关键词：控制工程基础；CDIO+案例教学；教学模式改革

作者简介：李大勇（1978-），男，吉林榆树人，黑龙江科技大学机械工程学院，讲师；林海鹏（1972-），男，黑龙江哈尔滨人，黑龙江科技大学机械工程学院，副教授。（黑龙江 哈尔滨 150022）

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）29-0051-02

“控制工程基础”是机械工程专业的一门重要专业基础课，它把控制论融入到机械工程领域，培养学生运用辨证的系统分析的思想方法，解决生产过程中遇到的问题。[1]根据黑龙江科技大学（以下简称“我校”）推进“特色应用型本科”建设，由教学型向教学服务型转变，确立培养“面向经济社会建设、生产、管理、服务第一线的，思想道德素质高，基础理论扎实，知识面宽，工程实践能力和创新能力强的高级工程应用型本科人才”的办学思想。由于本课程内容难、知识点多、学时少，学生很难在短时间内既掌握理论知识，又懂得如何运用知识，因此，要利用有限的课时，科学合理地安排教学，提高课堂教学质量，就需要研究并改变现有的传统教学模式。[2]

本文根据“控制工程基础”课程知识具有系统性和连贯性强的特点，开展“CDIO+案例教学”的教学模式，力争把主要知识点全部与工程实际相结合，通过综合实验和模拟仿真使理论基础稍差的学生也能在“做中学”。

一、现有教学模式存在的问题

随着计算机技术和多媒体技术在教学中的普遍运用，现有的教学模式已经有了重大的改变并取得了长足的进步。例如，讲解理论时结合多媒体演示工程实例，利用Matlab对时域分析、频域分析及系统校正等各章节相关知识点进行模拟仿真等。[2]但现有的教学模式仍然存在着不足，主要表现在：

1.学生基础理论相对薄弱与课程需求之间的问题

我校是典型的应用型工科院校，学生的数学基础相对薄弱，而传统的教学模式要求学生具有较强的工程数学基础，特别是复变函数课程中的拉氏变换部分。对于这种强调数学基础的课程，如果不改变教学模式，将会使部分学生（特别是三表学生）失去学习的兴趣和动力。同时，“控制工程基础”这门课的预修课程较多，如机械设计、电工学、大学物理、理论力学等方面的知识。这就对学生学习本门课程提出了更高的要求：补习工程数学知识的同时，还要复习其他专业基础知识。

2.理论知识与实际应用结合的问题

尽管“控制工程基础”这门课程所涉及的知识面广，对学生知识储备要求高，但学时分配却非常有限。为使学生更好地掌握理论知识，在教学过程中采用多种教学方法，引入工程实例并开设相关的实验课程，但大部分实验是基础实验，和工程实际结合不够紧密，而且学生对实践环节没有足够重视，缺乏动手能力，这就使学生在学完课程以后仍然不知道这门课程到底是做什么的，该怎样用。因此，要在有限的学时内使学生尽快掌握理论知识，并能运用理论去思考、解决一些相关的工程实际问题，把理论和实际应用有机结合起来成为教学模式改革的关键。[3]

3.课程知识点系统性强与学生缺乏系统认知的问题

实际上，“控制工程基础”是一门系统性非常强的课程，而在以学习知识点为中心的教学中，学生只是掌握了一些孤立的知识点，却很难将各知识点串起来，因而缺乏对机械工程控制系统的整体认知能力、系统分析与综合设计的能力，不能很好地满足企业对人才的需求。因此，在学习的过程中，应该使学生首先明确课程研究的对象是系统输入、输出及系统本身三者之间的关系。研究的主要任务是系统分析，即已知系统和系统输入，求系统的输出并分析系统。在分析系统时采用的两个主要方法是时域法和频域法，而分析内容则是控制系统的基本要求：稳定性、准确性和快速性。这样就把整个课程的主要内容穿插起来，但这远远不够，还需要通过其它方式进一步培养学生对系统的认知和理解。

结合“控制工程基础”课程现有教学模式存在的问题，本文提出引入“CDIO教学理念+案例教学”教学模式，使学生更好地理解理论知识的同时，提高学生动手能力和理论应用于实践的能力。

二、“CDIO+案例教学”教学模式改革的实施

1.什么是“CDIO+案例教学”教学模式

CDIO工程教育模式是以美国麻省理工学院为首的全球几十所著名大学倡导的现代工程教育框架，即构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运作（Operate）的缩写。它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的理论、技术与经验。[5]案例教学法被定义为“在课堂教学中以案例为中心，教师的教和学生的学通过案例的组织、分析、讨论和总结把抽象的理论和呆板的法条与实际相结合，使普遍性的理论观点和特殊的事实材料相统一，记忆性的知识学习和操作性的分析思考相统一。[6]根据“控制工程基础课程”自身的特点，本文提出授课时采用“CDIO+案例教学法”有机结合的新型教学模式，学生和老师一起设计和构思工程案例，把知识点和其它专业课的知识融入在工程实例中加以分析和验证，这必定会充分调动学生学习的主动性和积极性，增强学生对系统的认知，提高学生理论应用于实践的能力。

2.“CDIO+案例教学”教学模式在“控制工程基础”课程中的开展途径

CDIO教学模式的核心思想是让学生在“做中学”，以“工程项目”或“项目案例”为载体来组织整个学习过程，以过程中不同阶段的知识需求为驱动来安排教学内容和方法。由于“控制工程基础”这门课程主要内容包括建立系统数学模型，根据系统模型对系统进行时域分析、频域分析（分析系统的快速性、准确性、稳定性）和系统校正，课程系统性强，适合通过案例结合CDIO模式进行教学。在教学过程中，本文提出的“CDIO+案例教学”教学模式分为两条路线和四个过程：两条路线包括教师路线和学生路线；四个过程是构思过程、设计过程、实践过程和考核过程。首先，教师要对教学设计进行构思。一个好的教学设计可以激发学生的学习兴趣，使枯燥的学习内容生动起来，呆板的学习过程活泼起来。其次，要对所讲授的知识点进行设计，力争把每堂课所要讲授的主要知识点融入到具体实例中。在该环节里，可以把学生分成若干小组，给学生分配任务，针对所要学习的知识点，查阅资料，设计相关案例并进行分组讨论，加深对知识的理解。再次，合理穿插前面学过的知识，设计综合实验并让学生亲自动手实践，不能通过实践验证（没有实验条件）的综合实验可以通过模拟仿真加以验证。特别需要注意的是，该阶段主要是培养学生对实践结果进行分析并总结归纳到相对应的理论知识点的能力。最后，改变原有“一次考试定乾坤”的考核方式，加大实践部分的考核分值。根据学生的实验态度、动手能力、创新能力等来综合评分，这种考核方式更能体现出学生对知识的应用能力，同时具有较强的灵活性。具体的“CDIO+案例教学”教学模式开展途径如图1所示。

3.“控制工程基础”课程实施“CDIO+案例教学”教学模式存在的困难

（1）短时间内制作出完善和全面的优秀案例存在困难。如果把每个知识点都穿插在好的案例中，是一个庞大的工程，这需要有经验的教师经过长时间的思考、归纳和总结。

（2）课程计划学时少与该教学模式所需教学学时较多的矛盾。由于实践环节和学生讨论环节的增多，整个教学过程所需学时必然会增加，针对这一困难，可以将某些案例讨论的内容放在课下分组进行，老师批阅每个小组的讨论结果并在课上进行总结，这样就会大大缩短案例讨论所占用的时间，而不影响学习效果。

三、结束语

以应用型人才培养目标为导向，提出了在理论教学中融入“CDIO理念+案例教学”，结合实验室实验和Matlab模拟仿真组成的新的“控制工程基础”课程教学模式。改变现有“控制工程基础”课程教学占主导的现状，以“做中学”的形式培养学生创造能力及解决实际问题的能力，进而培养出具有扎实专业技术基础、综合工程系统能力和良好团队协作能力的当代应用型人才。

参考文献：

[1]李大勇，林海鹏，赵汗青.“控制工程基础”教学模式探讨[J].价值工程，2012，31（15）.

[2]林海鹏，王金波，董金波，等.《控制工程基础》课程的教学改革与实践探索[J].重庆科技学院学报，2011，（8）.

[3]董海棠，冯中毅.“控制工程基础”课程教学改革探索与实践[J].中国电力教育，2009，（5）：81-82.

[4]宋强，鲍雅萍.机械专业“控制工程基础”课程的教学改革与探索[J].中国电力教育，2010，（10）：60-61.

控制工程基础范文第3篇

关键词：机械控制工程；卓越工程师；课程改革

中图分类号：G642？摇 文献标志码：A？摇 文章编号：1674-9324（2014）16-0040-02

“机械控制工程基础”是机械设计制造及其自动化专业的一门重要的专业基础课程，具有理论性强、公式推导多和内容抽象等特点，学生在学习时，经常感到枯燥、乏味。如何激发学生学习兴趣、培养学习主动性，一直是授课教师所不断追求的目标[1]。2011年，上海理工大学“机械设计制造及其自动化”专业被确定为“教育部卓越工程师教育培养计划”试点专业。以此为契机，遵循卓越工程师“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，为实现教育部提出的卓越工程师培养目标，上海理工大学对“机械控制工程基础”等多门机械专业骨干课程进行了改革，本文将从改革思路、具体方法等方面将课程改革的做法进行论述。

一、“机械控制工程基础”课程改革的指导思想

“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010―2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010―2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为我国走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务，对促进高等教育面向社会需求培养人才、全面提高工程教育人才培养质量具有十分重要的示范和引导作用[2]。

“机械工程控制基础”课程研究的问题带有普遍性，对工程实践具有重要的指导意义，该课程的开设对培养学生运用控制原理的基本方法，提高分析和解决各种工程问题的能力奠定扎实的理论基础。然而，从学生的反映来看，普遍存在学习热情不高，学习效果也不理想，教学内容抽象等问题，影响到该课程的教学质量[3]。为解决该课程教学中存在的问题，紧扣卓越计划精神实质，提出“保证基础，重在应用，教法先进，强调实例”的课改指导思想，进一步制订出课程的改革方案。

二、“机械控制工程基础”课程改革措施

1.保证基础，重在应用，促进教学内容改革。“卓越工程师计划”的本质是使工科教育回归工程，面向工业界。在“保证基础，重在应用”的指导思想下，对课程的教学内容进行了大幅改革。杨叔子主编的“机械工程控制基础”教材是“面向21世纪课程教材”，该教材内容完整，案例经典，同时获国家级精品课程教材和“十一五”国家级规划教材，上海理工大学一直将该教材作为授课教材，但在机械专业课程数目增多而总授课时数却在减少的大环境下，“机械控制工程基础”理论学时数由48课时减少至32课时。因此，在课堂中追求大而全的教学目标显然是不现实的，必须对内容进行精简和整合。在保持理论框架完整的基础上，突出工程应用的要求，对教学内容进行重组、增减。对推导过程冗长、对学生理解基础理论帮助不大的内容去除，减少课堂单纯的理论传授比重。这样，既能保证学生掌握完备的机械控制理论体系，满足学生进一步深造的需求，又能使学生在减少理论的基础上，有机会接触到更多的应用实例，更利于学生理论联系实际，学以致用。以教材第五章的系统稳定性为例，在新的自编教材中，弱化系统稳定性的概念和严谨的数学描述，而是突出系统稳定性的基本概念以及系统稳定性在工程应用中表征。系统稳定性的判定方法主要以罗斯稳定性判据和奈奎斯特判据为主，而根轨迹的讲授仅限于方法的介绍。在减少纯粹理论知识的同时，大幅增加教学实例，让学生了解到所学知识的具体应用对象，增强对控制理论的感性认识，而实例的如何选择将在下文介绍。

2.教法先进，发挥工具软件的辅助教学功能。MATLAB是美国MathWorks公司于1984年推出的高性能数值计算软件，现在已成为适合多学科的功能强大的科技应用软件。MATLAB的控制系统工具箱，主要处理以传递函数为主要特征的经典控制和以状态空间为主要特征的现代控制中的问题。该工具箱对控制系统的建模、分析和设计提供了一个较为完整的解决方案[4]。另外，Matlab提供方便易用的图形用户界面，将Matlab控制工具箱的相关功能集成一体。Matlab仿真工具箱（Simulink Toolbox）为实现实验教学提供了一个理想的工具，师生通过Simulink，能方便地对动态系统进行建模、仿真和分析[5]。将Matlab软件引入到“机械控制工程基础”教学，在很多学校已做过尝试，并取得了很好的教学效果。上海理工大学在已有成功经验的基础上，根据理论课程进度，将相应的Matlab知识添加到课程教学。以第三章中系统的时间响应分析为例，对照课程中的一阶、二阶和多阶传递函数，利用简单的命令，方便的实现传递函数对各种信号的响应仿真，并通过改变传递函数的参数观看传递函数动态响应的变化趋势，不仅达到一般的实验教学难以达到的效果，工具软件强大的“即时所得”功能使学生参加仿真实验的积极性大大为提高。

3.面向应用，突出实例教学。按照“卓越计划”的突出创新的要求，在“机械控制工程基础”授课内容的每一单元后增加与授课内容紧密相关的工程案例分析，突出工程背景的应用，理论联系实际，避免了以往课程授课中存在的理论比重偏大，学生学习兴趣不高，学习效果不佳的弊端。教材每一理论章节均附3～4个与本章内容紧密相关的工程实例。实例选用的原则：应较全面的包括启发型、认知型和设计型工程案例[1]；讲述实例对象应是机械工程人员熟知应知，或对工程具有指导作用；实例内容的编写应该注意包括如下环节：问题及发生现象简介、问题或现象的简要理论分析、解决问题的方法或思路等。以教材第五章系统稳定性为例，在新的自编教材中，选用了4个典型的机械工程中常见的现象或系统：金属切削过程中的颤振现象、电液伺服系统的稳定性分析、静压轴承及其稳定性分析和数控机床进给系统稳定性分析。这四种现象或系统在机械工程领域应用广泛，发生的现象或出现的问题具有普遍意义。在教材中对每一个问题的产生原理通过与稳定性原理进行结合，使学生学习时理论知识具有落脚点，更有利于掌握理论知识，其本质是将理论教学与工程实践相结合，通过工程案例来激发学生的学习兴趣，发挥学生主体性，变“要我学”为“我要学”，同时又借助工程案例来加强学生的创新和实践能力的培养。

“卓越计划”旨在提高工程专业创新型人才培养质量，提高毕业生的实践能力，培养面向世界、面向未来的创业、研发型高端人才和行业领军人物。通过课程改革和实践，使学生在有限的教学学时内能掌握基本的理论知识，真正成为“面向工程、宽基础、强能力、重应用”，具有学习能力、创新能力、管理能力、沟通能力、社会适应能力和工程实践能力的“卓越工程师”。

参考文献：

[1]袁明新，王琪，洪磊，张鹏，申.数字仿真在机械控制工程教学中的强化应用研究[J].装备制造技术，2012，（4）：182-184.

[2]“卓越工程师教育培养计划”通用标准研制[J].高等工程教育研究，2010，（4）：21-30.

[3]白丽克孜・尤努斯.“机械工程控制基础”课程的教学法探讨及几点体会[J].科技信息，2013，（13）：159-160.

[4]薛定宇，陈阳泉.高等应用数学问题的MATLAB求解[M].北京：清华大学出版社，2008.

[5]王芳.“机械控制工程基础”课程教学改革探讨[J].西安航空技术高等专科学校学报，2008，26（5）：76-78.

控制工程基础范文第4篇

关键词：B/S；Dreamweaver；TCExam；在线学习；测试系统；资源共享

中图分类号：TP311.52 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2015）13-0073-03

课程网站建设是提高高校教育教学质量的重要措施，是精品课程建设的重要组成部分。我校《控制工程基础》课程于2009年成功跻身省级精品课程，经多年教学科研积累，拥有了自己的教材、有专业特色的课件及一系列教学成果。将取得的经验与成果在教师之间分享，并更好地转化为对学生的教学效果，是下一步课程建设的关键。利用现代信息技术，建立高质量的网络平台，最大程度的达到资源共享，是实现这一目标的最佳途径。

本文结合学生和教学资源实际情况，建立《控制工程基础》课程学习网站和在线测试系统，充分利用网络资源，突破时间和地域的限制，实现教师和学生的交流和沟通，提高学生的学习兴趣，为学生主动学习和教师经验的相互交流提供良好的平台。

一、系统结构和功能

本系统采用基于Web的B/S三层体系结构，充分利用网络优势和特点为学生和教师提供了一个在线学习、测试、交流的环境和手段。

系统的功能主要由两部分实现，即网页部分和在线测试系统：网页部分由Macromedia公司出品Dreamweaver实现，作为网站的前台主要承担在线学习任务以及实现与后台在线测试系统的链接功能，提供系统功能简介、课程介绍、各章知识点查询、课件下载、教师队伍简介、网站信息更新消息等资源；在线测试系统由开源的在线考试系统软件TCExam实现，该软件由php编写的，需要搭建php的运行环境，这里采用wampserver（Windows Apache Mysql PHP集成安装环境，是在window下的apache、php和mysql的服务器软件），主要实现用户注册及登录，管理员系统管理、教师试题和成绩管理、学生在线测试及成绩查询等功能。下面分别对这两方面功能予以详细介绍。

二、网页制作部分

这部分是学生和教师对课程信息进行交流的平台，教师可以将课程相关的信息在网页，学生在确定身份后可以自主选择相关信息查看以及下载。网页主界面如图1所示。

在这里，学生可以对系统目前的功能进行了解，更好地把握各章节的知识点，下载老师自编课件，也可以通过学生使用区登录到后台的在线测试系统，在教师录入的题库中随机生成试卷，进行自测；而教师则可随着教学的深入随时更新网站信息，并通过教师使用区登录至后台更新题库及查看学生自测情况。

三、在线测试系统部分

在线测试系统的开发使得试卷更易于保存和管理，增加了试卷命题的合理性、灵活性和可重复利用性，是系统的核心部分，采取权限分级机制。管理员进行注册用户的身份验证并对不同用户分配不同的使用权限，以系统管理员，教师，学生3种方式呈现。各模块及功能如图2所示。

1.管理员模块

主要进行权限管理和系统维护。

权限管理包括查询用户信息、添加删除用户、修改用户类型和登陆密码以及设置用户使用权限等。新用户首先要进行用户注册，经由管理员对用户身份认证和权限设置后方可使用本测试系统。图3为管理员对用户信息进行管理的界面。

用户权限从0级到10级，共分为11级，0级表示匿名用户（未注册的），10级表示管理员级别，这里给学生张三权限设为5级。新用户经身份确认及权限分配后，方可登陆测试系统。

系统维护，目的是确保系统能够最大化的有效利用，例如，为保证系统的先进性和利用率，可不定时地添加或删除某些功能模块；为保护系统的安全性，进行恶意用户的剔除等。

2.教师模块

教师主要进行试题管理和学生成绩查询工作。

（1）试题管理

包括试题及答案的录入、修改、删除等操作。试题按模块和主题进行录入，相关信息包含试题题型、章节、难度系数、分值分配等属性。出题流程为：添加模块主题管理试题管理答案管理。

例如，教师要进行某选择题的录入，步

骤如下：

Step 1. 进入模块管理界面，添加“选

择题”模块；

Step 2. 在模块下选择主题，如“第三章”，并对该主题添加信息描述：时域分析法；

Step 3. 在主题下录入试题，如“在系统的前向通道中串入积分环节，有利于使系统的（ ）提高。”，并选择题型：单选，设定该试题难度：2。

Step 4. 进入答案管理界面，录入相应题目的答案，并给出正确、错误标识。例如，针对Step 3.中示例题目，录入：T准确性、F快速性、F稳定性。T、F为答案正确、错误标识。

题目添加成功后，教师可在试题列表中查看题目及答案。如发现题目或答案有误，可在后台进行修正。

（2）学生成绩查询

教师可以在测验成绩汇总界面中任意选择学生，查询其测验情况，此界面显示的信息有：测验名称、测验开始和终止时间、学生姓名、分数等。

通过对学生自测情况的查询，教师可了解学生对课堂知识的掌握程度，并可在日后教学工作中有针对性地进行调整。

3.学生模块

在学生模块中学生可根据自身需要选择相关内容（题目类型、章节等）、难度、题目数量自行组卷，定时测验并进行测验结果查看，以便对所学知识查缺补漏。

（1）组卷

学生需在测验管理界面设置测试名称、测试时间、分值分配等。

在题目一栏中选定测验题目类型，章节、问题数目、答案数目、难度等信息后即可成功组卷。

组卷成功后，可查看相关题目，准备测验，一次成功的组卷如图4所示。

（2）测验

组卷后，学生可返回前台进入测验。逐题作答，直到测验结束。测验界面如图5所示。

确定终止测验后，学生即刻可以查看测验分数和题目答案，并可选择是否重新答题。测验结果显示如图6所示。

四、结束语

综上所述，本文针对本校省级精品课程《控制工程基础》研究设计了在线学习及测试系统，实现教师的教学资源、智慧资源共享和优化以及学生课后的自主学习和自我检测，其中在线学习模块为学生的课程学习起到引导作用，而在线测试模块则起到对课程知识的巩固、查缺补漏的作用。通过实际操作表明，该系统运行良好，遵从“以学习者为中心，教育者协作学习”的教学理念，为实现该课程网络化及远程教学奠定了基础。

参考文献：

[1]李新国.精品课程中基于Web的网络在线测试系统的研究与实现[J].中国教育信息化，2008，59（3）：59-61.

[2]贾丹，周军.数据结构课程教学网站的设计与实现[J].辽宁工业大学学报（社会科学版），2012，14（4）：115-118.

[3]包志炎，王铁流.面向精品课程的通用在线测试模块的设计与实现[J].中国现代教育装备，2008（9）：40-43.

[4]韦宁彬.教育学课程学习网站的开发[J].中国现代教育装备，2009（14）：81-83.

[5]亓鹏，王殿生，闫向宏.基于CentOS 构建TCExam在线考试系统[J].电脑知识与技术，2013，9（26）：5876-5878.

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控制工程基础范文第5篇

【关键词】基础工程；灌注桩；质量控制

1 钻孔灌注桩概述

钻孔灌注桩因为施工比较简单、造价相对较低、无环境污染等特点，作为基础承载力而被广泛应用，具有抗震性好、承载力大、施工噪音小、能解决特殊地基沉载力不足等优点。目前在国内基础工程领域中钻孔灌注桩基础占据了很重要的地位，但由于灌注桩地下施工干扰因素太多，很难控制工程质量，稍有不慎就会出现孔底沉泥、缩颈、夹渣、断桩等情况，导致工程质量事故的发生。所以施工中必须严格监管质量，可以从钻孔灌注桩施工前、中、后不同时期进行控制，以获得较好的社会和经济效益。

2 钻孔灌注桩施工的质量控制

2.1 施工前期的质量控制

2.1.1 图纸会审与交接

认真组织图纸会审和施工技术交底，严格审批施工方案，做好原材料质量检验工作。建设、设计、施工三方应有互相充分交流，让施工方明确桩基各项设计技术与规范要求，把握好桩基处的地质情况。做好材料见证取样送检，实行材料使用监理审批制度。施工用材料进场前，应取样并亲送质检单位，查验材料出厂厂家、批号和合格证等。

2.1.2 施工机械准备

在灌注桩钻孔前，相关施工设备应全部进场，设备质量和数量必须符合施工要求。根据桩径和灌注强度选定导管直径大小，并且具备足够的强度和刚度。施工之前要进行水密试验，钻机的选择应视桩径和地层而定，一般沙性土、粉质粘土、杂填土等土质地层适用回旋钻，而砂卵石、半风化岩石等硬质地层适用冲击钻。

2.1.3 制备泥浆

选用塑性指数IP>10 的粘性土或膨润土，粘性土和亚粘土可以就地造浆，泥浆比重在1.1至1.2内；粉土和砂土应制备泥浆，泥浆比重在1.25至1.5之间；砂卵石和流砂层应制备泥浆，泥浆比重在1.3至1.5 之间。

2.1.4 护筒埋设和钻孔定位

护筒位置应埋设准确稳定，根据施工控制网定出孔位中心点，以孔中心位置为圆心，护筒半径画圆作为孔口开挖线，人工开挖至护筒埋设深度。护筒埋设高度在施工地平0. 3m以上，倾斜度小于l%，护筒与桩位中心线偏差不得大于50mm。完成护筒埋设后，可把孔位十字点布设在护筒上，方便随时校正钻孔位置，以保证孔位准确程度。

2 事中质量控制

2.1 泥浆

泥浆可以产生护壁、保持孔内水头，对提高成孔的质量有很大的作用。监理人员应对土和检测相对密度、含砂率控制好。由经验可以得到，好的泥浆用土一般为：干土块硬、不易碎断，吸水成泥膏后，手搓能成1mm 细条，制浆能力不小于2.5L/kg。泥浆相对密度监理人员应多次观察、测试，清孔前应保持在1.1～1.3内，不符合要求施工方调整，含砂率

2.2 成孔

从轴线控制点施测桩位，检查桩位对中及磨盘的平整度以及机架枕木基础的稳定性，及时调整偏差。根据试成孔的工艺参数组织钻进施工，按照钻进过程中各土层的情况检测泥浆比重。确定是否入岩，应根据勘探报告的持力层比较等高线与孔深，并对钻具自重大小、吊挂松紧程度等加以考虑。为了把握好精准的钻孔深度，在桩架就位后，应对桩具的总长度和底梁的水平做好记录，以便在成孔后结合钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到的深度。注意观察在界面钻进过程及进入持力层钻机的反应情况，以对照试成桩时确定的岩样为准，最终确保桩基进入持力层的深度。

2.3 清孔

终孔后，应把钻头提离孔底80-100mm空转，在保证护壁的前提下达到初步稀析泥浆，应输入比重1.05-1.08的新泥浆，并且循环40-60min。尽量把孔底岩屑、泥块打碎并随泥浆流出孔外。下笼后安装导管进行二次清孔，泥浆性能指标在浇注砼前，孔底500mm以内的相对密度≤1.25，粘度≤28Pa.s，含砂率≤8%。如果清孔满足不了沉渣厚度要求，绝对不能验收灌砼。

2.4 钢筋笼

钢筋笼宜分段制作，长度很长的主筋其应分节，分节可以使调装方便而接头少，其接头应环向并列。焊缝长度不小于10d（单面焊）或5d（双面焊），螺旋箍筋间距应小于20cm，加强箍应每2～3m布置一根，箍筋与主筋应点焊。钢筋笼入孔时，应垂直对准孔位慢慢轻放，不得强制性下放钢筋笼，否则会导致钢筋笼变形、孔壁塌孔。钢筋笼就位后，还要把钢筋笼上端焊固在护筒上，以减缓砼上升时的顶托力，以避免其上升。

2.5 安放导管

导管一定要进行水密性试验，导管不得漏气、漏水，准备有足够的顶丝及胶圈，导管底口与孔底的距离控制在25-40cm之间。导管直径为φ300mm，通过能力为25立方米/小时，导管轴线误差通常不能大于孔深的0.5%， 且小于10cm。导管内壁应圆滑、顺直、光洁和无局部凹凸。导管在使用过程中，除了检查其规格质量和拼装构造外，还应做拼装、过球和水压实验。试压用水压，不得采用压气试压， 进行水密试验的水压应超过孔内水深1.3倍的压力，且大于导管壁和焊缝可能承受灌注混凝土时最大内压力p的1.3倍。导管应吊放在位置居中的地方，轴线顺直，禁止卡挂钢筋骨架和碰撞孔壁。

2.6 混凝土浇灌

二次清孔验收合格后，现场初灌料斗、砼隔水栓（或沙包）、人员等应做好准备，砼到场后停止清孔，进行料斗安装。砼灌注前应先检查砼坍落度是否已符合规定要求，通常控制在180-220mm的幅度内。根据导管内外混凝土的压力平衡法，来对首灌混凝土量进行计算，以确定采用的料斗容量，从而确保首灌后导管底埋入混凝土中超过1m。在料斗内放满砼后，剪断铁丝，隔水栓埋入底部砼。

3 施工后期质量控制

桩基础浇捣完后，应检查桩头清挖情况，组织桩基的测定，为后续工程做好准备。检查桩头清挖，桩头应平整，干净与设计标度相一致。 对桩基强度可用早期推定混凝土强度试验法来判断，但最终还是以送检试块强度为准。对已完工的钻孔灌注桩进行质量检测与验收，也是对其进行事后质量控制。工程验收阶段主要包括成桩检测和质量评价两部分。一是成桩检测，主要有桩位偏差、桩身质量以及桩的承载力检测。采用应力反射法检测桩体质量，不能存在缩颈、夹层和混凝土不密实等缺陷。桩的承载力检测有静载试验、动力测试两项，进行静载试验的桩数应大于总桩数的1%，并且不超过3根。检验桩体竖向承载力的动力测试取桩总数的10%～15%。二是质量评价，完工后应根据桩基施工过程记录、成桩检测及试块试验结果对施工质量做出评定。

4 结语

钻孔灌注桩基础是处于地下水下的隐蔽工程，很容易发生施工质量问题。钻孔灌注桩的在整个工程中有着很重要的作用，为了提高施工工艺水平，应严格按照施工规范要求进行施工，加强施工准备和施工过程的控制，从而确保提高整个工程的质量。这对提高钻孔灌注桩的施工质量控制措施具有十分重要的意义，以更好的促进我国工程建设的发展。

参考文献：

[1]宋志宏.钻孔灌注桩施工质量的控制措施分析[J].中国水运（下半月），2012（06）.