專業(yè)拓展課程的典型設計與一體化實施
——以《流程工業(yè)工程控制》課程為例

武平麗 靳征昌

（黃河水利職業(yè)技術學院 河南 開封 475003）

專業(yè)拓展課程的典型設計與一體化實施
——以《流程工業(yè)工程控制》課程為例

武平麗 靳征昌

（黃河水利職業(yè)技術學院 河南 開封 475003）

為了拓寬學生的就業(yè)口徑，專業(yè)拓展課程的設計應該從與本專業(yè)處于同一大類的相近專業(yè)入手，專業(yè)拓展課程的內(nèi)容應包括相近專業(yè)所從事工作的主要任務。課程的實施從完成典型工作任務著手，以“教、學、練、做”一體化的形式進行。本文以《流程工業(yè)工程控制》課程為例進行闡述。

高職；專業(yè)拓展課程設計；項目化課程；一體化

《流程工業(yè)工程控制》課程是我院國家示范重點建設專業(yè)——電氣自動化技術專業(yè)的一門專業(yè)拓展課程。從2006年11月開始示范建設至今，我們對電氣自動化技術專業(yè)進行了全方位的改革，并于2009年9月順利通過了示范建設驗收。筆者僅以專業(yè)拓展課程《流程工業(yè)工程控制》為例，介紹基于工作過程的課程設計與實施。

專業(yè)課程體系的重新設置

電氣自動化技術專業(yè)以示范建設為契機，通過對相關行業(yè)的30余家企業(yè)進行專業(yè)調(diào)研，對畢業(yè)生的基本情況及技術人員的工作崗位進行分析，進一步明確了本專業(yè)畢業(yè)生的工作崗位、業(yè)務范圍及工作領域，更加明晰了本專業(yè)學生的知識、能力和素質(zhì)要求。經(jīng)過對崗位的工作任務、崗位要求的職業(yè)資格證書與應具備的知識、能力、素質(zhì)分析，將工作領域轉(zhuǎn)換成學習領域（課程），并將課程分解成項目和任務，以學習型項目和任務為載體，以項目導向、任務驅(qū)動組織教學，校企合作構(gòu)建了以技術應用能力培養(yǎng)為主線的、以工作過程為主導的項目化課程體系。

所構(gòu)建的以工作過程為主導的項目化課程體系，在專業(yè)核心技能課程中引入崗位職業(yè)技能標準及行業(yè)標準 （規(guī)范），對原課程體系中的課程內(nèi)容進行整合，設置了職業(yè)核心能力課程、專業(yè)技能基礎課程、專業(yè)核心技能課程、專業(yè)拓展課程以及頂崗實習與單列實習實訓課程等5個模塊。其中，專業(yè)核心技能課程為：AutoCAD電氣工程制圖、供配電系統(tǒng)運行與維護、電機調(diào)速系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC應用系統(tǒng)設計與安裝、嵌入式應用系統(tǒng)設計與制作、工控網(wǎng)絡組建與調(diào)試和成套電氣控制柜總裝。專業(yè)拓展課程有：流程工業(yè)工程控制、自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、印刷電路板設計與制作和樓宇安防工程實施。

專業(yè)核心技能課程和專業(yè)拓展課程實行分段集中上課的強化訓練方式，引入工程項目并進行教學化處理，使之成為適合教學的生產(chǎn)性項目，即學習型項目。以學習型項目為載體，將知識點融入到各項目之中，在實訓室內(nèi)按項目（或任務）組織實施教學，通過邊教邊學、邊學邊練、學做合一的“教、學、練、做”有機融合的一體化教學過程，實現(xiàn)崗位技能培養(yǎng)的目的。

《流程工業(yè)工程控制》項目化課程設計

拓展課程設計理念 專業(yè)拓展課程的設計應該從與本專業(yè)處于同一大類的相近專業(yè)入手，這樣能夠為拓寬學生的就業(yè)途徑打下基礎。專業(yè)拓展課程的內(nèi)容應包括相近專業(yè)所從事工作的主要任務，課程的實施從完成典型工作任務著手，以“教、學、練、做”一體化的形式來進行?！读鞒坦I(yè)工程控制》為電氣自動化技術專業(yè)的專業(yè)拓展課程，該課程的設計從與本專業(yè)處于同一大類的生產(chǎn)過程自動化技術專業(yè)入手，其設計理念是：以流程工業(yè)工程控制崗位能力培養(yǎng)為重點，突出教學過程的職業(yè)性、開放性和實踐性；基于工程控制的工作流程設計教學項目；依據(jù)項目教學環(huán)節(jié)的特點，設計教學方法和手段。

《流程工業(yè)工程控制》課程的設計思路 本課程的設計思路是：工作流程→教學項目→教學任務。即按照實際工程控制實施的流程，設計教學項目；依據(jù)完成項目的具體情況，將教學項目分解為學習型工作任務；針對工程控制的核心技能設計教學活動。

本課程組中有豐富工程控制實踐經(jīng)驗的企業(yè)教師，是基于工作過程的課程開發(fā)與設計的主力。在整個團隊的共同努力下，歸納出了《流程工業(yè)工程控制》主要針對的崗位有：工程控制系統(tǒng)設計工程師助理、系統(tǒng)安裝調(diào)試工、系統(tǒng)維護技術員等，這些工作崗位所要求的崗位能力為過程參數(shù)檢測控制儀表的選型能力、工程控制系統(tǒng)的硬件配置能力、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力、系統(tǒng)維護與初步組態(tài)能力等。依據(jù)崗位能力要求，設計了6個課程學習項目，并將6個項目的實施分為25個任務來完成。整個教學活動以項目為導向，在任務驅(qū)動下進行。

課程內(nèi)容設計 以企業(yè)專家為主歸納出流程工業(yè)工程控制的工作流程如下：熟悉生產(chǎn)工藝→研究工程控制要求→確定總體控制方案→選擇現(xiàn)場檢測控制儀表→確定各控制系統(tǒng)方案→配置過程控制系統(tǒng)的硬件→進行工程組態(tài)→對控制系統(tǒng)進行仿真調(diào)試→控制工程系統(tǒng)安裝、調(diào)試與投運→進行系統(tǒng)維護。根據(jù)該工作流程確定了該課程的教學項目和每個項目所要完成的工作任務，就是課程的教學內(nèi)容，具體如下：

教學項目一：儀表選型，包括溫度儀表的選型、壓力儀表的選型、流量儀表的選型、物位儀表的選型、分析儀表的選型和執(zhí)行器的選型6個任務。經(jīng)過項目一的學習與訓練，學生能夠系統(tǒng)地掌握檢測、控制儀表的知識和儀表選型技能，并在訓練中完成一個實際工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場設備確定工作。

教學項目二：控制系統(tǒng)方案的確定。該項目要完成控制工程的識圖與簡單控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、串級控制系統(tǒng)、前饋-反饋控制系統(tǒng)等工業(yè)中常見控制系統(tǒng)的方案確定4個任務。在完成任務過程中，系統(tǒng)掌握常見控制系統(tǒng)的構(gòu)成、原理及適用場合等知識。

教學項目三：過程控制系統(tǒng)硬件配置。在認識控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的基礎上，配置現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站及服務器，確定網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及設備。

教學項目四：控制系統(tǒng)軟件組態(tài)。有建立數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)設備和I/O設備的組態(tài)、控制方案的組態(tài)和工程畫面的組態(tài)4個任務。

教學項目五：工程安裝，分儀表安裝、電纜敷設和DCS系統(tǒng)的安裝3個任務。一個控制工程安裝完畢后，就要進行系統(tǒng)的調(diào)試與投運，這也是我們的課程內(nèi)容項目六。

教學項目六：分系統(tǒng)的調(diào)試、投運與維護3個學習性工作任務，課程內(nèi)容中6個項目下總共有25個任務。

教學方法設計 （1）任務驅(qū)動法。由于課程內(nèi)容就是25個實際工程控制任務，所以教學實施是在具體任務驅(qū)動下進行的。整個教學活動就是為了完成控制任務而學習相關的知識，訓練相關的技能，動手完成任務的過程，因此本門課程的主要教學方法是任務驅(qū)動法。這種任務驅(qū)動的自主性學習與訓練，調(diào)動了學生的學習興趣，提高了教學質(zhì)量。同時，由于項目的選擇來源于工作實際，學生分析與處理實際問題的能力明顯增強。（2）工程軟件仿真法。該課程的教室設在實訓室，實訓室的電腦裝有和利時公司的MACS_V軟件、北京亞控公司的組態(tài)王軟件和西門子公司的STEP7與WINCC軟件，學生可以選擇一種自己熟悉的軟件進行實際控制工程的組態(tài)，組態(tài)完成后進行仿真調(diào)試，來檢驗自己所做項目的溫壓補償、流量累積、連鎖邏輯、PID控制、順序控制等控制方案是否正確。（3）小組合作學習法。本課程的培養(yǎng)目標是培養(yǎng)學生在流程工業(yè)工程控制方面對自動化儀表和流程工業(yè)控制系統(tǒng)的選型、安裝、調(diào)試及維護等方面的基本工作能力與職業(yè)素質(zhì)，實際項目的實施往往需要多個工種協(xié)同完成。為此，采用4人一小組合作學習，培養(yǎng)學生的合作、溝通、服從等職業(yè)素質(zhì)。每次實訓小組進行分工，各司其職，通過相互探討、共同合作完成教學任務。而在下一個實訓項目時則重新分工、互換角色，通過這樣的合作學習，使學生體驗團隊合作的責任分工、互助、有效溝通和相互信任。例如，在進行任務一溫度儀表的選型學習時，先將學生分組，發(fā)給每組學生實際工程一個工段的溫度儀表選型條件表，在學生明白本單元教學任務后，講解工業(yè)生產(chǎn)中常見溫度儀表的類型、簡單檢測原理、選型應考慮的幾個方面和使用注意事項等，然后，告訴學生相關選型網(wǎng)站或發(fā)放選型樣本和儀表訂貨清單樣表。讓各組學生分頭進行信息的收集、溫度儀表的選擇、訂貨清單的制作等工作，最后對照設計院的訂貨清單，對每組提交的各工段的溫度儀表訂貨清單進行互評和點評，作為學生平時考核成績。（4）企業(yè)實境教學法。項目五——工程安裝和項目六——調(diào)試與投運的教學安排在實習基地的工業(yè)現(xiàn)場進行，全面實施“工學結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，在真實的企業(yè)環(huán)境中培養(yǎng)學生的專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)。同時我們的專職教師也在企業(yè)的真實環(huán)境中得到了鍛煉。（5）“教、學、練、做”一體化。項目一至項目四的教學活動在實訓室分段集中強化訓練，采用邊講邊練、邊學邊做的方式進行。以一個中小型實際控制工程的開發(fā)與實施為貫穿性訓練項目，使學生在學習知識、掌握技能的基礎上，在教師的指導下自主完成任務，做到“教、學、練、做”一體化。

滿足“教、學、練、做”一體化的實訓室布置

本課程的教室設在實訓室，而流程工業(yè)工程控制技能培訓及鑒定實訓室本身就是一個工業(yè)控制局域網(wǎng)。在本實訓室中，教師機就是過程控制系統(tǒng)（PCS Process Control System）的工程師站，學生機就是操作員站，電加熱鍋爐與三水箱對象模擬工業(yè)現(xiàn)場設備，控制臺模擬過程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站，并配置有工業(yè)級的主控單元?？刂菩盘柕牧飨驗椋含F(xiàn)場檢測變送儀表→控制站的輸入模塊→主控單元→控制站的輸出模塊→現(xiàn)場執(zhí)行器。教室中的所有計算機都處于這個工業(yè)控制局域網(wǎng)中，每臺學生機——操作員站都可以通過教師機——工程師站兼服務器對控制對象實現(xiàn)監(jiān)測與控制。

本課程的實訓室還裝有投影儀、屏幕、擴音設備、教師控制臺等，在進行工控項目訓練的同時，完全可以作為多媒體教室使用，是“教、學、練、做”一體化教學的硬件保障。

教學文本與活頁講義的編寫

在課程改革的過程中，對于專業(yè)核心技能課程和專業(yè)拓展課程，這些基于工作過程的項目化課程按新的課程特點編寫了7份教學文本，這7份教學文本是：課程標準、課程單元教學設計、課程考核實施方案、第一次課、教學活動整體實施計劃、學習指南和學生工作任務書。教學文本的編寫使課程在實施之前就明了本門課程的定位、課程的實施措施和考核方式，這門課程以及每堂課所要達到的能力、知識和素質(zhì)目標；每次課的教學組織形式、具體任務和要提交的成果等，完備的教學文本是項目化課程順利實施的必要條件。

這些全新的項目化課程，暫時沒有合適的教材可用，針對每門項目化課程我們編寫了課程教學實施活頁講義，這些活頁講義除了像傳統(tǒng)教材有知識、案例、習題等內(nèi)容外，還對每次課的任務、每個環(huán)節(jié)的教學組織和評價進行了描述。活頁教材的特色在于，如果在教學實施中發(fā)現(xiàn)問題或有新興技術出現(xiàn)，可以及時改變和增加講義內(nèi)容，使教學也能與時俱進。

項目化課程的教學實施及存在問題

學期教學計劃 我院的電氣自動化技術專業(yè)有四個小班。大三第一學期開設的都是項目化的專業(yè)核心技能課程和專業(yè)拓展課程，這些基于工作過程的項目化課程實行小班上課，分段集中強化訓練。例如，電氣1班的學生9月份集中一個月的時間上《流程工業(yè)工程控制》課程，其他3個班這個月上其他課，到10月份再換其他班上這門課。這樣的教學計劃有利于某項技能的連貫性訓練，但在實施過程中對教師有比較高的要求。

師資配置 由于項目化課程實行的是“教、學、練、做”一體化的教學方式，在“練、做”環(huán)節(jié)需要多名教師進行指導，所以一般情況下每門項課程我們配備3名教師，而且每位教師都要求具有比較深厚的理論基礎和比較豐富的企業(yè)實踐經(jīng)驗，不但能夠告訴學生如何做，而且能夠與實際工程控制相結(jié)合向?qū)W生說明為什么這么做。

存在問題及解決辦法 （1）課程內(nèi)容偏多。由于專業(yè)拓展課程將本專業(yè)擴展到了處于同一大類的相近專業(yè)，其內(nèi)容包括了相近專業(yè)所從事工作的主要任務，這就造成了課程內(nèi)容偏多的問題。我們解決這一問題的辦法是，從信息化工廠的核心層——過程控制系統(tǒng)（PCS Process Control System）層入手來組織教學內(nèi)容，這一層也正好是過程控制必不可少的關鍵部分。（2）與部分學生的頂崗實習沖突。專業(yè)拓展課程開設在第五學期，第六學期安排的是頂崗實習，但由于在第五學期和企業(yè)簽了就業(yè)協(xié)議的學生會提前到企業(yè)去頂崗，使得這部分學生完不成專業(yè)拓展課的學習。好在專業(yè)拓展課是項目化課程，雖然所有的項目做完才能完成整個工程控制工作，但是每個項目都是相對獨立的一部分工作，這樣學生在去工廠前可以完成一個或幾個項目的學習。另外，部分學生的提前頂崗使得沒有簽就業(yè)協(xié)議的學生不安心學習也是一個問題。還有部分專升本的學生忙于準備升本考試，心思不能完全放在課堂的問題，都有待找到對策去解決。

結(jié)語

作為電氣自動化技術專業(yè)的專業(yè)拓展課程，《流程工業(yè)工程控制》再現(xiàn)實際工作流程的課程設計、模擬實際工作任務的內(nèi)容安排、貫穿性的工程控制任務訓練、“教、學、練、做”一體化的教學模式，諸多方面的改革與創(chuàng)新，形成了該課程的特色，為高職同類課程建設起到了一定的示范作用。

本課程能夠從培養(yǎng)流程工業(yè)控制系統(tǒng)設計、安裝、調(diào)試與維護人員出發(fā)，將本專業(yè)向過程控制自動化專業(yè)拓展，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，與行業(yè)企業(yè)合作進行基于工作過程的課程開發(fā)與設計，拓展了學生的專業(yè)技能，拓寬了學生的就業(yè)口徑，為學生順利走向工作崗位打下了基礎。

[1]劉玉賓，胡健.高職電氣自動化技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案構(gòu)建與實施[J].中國成人教育，2009，(9).

[2]武平麗，楊箏，等.流程工業(yè)工程控制教學文本[OL].[2010-01-07].黃河水利職業(yè)技術學院 國家示范性高等職業(yè)院校建設驗收材料專題網(wǎng)站.http:// gjyanshou.yrcti.edu.cn/zdh/11jxwb.swf.

[3]武平麗,高國光，等.流程工業(yè)工程控制[M].北京:化學工業(yè)出版社，2008.

武平麗（1967—），女，河南盧氏人，黃河水利職業(yè)技術學院自動化工程系副教授、高級工程師，主要從事化工自動控制工程的設計、安裝、調(diào)試和維護，以及過程控制自動化的教學與科研。

（本文責任編輯：尚傳梅）

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1672-5727（2010）11-0112-03