高職院?！秷?zhí)行器檢修》課程改革探究

閔紅利

【摘 要】 “執(zhí)行器檢修”課程是通過生產過程自動化專業(yè)實踐專家研討會產生的一門新課程，是生自專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。主要是學習和執(zhí)行器有關的安裝、選型、接線、調試、維護等方面的內容。文章主要探討“執(zhí)行器檢修”課程的教學改革方案，對課程采用理論實踐一體化教學，提高課程的教學質量，提升學生的綜合素質。

【關鍵詞】 執(zhí)行器；一體化；教學設計

【中圖分類號】G64.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）07-00-02

《執(zhí)行器檢修》課程是生產過程自動化專業(yè)的一門專業(yè)核心課程。是對應生產過程自動化專業(yè)實踐專家研討會分析所得的典型工作任務“執(zhí)行機構的安裝、調試、維護”而形成的一門課程。學生通過本課程的學習，主要能夠明確各種執(zhí)行器的工作原理；根據生產工藝流程和參數要求，選擇合適的執(zhí)行器型號；根據工藝系統(tǒng)繪制執(zhí)行器接線圖，并能按圖接線；借助各種執(zhí)行器的說明書及熱工相關規(guī)程規(guī)范，對執(zhí)行器進行單體調試和系統(tǒng)調試；能夠對執(zhí)行器進行常規(guī)檢修和維護等。

一、課程改革目標

（一）課程內容改革目標

該課程的前身為《過程控制儀表》，主要學習電廠中常用的各種類型的控制設備：變送器、執(zhí)行器和調節(jié)器等。關于壓力變送器、溫度變送器的相關知識在《熱工測量儀表》課程中進行學習。隨著現場設備的不斷發(fā)展，調節(jié)器越來越智能化、高端化。早期的模擬型調節(jié)器已經基本被淘汰，現在常用的調節(jié)器有PLC、DCS這兩種類型，主要安排在生自專業(yè)的《集散控制系統(tǒng)組態(tài)與調試》和《PLC保護系統(tǒng)及優(yōu)化》中來進行詳細學習。原來《過程控制儀表》課程中關于電廠自動化設備部分主要剩余執(zhí)行器、變頻器和各種閥門。因此，本課程教學改革的第一個重要目標就是關于課程內容的選取和組合。

（二）授課方式改革目標

在課程未實施教學改革之前，由于實驗設備、教學資源的短缺，學生主要是學習一些設備的原理、作用、性能等理論知識。而對設備的實踐操作學習較少。學習完這門課程以后，即使知道了執(zhí)行器的具體原理，但走上工作崗位以后，仍然不會使用這些設備，造成設備出現故障無法維護，很明顯是學非所用。因此，本課程教學改革的另外一個重要目標，就是要更偏重實操，更注重實用，在授課過程中采用理論和實踐相結合的一體化授課模式。

（三）師資配備改革目標

課程原先的授課教師主要是在校教師，這些教師雖然對理論知識比較熟悉，但是大多沒有現場工作經驗，甚至沒有機會接觸現場比較先進的、智能化的、高端的設備，對于設備在使用中容易出現的故障，以及如何解決故障問題缺乏經驗。這樣，即使實驗室配備了先進的實驗設備，授課的效果也會因為教師經驗問題而大打折扣。因此，這門課程的授課今后主要采用在校教師和現場工程師相結合的師資力量。從現場聘請有經驗的工程師，主要側重講解實踐知識，在校教師側重理論知識和課堂的組織，這樣就會獲得得較高的教學質量和效果。

二、實驗室建設

《執(zhí)行器檢修》課程需要采用理論實踐一體化的授課方式，課程所需要的實踐工作場所必不可少。

課程建設小組摒棄已有的、陳舊的、現場已經被淘汰的實驗設備，通過深入周邊的發(fā)電企業(yè)、電建企業(yè)。了解近年來，在企業(yè)中被廣泛使用的電動執(zhí)行器、氣動執(zhí)行器、液動執(zhí)行器的品牌、效果、價位、使用場所等等；用人單位對學生在執(zhí)行器方面都有哪些需求，需要了解到哪些基本知識，具有哪些基本技能，從而確定采購實驗設備的方向。

在現場中，執(zhí)行器一般都是安裝在管道上用來控制管道介質的流量，它和變送器、控制器可以形成一個閉環(huán)系統(tǒng)。執(zhí)行器必須安裝在某個管道上、才能對設備進行基本的操作、調試、維護。因此，實驗設備是構成一個工作平臺——執(zhí)行器管道系統(tǒng)。（見下圖1）

執(zhí)行器管道系統(tǒng)由8個支路組成，每一支路上裝有執(zhí)行器、變送器、調節(jié)閥、電磁流量計、手閥。其中前四個支路裝有SIPOS電動執(zhí)行器，另外四個支路裝有FISHER氣動執(zhí)行器，并配備相應的西門子電氣閥門定位器。另外在電動和氣動執(zhí)行器支路上各有兩路裝有開關型電動閥門。同時，在控制柜內還安裝有四臺西門子變頻器，主要對四個支路上的泵的轉速進行調節(jié)。所有支路的手動操作和電源開關安裝在控制柜內。執(zhí)行器管道系統(tǒng)還可以遠程和過程控制實驗室的DCS控制連接起來，傳遞檢測信號給DCS，DCS處理以后，傳遞控制信號給執(zhí)行器進行動作。這樣的設計和發(fā)電企業(yè)的實際情況完全相同。

三、課程內容的總體設計

課程以學習目標為核心，按照學習內容要求和現有實驗室儀器、設備、工具等條件，對課程教學進行了總體設計。根據執(zhí)行器的類型和相互的銜接關系，將教學內容設計為4個學習情境，共12個學習工作任務。

學習情境1中主要是學習執(zhí)行器的基本知識：概念、類型、功能、管道系統(tǒng)設計的原理、包含的設備、控制柜內的各個元件作用。在電廠中，電動執(zhí)行器的使用占到70%。學習情境2主要針對電動執(zhí)行器的安裝、接線、檢修、調試等內容的學習。學習情境3主要是氣動、液動執(zhí)行器的接線、調試、檢修和維護。任務4.1中學習調節(jié)閥的類型、參數、選型、流量特性等概念。任務4.2學習變頻器的工作原理、接線、參數設置等內容。

四、創(chuàng)新特色

（一）校企合作開發(fā)

課程小組首先赴陜西境內發(fā)電廠和電建企業(yè)現場調研，收集到相關的建議和意見，合理安排組織課程的內容和形式。同時，課程開發(fā)過程中，邀請了電廠的自動化工程師參與了課程開發(fā)，實現了真正意義上的校企合作。

（二）校內教師和現場工程師的聯合授課

課程中有些檢修、調試的內容和現場的工作實際情況完全一致，校內的授課教師缺乏這方面的經驗，因此我們?yōu)榱巳〉酶玫氖谡n效果，組成了校內教師和現場工程師聯合授課。各自取長補短，提高效率。

（三）工作任務設計和現場完全一致

參照典型工作任務“執(zhí)行機構的安裝、調試、維護”，課程總共安排了4個學習情境，12個工作任務，工作任務的設計和現場實際工作中的內容完全一致，實現了企業(yè)和學校的零距離接軌。

（四）授課過程中，各小組工作任務的交叉學習

由于實驗室設備資源的相對短缺，目前電動執(zhí)行器和氣動執(zhí)行器各有四臺，而根據一個班級的人數，最少也要分成8個小組。如果大家都進行一個任務的學習，只能有四組學生有實驗設備，其他四組的學生將無法進行學習，因此，我們采用交叉學習的方法，前四組在學習電動的過程中，后四組就可以學習氣動執(zhí)行器的內容。這樣既節(jié)省了設備，又節(jié)約了時間。而且前面學習的學生還可以給后面學習的學生做指導，共同提高。

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