過程控制課程教學實踐與改革探析

禹翼

摘要：過程控制課程是現(xiàn)代教育過程中自動化專業(yè)的課程組成之一。隨著當前計算機技術(shù)和相關(guān)智能水平的提升，這項課程的應用也在逐漸完善。但是經(jīng)過筆者的實際研究發(fā)現(xiàn)，這項課程在開展過程中仍然存在一些細節(jié)上的問題，如果不將這些問題進行解決，那么就將對這項課程的開展起到十分不利的影響。針對這種情況，該文就將對《過程控制》課程的教學實踐展開研究，進一步研究教學中存在的問題，提出了過程控制的改革思想與措施，從而更好的提升課程教學質(zhì)量，以期收獲更好的教學效果。

關(guān)鍵詞：過程控制；教學實踐；改革

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）25-0121-02

過程控制是對理論在實際應用過程中對再創(chuàng)造過程進行控制的一項過程。這項工作的開展需要將工業(yè)作為背景條件，從而以控制理論為主要工作基礎進行發(fā)展。在對過程控制進行理解和掌握的過程中，本質(zhì)上仍然屬于數(shù)學學科的自動控制理論，因此對這門學科做到學以致用也將起到十分重要的作用。但是當前在實際教學過程中經(jīng)常會出現(xiàn)自動控制專業(yè)學生在畢業(yè)時，不太清楚這項工作怎樣進行和實現(xiàn)[1]。出現(xiàn)這種情況的原因就是因為當前學生對于控制工程的了解不夠全面，甚至對控制知識的掌握停留在原理上，這樣才能全面認識到自身知識的不完善性。針對這種情況，本文就將對過程控制課程的教學實踐和改革展開進一步研究，希望對這項教學工作的開展能起到更大的幫助作用。

1 過程控制的硬件平臺構(gòu)建

在一個控制硬件系統(tǒng)開展中，可以利用不同的控制方式。將幾個典型的控制系統(tǒng)作為工作軸線，利用組織過程控制的課程內(nèi)容，將傳感器和控制器等所學知識融入到系統(tǒng)設計工作中，這也將對學生系統(tǒng)設計控制能力的培養(yǎng)起到十分重要的幫助。所謂的過程控制指的就是以表征生產(chǎn)過程的參量為被控制量，從而確保其更接近給定值或保持在給定范圍內(nèi)的自動控制系統(tǒng)。這里“過程”是指在生產(chǎn)裝置或設備中進行的物質(zhì)和能量的相互作用和轉(zhuǎn)換過程[2]。表征過程的主要參量有溫度、壓力、流量、液位、成分、濃度等。通過對過程參量的控制和管理，能夠確保生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的產(chǎn)量增加、質(zhì)量提高和能耗減少。一般的過程控制系統(tǒng)通常采用反饋控制的形式，這是過程控制的主要方式。但是在學生的學習過程中卻很難對其進行掌握和理解，這就需要廣大教師在教學過程中完善對平臺的構(gòu)建。

2 教學方法的改革實踐

通過實際研究和學習我們可以發(fā)現(xiàn)，過程控制知識本身十分抽象并且學生在理解起來也存在很大的困難，那么針對知識點多雜和應用多變等問題，我們也在不斷進行實踐和研究，逐漸探索了一系列有效的教學方式。

2.1 引導式教學

在教學過程中，我們應該認識到“過程控制”是一門實踐性較強的學科，因此當前很多學生都會認為這門課程的內(nèi)容比較枯燥，在理解和分析過程中也存在很大的問題，尤其是過程控制策略相對抽象，所以很多學生對這門學科的學習興趣并不高，甚至會對這門課程的學習產(chǎn)生恐懼心理[3]。針對此種問題，教師在實際教學過程中就要相應的利用引導式教學對學生進行引導和幫助。也就是通過具體案例對學生進行引導，讓學生更為自然的對問題進行理解，從而尋找解決問題的方式。在這個過程中，通過形象的類比也將對學生直觀理解問題有著十分積極的影響，對于提升學生學習興趣將起到不可替代的作用。

2.2 系統(tǒng)性教學

“過程控制”課程中的知識點相對比較多，同時內(nèi)容也相對比較復雜，學生無論是在理解還是在記憶上都存在十分明顯的困難。在這個過程中，教師在可以采用典型的控制系統(tǒng)案例將知識點進行有效貫穿，從而更好地促進學生對課程知識點的掌握與理解。比如，教師在實際教學過程中以單回路控制系統(tǒng)為主要的線索，將全書的知識進行有效連接，在這種基礎上學生對于控制系統(tǒng)也將有著更加全面和系統(tǒng)性的認識，對于學生理解、記憶和掌握都將產(chǎn)生明顯的促進作用，對于學生充分利用所學知識也將起到積極的影響[4]。

2.3 靈活性教學

評價過程的控制系統(tǒng)是否能對生產(chǎn)需求進行滿足的判斷標準是過程控制系統(tǒng)的重要指標。對于某個過程參數(shù)來說，控制方案也并不是唯一性質(zhì)的，所以在實際教學過程中，教師就需要積極引導學生展開研究性學習，從而提出和探究不同控制方案的可行性，幫助學生培養(yǎng)出具體問題具體分析的思維模式和意識，從而對學生的工程實踐水平進行充分提升。

3 對教學方法進行改革和優(yōu)化的措施

3.1 對課程教學內(nèi)容進行調(diào)整

在實際教學過程中，教師應該本著厚基礎寬口徑的工作原則，對過程控制中的基礎過程控制部分進行重點講解，而對先進控制系統(tǒng)教學的課時需要進一步壓縮。之所以如此安排是因為在今后的教學過程中，會在研究生或是更高領域的學習中會有所涉及[5]。

教師對教學內(nèi)容和的課時安排上進行調(diào)整，在此環(huán)節(jié)中，過程動態(tài)教學模型占據(jù)了四個學時左右，而基本過程控制課程占據(jù)了三十個學時，其他環(huán)節(jié)也分別占據(jù)了六或八個學時。在這種教學方式和課程設計上，主要的目的就是為了對學生的視野進行開拓，進一步調(diào)動和激發(fā)學生的學習興趣。在某種程度上說，過程控制工程的學習就是對流體傳輸過程、傳熱過程和相關(guān)化學反應的介紹[6]。

3.2 對教學手段進行優(yōu)化

在實際教學過程中，教師要善于總結(jié)教學經(jīng)驗，積極創(chuàng)新教學思路，在這個過程中，“四位一體”的教學模式?！八奈弧敝傅氖菫檎n程教學服務的四種方式，即多媒體演示教學、項目驅(qū)動教學、專家講解式課堂教學和學生實踐教學。而所謂的一體指的就是過程控制這項整體教學過程。

任課教師在實際教學過程中可以相應的利用多媒體課件展開教學工作，這種方式也將在很大程度上提升教學質(zhì)量和效率。在教學方法上采用項目驅(qū)動方式展開教學，比如在對電容水箱控制小項目出發(fā)，講解單回路反饋控制系統(tǒng)的組成方式和各種作用等。在這個過程中，教師可以請專業(yè)的人員在課堂上對學生進行講解，通過這種方式讓學生更為深入和真實的感受這項工作的方式，從而對于其深入到一線工廠也將起到極大的促進作用[7]。endprint

3.3 對實踐教學進行強化

在某種程度上講，“過程控制”專業(yè)是一門實踐性很強的課程，在當前的社會發(fā)展過程中，過程控制系統(tǒng)也逐漸成為了企業(yè)得到發(fā)展的重要方式和技術(shù)手段。所以對于廣大學生來說，要想對“過程控制”進行理論性知識的學習，還需要適當結(jié)合大量的實踐性訓練。我們要想對這項教學工作進行全面落實，就需要采用以下手段對實驗教學進行相應探索。

1） 適當引進Matlab仿真實驗教學，也就是在實際學習過程中讓學生對工業(yè)的過程進行建模或是仿真工作的開展，從而更有效的提升學生對問題的研究和分析能力。

2） 在教學工作的開展過程中，購置相應的過程控制實驗裝備也是一項十分重要的工作，通過這種方式對的實驗教學教學進行落實。讓學生更有效的對被控對象進行分析，從而選擇不同的方式展開學習，在自己動手操作的情況下更有效的落實實驗工作，切實提升和完善學生動手能力和工程實踐能力[8]。

3） 在對實驗課時進行安排的過程中，教師要注重靈活分配的原則，實驗室要對學生進行開放，特別是在設備有限的情況下，學生也可以自己選擇時間對實驗進行完成，但是在這個過程中要求實驗室教師在工作中切實履行職責，制定相應的記錄制度，通過這種方式對學生的實驗任務進行監(jiān)督。

3.4 堅持科學研究和教學的結(jié)合，對學生實際解決問題的能力進行培養(yǎng)

在日常課堂教學工作的開展過程中，教師要注重對科研最新成果的吸收，從而更有效的對教學內(nèi)容進行充實和完善[9]。在這個過程中教師要給學生充分講述到專業(yè)的學術(shù)發(fā)展動態(tài)，讓學生更充分的了解到學科的最新成果和前沿知識，這樣才能更有效地擴展學生的眼界。比如在對學生講解“預測控制技術(shù)”的過程中，教師可以結(jié)合之前教學研究課題的經(jīng)驗和體會，重點介紹多變量理論的算法怎樣將其簡化為工程算法，或是嘗試研究怎樣讓其在計算機上進行開發(fā)，對于出現(xiàn)的問題應該怎樣解決等，都是當前學生在課本上很難學會的知識。

3.5 對課程考核體系進行改進

在實際教學過程中，為了良好對學生能力進行提升，教師可以相應的建立平時成績、實踐能力和理論知識考核方式。在這個過程中，平時成績所占的比例通常為百分之二十，在對學生平時成績進行考核的過程中，教師可以將學生的考勤和作業(yè)完成情況作為平時成績考核標準[10]。而對理論知識的考核過程中則需要采用閉卷考試的方式對學生進行考核，占據(jù)考試比例成績中的百分之六十。在對學生進行實踐考核的過程中，教師可以相應的制定符合學生實際發(fā)展的實驗項目設計，這對于學生綜合成績的評定夜間占據(jù)十分重要的位置。

在對學生進行教育和指導的過程中，教師要適當?shù)耐卣挂恍嶒灲虒W內(nèi)容，更好地對學生的基本技能進行訓練和完善。在實驗工作的過程中，學生也將更為準確地認識到自動控制系統(tǒng)的組成。

4 結(jié)束語

通過上文的研究和分析，確定過程控制是一門比較抽象的課程，同時此門課程需要學生掌握豐富的基礎知識，那么要想讓學生真正掌握課程中的學習內(nèi)容，教師在實際教學過程中就注重對學生基礎知識的教育和指導，從而讓學生對過程控制理論有著更為深刻的理解。過程控制課程是現(xiàn)代教育過程中自動化專業(yè)的課程組成之一。隨著當前計算機技術(shù)和相關(guān)智能水平的提升，這項課程的應用也在逐漸完善。但是經(jīng)過筆者的實際研究發(fā)現(xiàn)，這項課程在開展過程中仍然存在一些細節(jié)上的問題，如果不將這些問題進行解決，那么就將對這項課程的開展起到十分不利的影響。希望在本文研究下，能對廣大教學工作者提供更有效的幫助和教育指導意義。

參考文獻：

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[10] 賀乃寶， 高倩. 《智能控制技術(shù)》課程的教學研究與實踐[C]. 第二十二屆中國過程控制會議論文集. 2015， 26（2）.endprint