獨立學(xué)院《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)》教學(xué)探索

摘要：隨著智能技術(shù)的發(fā)展，電氣行業(yè)的智能化也步入正軌，需要的智能控制方面的人才越來越多。而工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)這門應(yīng)用型課程對應(yīng)用性人才的培養(yǎng)就十分重要。本文結(jié)合結(jié)合獨立學(xué)院學(xué)生特點，結(jié)合以往教學(xué)經(jīng)驗，對該課程教學(xué)內(nèi)容、方法、模式及課后拓展幾個方面進(jìn)行探索并用于實際教學(xué)中。

工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)是一門涵蓋集散控制系統(tǒng)、控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)兩大部分的課程，可以解決工業(yè)現(xiàn)場的智能化儀表、控制器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場設(shè)備間的數(shù)字通信問題和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)構(gòu)建等問題，屬于過程控制、自動化儀表、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等三大技術(shù)發(fā)展交匯部分，因此在電氣控制及智能化方面得到十分廣泛的應(yīng)用。各大高校的電氣智能控制方面為了迎合社會人才需求，培養(yǎng)對口的技術(shù)人才，皆開設(shè)了《工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)》此類課程，目的在于提高學(xué)生利用現(xiàn)場總線、PLC設(shè)備、DCS系統(tǒng)解決實際系統(tǒng)及控制問題。由于該類課程存在面廣點多的特點，在教學(xué)過程中存在一些問題。

一、教學(xué)現(xiàn)狀

1、教學(xué)內(nèi)容多與實際課時少的矛盾。通過大量調(diào)研發(fā)現(xiàn)，雖然高校重視學(xué)生的動手實踐能力，但不少高校此類課程的課時量只有32學(xué)時，有的甚至將實驗課時包含在內(nèi)。在如此短的時間內(nèi)，學(xué)生僅僅只能了解其框架或一些基本概念，對如何使用及利用相關(guān)知識解決實際問題只能一知半解，無法達(dá)到有效提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的要求。

2、教學(xué)方法單一。經(jīng)過調(diào)研，大多數(shù)高校對此類課程的教學(xué)比較單一，主要采用的是傳統(tǒng)的教學(xué)方法和多媒體教學(xué)，很難再短時間內(nèi)幫助同學(xué)建立工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)這一龐大系統(tǒng)的實質(zhì)，學(xué)生往往只能停留于表面，走馬觀花的了解一番。

3、教學(xué)材料滯后。由于這項技術(shù)正處于蓬勃發(fā)展的階段，一些具有重大革新的技術(shù)，也不斷地應(yīng)用于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中，這樣使得現(xiàn)有的教材內(nèi)容與新技術(shù)的發(fā)展相對滯后，而且電氣工程及智能控制專業(yè)作為新興專業(yè)，與之匹配的工業(yè)控制方面教材鳳毛鱗角，這給傳統(tǒng)教學(xué)帶來難度。

4、實驗環(huán)節(jié)薄弱。由于大部分院校對工業(yè)控制類課程分配的學(xué)時少，但課程內(nèi)容較多，在完成正常教學(xué)內(nèi)容的前提下，實驗的教學(xué)內(nèi)容安排就自然少了，有的院校由于自身條件的限制，根本沒有設(shè)實驗環(huán)節(jié)，或者就是教師在課堂演示，學(xué)生觀看為主。學(xué)生缺少動手技術(shù)，很難激發(fā)他們動手能力的培養(yǎng)，更別談創(chuàng)新能力和工程思維能力的培養(yǎng)。而電氣工程及職能控制的宗旨是培養(yǎng)一批具有工程思維、動手實踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型人才。上述存在的問題顯然制約了人才的培養(yǎng)，與我們所設(shè)想的工程能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方向是背道而馳的。隨著電氣行業(yè)的智能化方向發(fā)展，應(yīng)用型和技術(shù)人才嚴(yán)重匱乏的情況下，如何有效培養(yǎng)社會需求的智能控制方面的人才就十分重要了。

二、教學(xué)改革具體內(nèi)容

針對上述幾方面的問題，我校在院領(lǐng)導(dǎo)及教研室組織下，對如何提高學(xué)生動手、創(chuàng)新能力方面進(jìn)行教學(xué)研究和探討，具體方案如下：

1、教學(xué)思路的轉(zhuǎn)變。在獨立院校開設(shè)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)類課程，目的在于培養(yǎng)和強(qiáng)化學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。因此在開課之前，首先要引入電氣行業(yè)的控制系統(tǒng)，讓學(xué)生對未來要接觸的領(lǐng)域要有一個總體的了解。在課程進(jìn)行時，盡量讓學(xué)生接觸現(xiàn)場或通過企業(yè)引入實際課題對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，以改善教學(xué)質(zhì)量，也幫助學(xué)生從根本上理解工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)。課后組織去電廠、配電站或變電站進(jìn)行參觀，實習(xí)，進(jìn)一步加深工程背景的理解。此外，可以和相關(guān)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)方面的設(shè)備供應(yīng)商保持較好的聯(lián)系，為后期學(xué)生在校內(nèi)實習(xí)創(chuàng)造條件。

2、教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整。工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)類課程應(yīng)用的領(lǐng)域很廣泛，要面面俱到不現(xiàn)實。那么如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的專業(yè)學(xué)習(xí)，掌握與電氣類相關(guān)的控制技術(shù)。在教學(xué)內(nèi)容上要精簡并深入，而且在教學(xué)課時方面應(yīng)有所提高，可以提高到48學(xué)時以上，選用工程背景較強(qiáng)的教材，如我校結(jié)合社會需求選取的以歐姆龍PLC為主導(dǎo)的工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)方面書籍，一方面與社會接軌，另一方面可以有針對性地引入一些經(jīng)典案例作為教學(xué)案例，并在實驗室內(nèi)搭建課程實例。在教學(xué)內(nèi)容中主要側(cè)重網(wǎng)絡(luò)基本知識、DeviceNet傳輸協(xié)議、CAN總線節(jié)點構(gòu)造三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)作為講解重點，穿插歐姆龍PLC的編程原理介紹。學(xué)生在學(xué)習(xí)總線知識的同時，將一些基本的編程工具掌握嫻熟，為后期整個系統(tǒng)控制做準(zhǔn)備。此外，在實驗室搭建以歐姆龍PLC 實驗箱作為節(jié)點，幫助學(xué)生在理論學(xué)習(xí)過程中熟悉控制環(huán)境，形成對整個系統(tǒng)的感性認(rèn)識。

3、教學(xué)模式的改革。教學(xué)模式的改革是整個教學(xué)改革中的重點。在以往的教學(xué)過程中，多重視課堂教學(xué)，通常課堂教學(xué)比例占70%。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在最初接觸課程是興趣較濃厚，課堂效果較好，可隨著理論教學(xué)的深入，學(xué)生對一些理論無法形成比較直觀的理解，隨而對此失去興趣，課堂教學(xué)顯得枯燥，學(xué)生的參與度較低。在此次改革模式中，我們加大了實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的比重，在理論教學(xué)和實驗教學(xué)中相互穿插，基本上可以在一個理論點介紹完了之后，引導(dǎo)學(xué)生在實驗室搭建平臺，利用所學(xué)的知識實現(xiàn)一些控制，如變頻器控制、直流電機(jī)控制、旋轉(zhuǎn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)等。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中能體會學(xué)有所用，更加激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情和積極性。

4、師資隊伍的提高。課堂教學(xué)的主體除了學(xué)生之外，另一主體是教師，師資水平的高低直接影響教學(xué)質(zhì)量。為了使教師具備更加完整的知識體系，學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)組織教師去相關(guān)設(shè)備企業(yè)進(jìn)行培訓(xùn)，并且多次邀請歐姆龍企業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行現(xiàn)場教學(xué)，幫助教師在技術(shù)方面成長，同時定期地邀請知名教授傳授教學(xué)技巧和方法，在院系內(nèi)部實行老教授指導(dǎo)新教師的方式，幫助青年教師快速成長。切實從根本上提高授課質(zhì)量，改善教學(xué)水平。

5、課外教學(xué)延伸。在教學(xué)過程中，課堂教學(xué)是重點，但課外教學(xué)也是十分重要的。我們可以把課外教學(xué)看成課堂教學(xué)的延伸，也是學(xué)生學(xué)習(xí)水平提高的重要環(huán)節(jié)。在環(huán)節(jié)包含工業(yè)控制創(chuàng)新實驗和課程設(shè)計。在創(chuàng)新實驗和課程設(shè)計中，強(qiáng)調(diào)的是如何將已學(xué)知識和電氣方面緊密結(jié)合，如何利用現(xiàn)有的實驗設(shè)備搭建平臺，如何用更為精簡的指令實現(xiàn)控制，充分的利用項目教學(xué)法來引導(dǎo)學(xué)生動手，進(jìn)而培養(yǎng)他們的動手和創(chuàng)新能力。比如在我們創(chuàng)新實驗里，可以搭建飼服控制平臺，學(xué)生可以在所定項目上進(jìn)行設(shè)計和驗證，加深對綜合、復(fù)雜、遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的深入理解。而項目教學(xué)法是以學(xué)生為主導(dǎo)，重點培養(yǎng)其綜合能力的過程。具體方法：把整個學(xué)習(xí)過程分解成為一個個具體的項目或時間，設(shè)計出一個個項目的教學(xué)方案，在教師的引導(dǎo)下，通過對項目進(jìn)行分解與示范，讓學(xué)生分組圍繞各自的項目進(jìn)行討論，寫作學(xué)生和實際操作訓(xùn)練，最后以共同完成項目的情況來評價學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目的。這種教學(xué)方法非常適合于工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)這類應(yīng)用型課程的課后延伸環(huán)節(jié)。

三、結(jié)束語

從教學(xué)思路、內(nèi)容、方式方法和實驗、課后等方面做一系列嘗試。通過教學(xué)改革，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，為他們成為合格的應(yīng)用性人才作準(zhǔn)備。同時要求學(xué)校完善辦學(xué)環(huán)境，切實提高學(xué)生的就業(yè)競爭了，和教師的教學(xué)水平，這是一個長期、艱巨的工作，仍需在后期教學(xué)實踐中進(jìn)一步落實。

作者簡介：陳曉霞（1980--），武漢晴川學(xué)院電氣工程學(xué)院 講師，主攻工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)方面。endprint