《過程控制系統(tǒng)》課程工程實踐教學(xué)項目設(shè)計

李小綿　楊燕　張琰

摘 要：“過程控制系統(tǒng)”工程實踐項目教學(xué)是針對應(yīng)用型自動化本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)置的實踐教學(xué)項目。在現(xiàn)有工業(yè)4.0實訓(xùn)基地的基礎(chǔ)上，以增強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用實踐能力，完成工程師基本訓(xùn)練為目標(biāo)，開發(fā)出真實工程實踐項目，在具有模擬工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，實現(xiàn)教、學(xué)、做相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的綜合應(yīng)用所學(xué)知識，解決實際工程問題的能力。

關(guān)鍵詞：工程實踐 項目教學(xué) 過程控制

中圖分類號：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）02（c）-0184-02

隨著新型技術(shù)的迅速發(fā)展，社會對專業(yè)人才要求不斷改變，以及學(xué)生學(xué)習(xí)途徑的增多，現(xiàn)有“過程控制系統(tǒng)”教學(xué)已不能滿足培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才的需求，我們在深入分析該課程的教學(xué)實際和系統(tǒng)總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，針對存在的問題提出了項目式教學(xué)思路，并經(jīng)過多年研究與實踐，取得了較好的效果。

實踐教學(xué)項目的具體目標(biāo)就是為工程教育創(chuàng)造出一個合理的、完整的、通用的、可概括的實踐教學(xué)環(huán)境。它以專業(yè)知識應(yīng)用能力的構(gòu)思、設(shè)計、實施、運(yùn)作的過程為載體，工程設(shè)計為導(dǎo)向，以項目訓(xùn)練為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、有機(jī)聯(lián)系課程之間關(guān)系的方式學(xué)習(xí)工程技術(shù)，增強(qiáng)實踐能力。

“過程控制系統(tǒng)”課程是自動化專業(yè)一門實踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，該課程要求“學(xué)”與“用”密切聯(lián)系，是學(xué)生多年學(xué)校理論學(xué)習(xí)與走上工作崗位的橋梁，因此該課程的教學(xué)重點就是對學(xué)生工程應(yīng)用實踐能力的培養(yǎng)。我校建立的省級重點實驗室——基于工業(yè)4.0實訓(xùn)基地，為該課程實踐教學(xué)提供了良好的教學(xué)平臺。

以學(xué)生為本，建設(shè)實驗實訓(xùn)教學(xué)中心，提供良好的實踐教學(xué)環(huán)境。實踐教學(xué)實施的硬件基礎(chǔ)是實驗實訓(xùn)設(shè)備，2015年以來自動化系對相關(guān)專業(yè)實驗室進(jìn)行整合，以人才培養(yǎng)的需求為出發(fā)點，從自動化專業(yè)培養(yǎng)方案的高度，合理整合現(xiàn)有實驗室和組建新的實驗室，與西門子公司聯(lián)合建立了工業(yè)4.0實訓(xùn)基地，該中心占地5000m2，設(shè)備儀器投資約1500萬，實驗設(shè)備生均達(dá)到1.28萬元。形成了新的滿足自動化專業(yè)人才培養(yǎng)學(xué)期的實驗教學(xué)中心，負(fù)責(zé)自動化專業(yè)“工程技術(shù)實踐”和“專業(yè)綜合實踐”以及全校電類、控制類課程的實驗教學(xué)。同時有效利用思源學(xué)院省級污水處理廠，學(xué)校供暖控制系統(tǒng)及學(xué)校恒壓供水系統(tǒng)作為綜合實踐項目。

1 課題描述及項目教學(xué)總體構(gòu)架

1.1 課題描述

“過程控制系統(tǒng)”工程實踐項目教學(xué)是針對應(yīng)用型自動化本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)置的實踐教學(xué)項目。在現(xiàn)有工業(yè)4.0實訓(xùn)基地的基礎(chǔ)上，以增強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用實踐能力，完成工程師基本訓(xùn)練為目標(biāo)，開發(fā)出以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為宗旨，以真實工程實踐項目——12項工程實踐項目為載體，每個實踐項目都通過實驗、分析、再設(shè)計開發(fā)、調(diào)試運(yùn)行等內(nèi)容融合為一體，在具有模擬工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，實現(xiàn)教、學(xué)、做相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的綜合應(yīng)用所學(xué)知識，解決實際工程問題的能力。

1.2 項目教學(xué)總體構(gòu)架

實踐項目載體的選擇和實施過程的設(shè)計是是順利開展工程實踐能力教學(xué)的重點，本課題的項目載體選用真實工業(yè)環(huán)境為背景——工業(yè)4.0實訓(xùn)基地，以完成工程師基本能力的訓(xùn)練為總目標(biāo)，培訓(xùn)學(xué)生工程基礎(chǔ)能力、個人能力、人際團(tuán)隊能力、工程系統(tǒng)能力。整個教學(xué)內(nèi)容采用以工作過程為導(dǎo)向，設(shè)計若干個子項目，將專業(yè)知識內(nèi)容模塊化、任務(wù)化，以任務(wù)為載體，將自動化專業(yè)涉及的課程的知識融合起來。改變過去在“黑板上種田”的單一教學(xué)方式。使學(xué)生在一種真實的環(huán)境中按照企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行培養(yǎng)，以任務(wù)驅(qū)動方式展開教學(xué)，將“說、學(xué)、做”統(tǒng)一起來，使學(xué)生在項目完成過程中，強(qiáng)化對知識的理解，學(xué)會對知識的應(yīng)用，讓學(xué)生能夠扎實掌握從事工程技術(shù)常規(guī)工作所需要的基本理論、基本技能，能適應(yīng)現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析和設(shè)計的需要，培養(yǎng)學(xué)生對自動化工廠的設(shè)計能力、創(chuàng)新能力、工程應(yīng)用能力

2 課題目標(biāo)設(shè)計

總體目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有過程控制系統(tǒng)的設(shè)計能力、強(qiáng)化創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。

能力目標(biāo)：（1）常用自動化儀表的使用、調(diào)試、維修、安裝能力；（2）設(shè)計繪制控制流程圖的能力；（3）自動化系統(tǒng)工程的設(shè)計、投運(yùn)、調(diào)試等實施能力。

知識目標(biāo)：（1）熟練掌握控制流程圖的識圖；（2）熟練掌握自動化儀表的基本知識及其選型方法；（3）掌握自動化系統(tǒng)工程的設(shè)計、投運(yùn)、調(diào)試方法；（4）熟練掌握典型控制系統(tǒng)的設(shè)計方法；（5）熟練掌握控制參數(shù)的整定方法；（6）熟練掌握控制系統(tǒng)相關(guān)軟件使用；

素質(zhì)目標(biāo)：（1）良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣；（2）熟練的職業(yè)技能、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識；（3）良好的語言文學(xué)表達(dá)能力、溝通能力、團(tuán)隊協(xié)作精神；（4）安全規(guī)范操作意識；（5）嚴(yán)謹(jǐn)踏實的工作作風(fēng)。

3 構(gòu)建工程實踐教學(xué)項目

3.1 實踐項目的選用標(biāo)準(zhǔn)

實踐項目教學(xué)法整個教學(xué)模式是以工業(yè)4.0實踐基地實踐項目為中心，圍繞達(dá)成實踐項目的完成來組織教學(xué)過程。因此實施實踐項目教學(xué)的關(guān)鍵是設(shè)計恰當(dāng)?shù)膶嵺`項目，實踐項目的選用應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

（1）學(xué)生的實際水平，恰當(dāng)?shù)捻椖恳趯W(xué)生的實際能力之內(nèi)，同時也是學(xué)生樂意去做的項目。

（2）應(yīng)緊扣教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)，要以大綱為指引，力求使大綱中的知識點融合到各個項目中去。

（3）項目應(yīng)有一定的使用價值。

（4）學(xué)生可以在一定的時間范圍內(nèi)自行組織，安排自己的學(xué)習(xí)行為。

（5）有明確而具體的成果展示，學(xué)生能自己克服處理項目工作中出現(xiàn)的困難和問題。

（6）要考慮學(xué)校的設(shè)備條件，項目要有可操作性。

3.2 工程實踐教學(xué)項目

結(jié)合“做中學(xué)”的指導(dǎo)思想和本課題的特點，以能力培養(yǎng)為主線，以實踐體系為主體，由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合，逐層提高，逐級遞進(jìn)構(gòu)建工程實踐項目結(jié)構(gòu)，按“完成工程師認(rèn)知訓(xùn)練”到“完成工程師初步訓(xùn)練”向“完成工程師綜合訓(xùn)練”延伸，直到完成“初步達(dá)到自動化工程師崗位要求”的四級項目訓(xùn)練，使學(xué)生能夠接受“現(xiàn)場工程師”的完整訓(xùn)練。其課程過程控制系統(tǒng)工程實踐教學(xué)項目結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.3 訓(xùn)練方式

以典型工程項目實施能力為主線，圍繞崗位需求為目標(biāo)進(jìn)行訓(xùn)練，主要訓(xùn)練方法：（1）零距離接觸專業(yè)實驗室和生產(chǎn)現(xiàn)場；（2）采用任務(wù)驅(qū)動法、啟發(fā)式教學(xué)、視頻演示法、項目教學(xué)法、總結(jié)歸納法；（3）自動化儀表的實際使用及校驗；（4）具體自動控制系統(tǒng)的構(gòu)建及投運(yùn)。

3.4 實踐項目實施流程

實踐項目教學(xué)法實施過程中應(yīng)突出“以實踐項目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的特征，實施流程規(guī)定為：任務(wù)引入—收集信息—制訂計劃—實施計劃—檢查評估。第一，教師布置項目任務(wù)，學(xué)生討論；第二，學(xué)生收集、查閱資料；第三，學(xué)生分組討論，制訂、修改計劃，教師審查指導(dǎo)評定計劃是否合理可行；第四，學(xué)生并明確分工合作實施項目計劃，完成項目任務(wù)；第五，學(xué)生白評、小組互評、教師評價。

3.5 展示結(jié)果

為了保證工程項目訓(xùn)練效果，在每個項目訓(xùn)練結(jié)束時，需要進(jìn)行實踐結(jié)果展示，主要內(nèi)容如下：（1）提交工程文件：自動控制系統(tǒng)工程實踐項目設(shè)計、編程、調(diào)試、工程設(shè)計圖等工程文件；（2）儀表識別：儀表選用是否合理；（3）項目操作：進(jìn)行現(xiàn)場工程項目調(diào)試、運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期結(jié)果；（4）答辯：對工程綜合應(yīng)用能力考查；（5）提交工程項目實踐報告。

4 結(jié)語

過程控制系統(tǒng)工程實踐項目教學(xué)，以具體工程實踐項目設(shè)計實施為手段，將理論與實踐、知識與能力、教師的引導(dǎo)與學(xué)生的實踐應(yīng)用能力訓(xùn)練結(jié)合，有效的解決了工程應(yīng)用能力培養(yǎng)難的問題。經(jīng)過工程實踐項目訓(xùn)練，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后，能夠迅速勝任崗位的需求，有利于培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)

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