《過程控制與自動化儀表》課程教學(xué)改革

王靖

摘 要：《過程控制與自動化儀表》作為電氣工程及其自動化專業(yè)的必修課，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐能力的重要課程，根據(jù)學(xué)生和專業(yè)特點以及專業(yè)未來的發(fā)展趨勢，打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，開拓符合時代特點的新型教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：過程控制與自動化儀表 課程教學(xué)

引言

《過程控制與自動化儀表》是一門綜合性的專業(yè)必修課程，通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解過程檢測儀表的工作原理和使用方法及過程控制系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，掌握典型過程控制系統(tǒng)的工作原理和工作性能、適用場合及參數(shù)整定方法。本課程的前續(xù)課程是"自動控制原理"、“高等數(shù)學(xué)” "模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)"、 "自動化儀表部分主要介紹工業(yè)上最常用的溫度，壓力，流量，液位和成分檢測儀表的工作原理和使用場合，重點學(xué)習(xí)DDZ-Ⅲ型儀表。過程控制部分主要學(xué)習(xí)被控對象數(shù)學(xué)模型的建立，單回路過程控制系統(tǒng)及復(fù)雜過程控制系統(tǒng)的設(shè)計和參數(shù)整定，還有典型先進(jìn)過程控制系統(tǒng)的簡介。^[1]

一、教學(xué)方法與教學(xué)手段的改革

在教學(xué)方法上，將課堂教學(xué)、實驗教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、實踐教學(xué)等有機(jī)地結(jié)合起來，并充分利用多種教學(xué)方法將過程建模、方案分析設(shè)計、參數(shù)整定等知識點以立體方式傳授給學(xué)生，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于過程控制與自動化儀表是一門實踐性很強(qiáng)的課程，在教學(xué)過程中，注重課本知識與工程技術(shù)之間的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)能力，以便學(xué)生參加工作以后能較快地進(jìn)行工程設(shè)計。^[2]

1.多媒體輔助教學(xué)

（1）使用多媒體課件可以加大教學(xué)信息量，便于學(xué)生對知識的理解。在制作多媒體CAI課件的過程中，盡量在減少學(xué)習(xí)難度和吸引學(xué)生注意力上下功夫，利用多媒體的特點，使得課件教學(xué)變得明白易懂、內(nèi)容豐富、條理清晰、富有趣味性。^[3]

（2） 用MATLAB/Simulink實現(xiàn)控制過程仿真。從單回路實現(xiàn)溫度、壓力、流量、液位等控制，到復(fù)雜的串級、前饋、分程、比值等控制系統(tǒng)，以及相應(yīng)的參數(shù)整定，都可通過MATLAB仿真實現(xiàn)，比如，為使學(xué)生理解PID比例系數(shù)的作用，可以通過MATLAB編程實現(xiàn)比例系數(shù)逐漸增加，從控制輸出結(jié)果就能很直觀的體現(xiàn)比例系數(shù)的作用，便于學(xué)生理解。而且，也可利用MATLAB的動畫制作，形象的反映控制過程，更直觀的表現(xiàn)課程內(nèi)容。

2.案例教學(xué)

根據(jù)課程和實際工程結(jié)合緊密的特點，在授課中引入了大量的工程實例。借助工程實例講解理論知識，借助理論知識講解工程實例，從而使學(xué)生真正的消化吸收所學(xué)知識。比如，在前饋-反饋控制中分別用換熱器控制系統(tǒng)、蒸發(fā)器濃度控制系統(tǒng)、鍋爐汽包水位控制系統(tǒng)等講解前饋-反饋控制的結(jié)構(gòu)、實現(xiàn)和優(yōu)點，并可通過實驗仿真的形式對結(jié)論進(jìn)行驗證。這樣可加深學(xué)生對控制的理解，并提高工程技術(shù)應(yīng)用的能力。

3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)

采用線上線下相結(jié)合的方式進(jìn)行教學(xué)，十分方便學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。而且，教師與學(xué)生可隨時在網(wǎng)上進(jìn)行交流，鼓勵師生利用網(wǎng)站開展教與學(xué)的討論，借助計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)教學(xué)資源共享。

4.多種教學(xué)手段相結(jié)合

盡管多媒體教學(xué)輸出信息量大，手段簡單，在教學(xué)中發(fā)揮了重要作用，但課堂教學(xué)中那種師生之間交流，特別是在一些重點、難點問題的敘述和討論中，只靠多媒體手段是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。為此可將課堂講授采用電子教案與黑板板書有機(jī)結(jié)合，在利用多媒體提供給學(xué)生大量信息的同時，采用板書的形式對重點和難點進(jìn)行詳細(xì)闡述，教師可根據(jù)互動的過程，準(zhǔn)確把握學(xué)生對知識點的理解程度。

通過不斷擴(kuò)展教學(xué)方法和教學(xué)手段極大地提高了教和學(xué)的效率，擴(kuò)展了師生之間交流的信息量，增強(qiáng)了學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)，有利于培養(yǎng)優(yōu)秀的技術(shù)性人才。

二、實踐教學(xué)的改革

將基本型實驗與創(chuàng)新型實驗相結(jié)合，可以滿足不同層次和不同階段的學(xué)生需要，在實驗中讓學(xué)生多動腦，多動手，多觀察，多交流，激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維和創(chuàng)造力。

1.實習(xí)基地建設(shè)

建立多個校外實習(xí)基地。通過實習(xí)，使學(xué)生能夠及時地了解并接觸到當(dāng)前過程控制領(lǐng)域的新設(shè)備、新技術(shù)、新思想，在提高學(xué)生實踐能力和培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊精神方面起到了積極的作用。

2.構(gòu)建開放創(chuàng)新實驗室

構(gòu)建開放創(chuàng)新實驗室，對學(xué)生實行時間和空間的全面開放，學(xué)生可以根據(jù)自己的時間安排去實驗室實現(xiàn)自己的創(chuàng)新想法，充實了學(xué)生的課余時間，將學(xué)生的精力充分用于學(xué)習(xí)和科研。

三、考核方式的改革

課程過程性考核占50%，期末考試占50%。課程過程性考核包括平時成績占40%，實驗成績占60%，平時成績包括上課出勤，回答問題，隨堂測試，實驗成績有實驗過程檢驗和實驗報告質(zhì)量構(gòu)成。

結(jié)語

本文從教學(xué)方法與教學(xué)手段，實踐教學(xué)，考核方式等方面進(jìn)行改革和探索，注重學(xué)生動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]于新業(yè).課程教學(xué)改革與實踐[J].中國培訓(xùn)，2016（18）：153-154.

[2]常艷超，孫娜.《過程控制基礎(chǔ)》課程的教學(xué)改革與創(chuàng)新[J].電腦知識，2016（9）：147-148.

[3]鄧曉燕，高紅霞.過程控制工程實驗教學(xué)改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2017（36）：214-217.