淺析應(yīng)用型本科《過程控制工程》項(xiàng)目化教學(xué)

朱甦

【摘要】本文結(jié)合現(xiàn)階段項(xiàng)目化教學(xué)的發(fā)展趨勢，考慮到過程控制技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀和課堂教學(xué)的現(xiàn)實(shí)，從教學(xué)內(nèi)容，多媒體和模擬實(shí)驗(yàn)等方面提出了若干措施和經(jīng)驗(yàn)。討論了本課程的項(xiàng)目化教學(xué)方法。

【關(guān)鍵詞】過程控制 項(xiàng)目化 教學(xué)方法

【基金項(xiàng)目】本文是南京理工大學(xué)紫金學(xué)院2018年教育教學(xué)改革與研究課題“應(yīng)用型本科《過程控制工程》項(xiàng)目化教學(xué)的研究”（課題編號(hào)為：20180102006）的研究成果。

【中圖分類號(hào)】TP13-4；G652 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）32-0252-01

當(dāng)前，現(xiàn)代控制技術(shù)近年來得到了廣泛的發(fā)展，《過程控制工程》這門課的內(nèi)容也越來越豐富。大量新知識(shí)的增加使得課程內(nèi)容變得復(fù)雜，內(nèi)容的擴(kuò)展與學(xué)術(shù)時(shí)間的縮短也存在矛盾。由于過程控制的實(shí)踐平臺(tái)較為復(fù)雜，受時(shí)間，地點(diǎn)和成本的制約，傳統(tǒng)的教學(xué)方法存在許多理論知識(shí)和實(shí)踐難點(diǎn)。如果某些練習(xí)平臺(tái)太貴，學(xué)生不得自行操作。隨著現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展，項(xiàng)目化教學(xué)已成為一個(gè)重要的發(fā)展方向，我們可以將項(xiàng)目化教學(xué)方法引入實(shí)際教學(xué)中，從而提高我們的教學(xué)目的。本文針對過程控制工程教學(xué)面臨的問題，探索適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的教學(xué)方法的變化，提高教學(xué)效果。

一、項(xiàng)目化教學(xué)需要精心選取教學(xué)內(nèi)容

在將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化后，學(xué)生和教師可獲得的信息非常龐大，面對時(shí)刻變化的新技術(shù)、新方法、新內(nèi)容。雖然我們將教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化了，但考慮到“大眾教育”的現(xiàn)實(shí)，大多數(shù)理論基礎(chǔ)知識(shí)是不可或缺的，但它不必是全面的，特別是理論推導(dǎo)應(yīng)該是簡單的。對于難以掌握的高級(jí)內(nèi)容，必須參與其中。具體到過程控制工程的過程，結(jié)合課程的前提課程和專業(yè)的指導(dǎo)教學(xué)計(jì)劃，刪除其他課程中重復(fù)的內(nèi)容或太難的內(nèi)容。例如，三個(gè)主要熱參數(shù)的溫度，壓力，液位測量，節(jié)流組件的計(jì)算，分布式控制系統(tǒng)，魯棒控制等，增加了教科書未涵蓋的一些內(nèi)容，如化工原理中的多項(xiàng)內(nèi)容：流體輸送設(shè)備，傳熱設(shè)備，蒸餾原理等特別強(qiáng)調(diào)課程與“自動(dòng)控制原理”和“檢測技術(shù)”之間的聯(lián)系，使學(xué)生能夠整合所學(xué)知識(shí)并做出推論。另外，在實(shí)驗(yàn)部分的理論內(nèi)容上，有必要關(guān)注理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系。

二、項(xiàng)目化教學(xué)需要更廣泛的多媒體和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

項(xiàng)目化教學(xué)中，利用好多媒體技術(shù)是不可少的，這樣可以生動(dòng)地向?qū)W生呈現(xiàn)原始無聊的教科書內(nèi)容。多媒體信息具有信息量大，速度快，內(nèi)容新的特點(diǎn)，可以使教學(xué)活動(dòng)更加直觀，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。使用CAI教學(xué)軟件可以補(bǔ)充教材教學(xué)的不足。此外，一些生動(dòng)的Flash動(dòng)畫可以幫助學(xué)生更好地理解教科書中的難點(diǎn)。當(dāng)然，在課堂上，除了應(yīng)用多媒體技術(shù)外，還需要適當(dāng)?shù)碾娐钒?。兩者必須相輔相成，充分利用彼此的優(yōu)勢，使學(xué)生更充分地吸收教科書知識(shí)，了解關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生們也學(xué)會(huì)了整合各種手段的思路和方法，特別是網(wǎng)絡(luò)解決實(shí)際問題。另一方面，教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布與課程相關(guān)的內(nèi)容，如教學(xué)計(jì)劃，教學(xué)大綱，家庭作業(yè)和技術(shù)前沿。它還可以與互聯(lián)網(wǎng)上的學(xué)生更好地互動(dòng)，使學(xué)生感覺課程內(nèi)容已融入生活，學(xué)習(xí)過程更容易，更方便。在當(dāng)前的教育環(huán)境中，這是指導(dǎo)學(xué)生從強(qiáng)迫學(xué)習(xí)到獨(dú)立學(xué)習(xí)的重要部分。

三、項(xiàng)目化教學(xué)更加依托于仿真平臺(tái)使用

工業(yè)生產(chǎn)過程控制是自動(dòng)化的重要分支，其任務(wù)是在實(shí)際生產(chǎn)過程中分析，設(shè)計(jì)和應(yīng)用控制系統(tǒng)。因此，理論必須與實(shí)踐相結(jié)合，才能真正將學(xué)到的理論知識(shí)運(yùn)用到工業(yè)實(shí)踐中。傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)有較大困難。一方面，實(shí)驗(yàn)設(shè)備耗資巨大，另一方面，即使有相應(yīng)設(shè)備也不能任由學(xué)生實(shí)習(xí)操作，因?yàn)樵O(shè)備一旦操作失誤可能造成嚴(yán)重后果。在這樣的環(huán)境下，仿真平臺(tái)這一信息化教學(xué)手段的應(yīng)用變得舉足輕重。針對過程控制工程這門課，實(shí)用的仿真平臺(tái)有如下兩個(gè)：Matlab/simulink平臺(tái)和組態(tài)軟件Kingview。Matlab適用于算法開發(fā)、數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)分析及數(shù)值計(jì)算，其中simulink模塊的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，可實(shí)現(xiàn)過程控制中的各種控制算法，進(jìn)行各種控制結(jié)構(gòu)的仿真實(shí)驗(yàn)。不管是在授課過程還是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)都可以運(yùn)用這一工具，而且僅需一臺(tái)計(jì)算機(jī)即可實(shí)現(xiàn)。如過程控制課程中講到被控對象的自衡和無自衡，學(xué)生難以理解。在simulink平臺(tái)里搭建一個(gè)對象模型，輸入端施加一階躍信號(hào)，查看輸出端的曲線便馬上能得到被控對象的輸出特性，一目了然。

如何充分發(fā)揮項(xiàng)目化的優(yōu)勢，結(jié)合傳統(tǒng)教學(xué)，達(dá)到最佳效果，這是一個(gè)系統(tǒng)工程。該系統(tǒng)工程需要進(jìn)行實(shí)踐測試，并通過實(shí)施情況和學(xué)生的反饋效果不斷調(diào)整。在項(xiàng)目化教學(xué)中，教師不僅是知識(shí)的傳播者，也是領(lǐng)導(dǎo)者?？偟膩碚f，在過程控制工程中，學(xué)生通過項(xiàng)目化教學(xué)方法對專業(yè)知識(shí)有了更深入的了解。對課程相關(guān)基礎(chǔ)理論也有了新的認(rèn)識(shí)，創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力也有所提高。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃德先，王京春，金以慧.過程控制系統(tǒng)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011.