信息背景下的DCS實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革探索

路澤永

【摘 要】在DCS實(shí)訓(xùn)教學(xué)中通常采取分組教學(xué)的方式進(jìn)行。指導(dǎo)教師偏少，學(xué)生數(shù)多，導(dǎo)致教學(xué)過程組織困難，學(xué)生的實(shí)訓(xùn)效果較差。云班課作為信息化教學(xué)的一種技術(shù)手段以其全新的視角被應(yīng)用于課堂教學(xué)，逐漸顯現(xiàn)出越來越大的優(yōu)勢。本文探索了基于云班課等信息手段的DCS實(shí)訓(xùn)改革方法，分三個層次設(shè)計(jì)了信息化的實(shí)訓(xùn)教學(xué)資源和活動，極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)訓(xùn)參與度，提高了實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果。

【關(guān)鍵詞】DCS實(shí)訓(xùn);信息化教學(xué);云班課

中圖分類號： TP273.5-4;TP391.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）24-0111-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.051

【Abstract】In the course of DCS teaching， group teaching is usually adopted. There are few instructors and many students， which leads to the difficulty of the teaching process and the students' learning effect is poor. As a technical means of information-based teaching， cloud class has been applied to classroom teaching from a new perspective， showing more and more advantages. This paper explores the DCS training reform method based on information means such as cloud class and designs information-based training resources and activities in three levels， which greatly improves students interest and participation in training， and improves the teaching effect of training.

【Key words】DCS training; Information teaching method; Cloud class

集散控制系統(tǒng)又稱為 DCS，即分散控制系統(tǒng)或分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，在具體的設(shè)計(jì)實(shí)踐中，通?；诜稚⒖刂?、集中管理思想指導(dǎo)，采用多層分級、合作自治的結(jié)構(gòu)形式實(shí)現(xiàn)[1]。該實(shí)訓(xùn)課程是工業(yè)自動化儀表專業(yè)系統(tǒng)級技術(shù)方向的教學(xué)做一體化的專業(yè)核心課程。學(xué)生在教師指導(dǎo)下，結(jié)合其他相關(guān)的專業(yè)課知識，以學(xué)生為主體，構(gòu)建一個基于PLC、智能PID調(diào)節(jié)器、現(xiàn)場總線和工控計(jì)算機(jī)的小型工業(yè)自動化監(jiān)控系統(tǒng)。傳統(tǒng)教學(xué)方法是學(xué)生分組、教師集中授課和現(xiàn)場指導(dǎo)。由于學(xué)生組數(shù)多，指導(dǎo)教師少，導(dǎo)致輔導(dǎo)不及時(shí)不到位，教學(xué)效果不好。云班課是一種教學(xué)輔助用APP，可運(yùn)行于手機(jī)和電腦端，是以移動互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境為基礎(chǔ)，將其應(yīng)用于教學(xué)活動中，能夠滿足師生課堂內(nèi)外的需求[2]。本學(xué)期引入云班課這一新的教學(xué)平臺和手段，精心設(shè)計(jì)教學(xué)資源和課堂活動，經(jīng)過一輪課程實(shí)施檢驗(yàn)，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯增強(qiáng)，實(shí)訓(xùn)教學(xué)效果得到了很大的提高。

1 基于云班課的課程頂層設(shè)計(jì)

基于云班課的課程頂層設(shè)計(jì)如圖1所示。

DCS課程頂層設(shè)計(jì)從企業(yè)需求出發(fā)，通過調(diào)研學(xué)生就業(yè)企業(yè)，明確該專業(yè)的行業(yè)崗位需求為DCS操作工、儀表工。結(jié)合企業(yè)具體的崗位任務(wù)和我校實(shí)訓(xùn)室實(shí)際情況，確定了學(xué)生的典型崗位工作任務(wù)為（1）DCS系統(tǒng)組態(tài)、調(diào)試;（2）DCS系統(tǒng)使用、維護(hù);（3）簡單DCS系統(tǒng)的構(gòu)建;學(xué)生的任務(wù)目標(biāo)為是通過DCS實(shí)訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)，能夠熟練掌握DCS的硬件結(jié)構(gòu)和組態(tài)軟件的使用;通過一定的工程訓(xùn)練能夠具備系統(tǒng)的維護(hù)能力和一定的工程開發(fā)能力。課程的開展主要為頂層設(shè)計(jì)服務(wù)，也對接了企業(yè)崗位需求，使教學(xué)的開展更有崗位針對性。

2 基于云班課的課程中層設(shè)計(jì)

課程的中層設(shè)計(jì)的目標(biāo)是更加明確教學(xué)內(nèi)容，針對性更強(qiáng)。中層設(shè)計(jì)主要從課程的知識點(diǎn)、技能點(diǎn)和素質(zhì)點(diǎn)提出大綱和要求。

1）課程知識點(diǎn)：（1）集散控制系統(tǒng)的基本概念、體系結(jié)構(gòu)及各層次的主要功能，能夠識別現(xiàn)有實(shí)訓(xùn)裝置中集散控制系統(tǒng)的各個組成部分及相互聯(lián)系;（2）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識及組態(tài)基本概念，數(shù)據(jù)通信基本知識;（3）羅克韋爾過程控制裝置的基本組成、硬件結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn);（4）DCS控制系統(tǒng)的組成及各部分的作用，現(xiàn)場控制站的構(gòu)成及組態(tài)軟件的使用;（5）DCS設(shè)備的工作原理及其安裝技術(shù)。

2）課程技能點(diǎn)：（1）集散控制系統(tǒng)的安裝與硬件認(rèn)識;（2）集散控制系統(tǒng)組態(tài)方法;（3）集散控制系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)試、評價(jià)與選擇;（4）熟練使用SE組態(tài)軟件，能夠?qū)ο到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控;（5）能夠?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行必要的調(diào)試和維護(hù)，能夠?qū)ο到y(tǒng)軟件進(jìn)行安裝。

3）課程素質(zhì)點(diǎn)：（1）在完成工作任務(wù)中培養(yǎng)學(xué)生獲取新知識的方法，為學(xué)生的后續(xù)獨(dú)立學(xué)習(xí)新知識、新技術(shù)打好基礎(chǔ);（2）培養(yǎng)學(xué)生具有解決實(shí)際問題的思路;（3）能獨(dú)立制定工作計(jì)劃并進(jìn)行實(shí)施;（4）能夠查找中英文資料與文獻(xiàn)已取得有用的知識，不斷提升自己的能力。

3 基于云班課的課程底層設(shè)計(jì)

課程的底層設(shè)計(jì)主要是對中層設(shè)計(jì)的資源支持，主要包括以下幾點(diǎn)：

1）知識點(diǎn)資源建設(shè)：（1）關(guān)于集散控制系統(tǒng)的相關(guān)課件、文檔、案例的建設(shè);（2）關(guān)于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識數(shù)據(jù)通信的課件、手冊、微課的建設(shè);（3）關(guān)于羅克韋爾DCS系統(tǒng)的文檔、說明資料的建設(shè);（4）關(guān)于DCS控制系統(tǒng)及組態(tài)軟件的手冊、文檔的建設(shè);（5）關(guān)于DCS設(shè)備的技術(shù)資料、說明書資源的建設(shè)。

2）技能點(diǎn)的資源建設(shè)：（1）關(guān)于集散控制系統(tǒng)的安裝與硬件的視頻、微課、說明書、圖紙的建設(shè);（2）關(guān)于集散控制系統(tǒng)組態(tài)微課、課件建設(shè);（3）關(guān)于集散控制系統(tǒng)的監(jiān)控、調(diào)試等任務(wù)單、微課、課件的建設(shè);（4）關(guān)于SE組態(tài)軟件視頻、課件建設(shè);（5）其他微課、文檔建設(shè)。

3）素質(zhì)點(diǎn)資源建設(shè)：通過借鑒企業(yè)管理方法進(jìn)行素質(zhì)資源建設(shè)，包括工作守則、6S管理原則、工程實(shí)施步驟等資源的開發(fā)建設(shè)。

4 基于云班課的教學(xué)活動組織設(shè)計(jì)和管理

4.1 教學(xué)活動的組織設(shè)計(jì)

（1）建設(shè)前期，課程組要收集制作各種教學(xué)資源，包括相關(guān)資料、課程文件、教學(xué)PPT、微課教學(xué)視頻、操作示范視頻、崗位規(guī)范、職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、文檔范本等。

（2）移動課堂信息化平臺宣傳。對平臺的優(yōu)越性和通過平臺進(jìn)行學(xué)習(xí)、考核的規(guī)定進(jìn)行說明。

（3）學(xué)習(xí)資源的推送組織：根據(jù)實(shí)訓(xùn)進(jìn)行的進(jìn)度進(jìn)行逐一推送，并附學(xué)習(xí)建議。

（4）在線學(xué)習(xí)和測試：根據(jù)課程進(jìn)度，每個學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)要布置相應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和相應(yīng)的測試，并計(jì)入過程考核成績。

（5）課程的線上線下討論：該討論將貫穿整個實(shí)訓(xùn)過程，對有真知灼見的同學(xué)給予加分。

（6）劃分學(xué)習(xí)小組：成立以組長負(fù)責(zé)制的學(xué)習(xí)小組，基本上為在教師指導(dǎo)下的自我管理。

（7）為展示學(xué)習(xí)效果，鼓勵學(xué)生對重點(diǎn)問題進(jìn)行上臺講解并答疑，教師從旁輔導(dǎo)。

4.2 教學(xué)活動的開展和管理

（1）信息發(fā)布：根據(jù)學(xué)情和學(xué)習(xí)的進(jìn)程進(jìn)行逐一發(fā)布，并組織、指導(dǎo)同學(xué)們學(xué)習(xí)。

（2）課堂表現(xiàn)：通過軟件平臺的考勤功能對遲到、曠課等行為進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，情況嚴(yán)重的要對學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)和教育。

（3）過程評分：教學(xué)評價(jià)的方法有測驗(yàn)、成果匯報(bào)、觀察提問、作業(yè)檢查等[3]。利用云課堂主要完成對學(xué)生學(xué)習(xí)過程的監(jiān)督和考核評分，如通過頭腦風(fēng)暴、搶答、舉手等活動來調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

（4）過程關(guān)注：每個學(xué)習(xí)任務(wù)進(jìn)行中，教師可以通過提問功能檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和效果，成績也計(jì)入過程考核中。

（5）過程反饋：每個學(xué)習(xí)情境、任務(wù)完成后，可通過調(diào)取平臺后臺的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對學(xué)生學(xué)習(xí)情況、效果等進(jìn)行分析，找出問題、公布問題，和學(xué)生一起解決和提高。

（6）相互學(xué)習(xí)：借鑒其他課程的經(jīng)驗(yàn)，完善教學(xué)的組織、管理及水平提升。

5 應(yīng)用實(shí)例

（1）資源發(fā)布與使用：教師將與課程相關(guān)的各種資源包括行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)案例、學(xué)習(xí)資料、習(xí)題練習(xí)等發(fā)布到客戶端，學(xué)生可以通過下載進(jìn)行瀏覽學(xué)習(xí)，為進(jìn)一步動手實(shí)操打下了基礎(chǔ)，另外，對于一些實(shí)訓(xùn)中出現(xiàn)的問題可以查找資料進(jìn)行解決。

（2）課堂提問與測試：教師可以充分利用客戶端的搖一搖或隨機(jī)點(diǎn)名的方式進(jìn)行提問，增加課堂的神秘氣氛吸引學(xué)生的注意力;當(dāng)學(xué)生回答問題后，教師還可以根據(jù)回答的具體情況進(jìn)行打分，增加學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)值，通過經(jīng)驗(yàn)值排名，學(xué)生間有了競爭，能促進(jìn)學(xué)習(xí)積極性和增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心。

（3）實(shí)踐指導(dǎo)：在學(xué)生多教師少的實(shí)訓(xùn)課上，教師通過錄制微課視頻進(jìn)行發(fā)布，學(xué)生可以學(xué)習(xí)微課進(jìn)行操作前的準(zhǔn)備，這樣在實(shí)訓(xùn)操作過程中可以完成自我指導(dǎo)，提高教學(xué)效率，也間接增強(qiáng)了學(xué)生的自學(xué)能力。

（4）課后復(fù)習(xí)與評教評學(xué)：教師在每天課程結(jié)束后可以發(fā)布課后的作業(yè)或?qū)W習(xí)計(jì)劃，讓學(xué)生使用手機(jī)查看和提交作業(yè);教師通過分組功能，利用空閑時(shí)間進(jìn)行評價(jià)和批改評分，學(xué)生也可以進(jìn)行互評。此外，教師通過頭腦風(fēng)暴讓學(xué)生復(fù)習(xí)強(qiáng)化重點(diǎn)知識，通過調(diào)查問卷的形式組織調(diào)研活動，傾聽學(xué)生的真實(shí)想法和意見，以便互相促進(jìn)。

6 結(jié)語

《DCS實(shí)訓(xùn)》課程是工業(yè)自動化儀表專業(yè)的一門專業(yè)核心課，工程應(yīng)用性與操作性較強(qiáng)。課程內(nèi)容整合、序化為教學(xué)過程以模擬現(xiàn)場教學(xué)和企業(yè)教學(xué)為主，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性人才知識能力素質(zhì)和職業(yè)素養(yǎng)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了“工學(xué)結(jié)合”理念?；谠瓢嗾n下的移動混合學(xué)習(xí)模式為傳統(tǒng)的課堂教學(xué)注入了活力[4]，以此為平臺推送資源、發(fā)布教學(xué)材料、開展學(xué)習(xí)活動等，大大增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量。由于是首次嘗試信息化教學(xué)方法，因此還有很多資源沒有開發(fā)利用，在后續(xù)教學(xué)中將繼續(xù)研究和推進(jìn)。

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