武平麗 靳征昌

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南 開封 475003）

專業(yè)拓展課程的典型設(shè)計與一體化實施
——以《流程工業(yè)工程控制》課程為例

武平麗 靳征昌

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 河南 開封 475003）

為了拓寬學(xué)生的就業(yè)口徑，專業(yè)拓展課程的設(shè)計應(yīng)該從與本專業(yè)處于同一大類的相近專業(yè)入手，專業(yè)拓展課程的內(nèi)容應(yīng)包括相近專業(yè)所從事工作的主要任務(wù)。課程的實施從完成典型工作任務(wù)著手，以“教、學(xué)、練、做”一體化的形式進(jìn)行。本文以《流程工業(yè)工程控制》課程為例進(jìn)行闡述。

高職；專業(yè)拓展課程設(shè)計；項目化課程；一體化

《流程工業(yè)工程控制》課程是我院國家示范重點建設(shè)專業(yè)——電氣自動化技術(shù)專業(yè)的一門專業(yè)拓展課程。從2006年11月開始示范建設(shè)至今，我們對電氣自動化技術(shù)專業(yè)進(jìn)行了全方位的改革，并于2009年9月順利通過了示范建設(shè)驗收。筆者僅以專業(yè)拓展課程《流程工業(yè)工程控制》為例，介紹基于工作過程的課程設(shè)計與實施。

專業(yè)課程體系的重新設(shè)置

電氣自動化技術(shù)專業(yè)以示范建設(shè)為契機(jī)，通過對相關(guān)行業(yè)的30余家企業(yè)進(jìn)行專業(yè)調(diào)研，對畢業(yè)生的基本情況及技術(shù)人員的工作崗位進(jìn)行分析，進(jìn)一步明確了本專業(yè)畢業(yè)生的工作崗位、業(yè)務(wù)范圍及工作領(lǐng)域，更加明晰了本專業(yè)學(xué)生的知識、能力和素質(zhì)要求。經(jīng)過對崗位的工作任務(wù)、崗位要求的職業(yè)資格證書與應(yīng)具備的知識、能力、素質(zhì)分析，將工作領(lǐng)域轉(zhuǎn)換成學(xué)習(xí)領(lǐng)域（課程），并將課程分解成項目和任務(wù)，以學(xué)習(xí)型項目和任務(wù)為載體，以項目導(dǎo)向、任務(wù)驅(qū)動組織教學(xué)，校企合作構(gòu)建了以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為主線的、以工作過程為主導(dǎo)的項目化課程體系。

所構(gòu)建的以工作過程為主導(dǎo)的項目化課程體系，在專業(yè)核心技能課程中引入崗位職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) （規(guī)范），對原課程體系中的課程內(nèi)容進(jìn)行整合，設(shè)置了職業(yè)核心能力課程、專業(yè)技能基礎(chǔ)課程、專業(yè)核心技能課程、專業(yè)拓展課程以及頂崗實習(xí)與單列實習(xí)實訓(xùn)課程等5個模塊。其中，專業(yè)核心技能課程為：AutoCAD電氣工程制圖、供配電系統(tǒng)運行與維護(hù)、電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)安裝與調(diào)試、PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與安裝、嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計與制作、工控網(wǎng)絡(luò)組建與調(diào)試和成套電氣控制柜總裝。專業(yè)拓展課程有：流程工業(yè)工程控制、自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試、印刷電路板設(shè)計與制作和樓宇安防工程實施。

專業(yè)核心技能課程和專業(yè)拓展課程實行分段集中上課的強(qiáng)化訓(xùn)練方式，引入工程項目并進(jìn)行教學(xué)化處理，使之成為適合教學(xué)的生產(chǎn)性項目，即學(xué)習(xí)型項目。以學(xué)習(xí)型項目為載體，將知識點融入到各項目之中，在實訓(xùn)室內(nèi)按項目（或任務(wù)）組織實施教學(xué)，通過邊教邊學(xué)、邊學(xué)邊練、學(xué)做合一的“教、學(xué)、練、做”有機(jī)融合的一體化教學(xué)過程，實現(xiàn)崗位技能培養(yǎng)的目的。

《流程工業(yè)工程控制》項目化課程設(shè)計

拓展課程設(shè)計理念 專業(yè)拓展課程的設(shè)計應(yīng)該從與本專業(yè)處于同一大類的相近專業(yè)入手，這樣能夠為拓寬學(xué)生的就業(yè)途徑打下基礎(chǔ)。專業(yè)拓展課程的內(nèi)容應(yīng)包括相近專業(yè)所從事工作的主要任務(wù)，課程的實施從完成典型工作任務(wù)著手，以“教、學(xué)、練、做”一體化的形式來進(jìn)行。《流程工業(yè)工程控制》為電氣自動化技術(shù)專業(yè)的專業(yè)拓展課程，該課程的設(shè)計從與本專業(yè)處于同一大類的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)專業(yè)入手，其設(shè)計理念是：以流程工業(yè)工程控制崗位能力培養(yǎng)為重點，突出教學(xué)過程的職業(yè)性、開放性和實踐性；基于工程控制的工作流程設(shè)計教學(xué)項目；依據(jù)項目教學(xué)環(huán)節(jié)的特點，設(shè)計教學(xué)方法和手段。

《流程工業(yè)工程控制》課程的設(shè)計思路 本課程的設(shè)計思路是：工作流程→教學(xué)項目→教學(xué)任務(wù)。即按照實際工程控制實施的流程，設(shè)計教學(xué)項目；依據(jù)完成項目的具體情況，將教學(xué)項目分解為學(xué)習(xí)型工作任務(wù)；針對工程控制的核心技能設(shè)計教學(xué)活動。

本課程組中有豐富工程控制實踐經(jīng)驗的企業(yè)教師，是基于工作過程的課程開發(fā)與設(shè)計的主力。在整個團(tuán)隊的共同努力下，歸納出了《流程工業(yè)工程控制》主要針對的崗位有：工程控制系統(tǒng)設(shè)計工程師助理、系統(tǒng)安裝調(diào)試工、系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)員等，這些工作崗位所要求的崗位能力為過程參數(shù)檢測控制儀表的選型能力、工程控制系統(tǒng)的硬件配置能力、系統(tǒng)的安裝與調(diào)試能力、系統(tǒng)維護(hù)與初步組態(tài)能力等。依據(jù)崗位能力要求，設(shè)計了6個課程學(xué)習(xí)項目，并將6個項目的實施分為25個任務(wù)來完成。整個教學(xué)活動以項目為導(dǎo)向，在任務(wù)驅(qū)動下進(jìn)行。

課程內(nèi)容設(shè)計 以企業(yè)專家為主歸納出流程工業(yè)工程控制的工作流程如下：熟悉生產(chǎn)工藝→研究工程控制要求→確定總體控制方案→選擇現(xiàn)場檢測控制儀表→確定各控制系統(tǒng)方案→配置過程控制系統(tǒng)的硬件→進(jìn)行工程組態(tài)→對控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真調(diào)試→控制工程系統(tǒng)安裝、調(diào)試與投運→進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。根據(jù)該工作流程確定了該課程的教學(xué)項目和每個項目所要完成的工作任務(wù)，就是課程的教學(xué)內(nèi)容，具體如下：

教學(xué)項目一：儀表選型，包括溫度儀表的選型、壓力儀表的選型、流量儀表的選型、物位儀表的選型、分析儀表的選型和執(zhí)行器的選型6個任務(wù)。經(jīng)過項目一的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握檢測、控制儀表的知識和儀表選型技能，并在訓(xùn)練中完成一個實際工程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場設(shè)備確定工作。

教學(xué)項目二：控制系統(tǒng)方案的確定。該項目要完成控制工程的識圖與簡單控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、串級控制系統(tǒng)、前饋-反饋控制系統(tǒng)等工業(yè)中常見控制系統(tǒng)的方案確定4個任務(wù)。在完成任務(wù)過程中，系統(tǒng)掌握常見控制系統(tǒng)的構(gòu)成、原理及適用場合等知識。

教學(xué)項目三：過程控制系統(tǒng)硬件配置。在認(rèn)識控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，配置現(xiàn)場控制站、操作員站、工程師站及服務(wù)器，確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及設(shè)備。

教學(xué)項目四：控制系統(tǒng)軟件組態(tài)。有建立數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)設(shè)備和I/O設(shè)備的組態(tài)、控制方案的組態(tài)和工程畫面的組態(tài)4個任務(wù)。

教學(xué)項目五：工程安裝，分儀表安裝、電纜敷設(shè)和DCS系統(tǒng)的安裝3個任務(wù)。一個控制工程安裝完畢后，就要進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)試與投運，這也是我們的課程內(nèi)容項目六。

教學(xué)項目六：分系統(tǒng)的調(diào)試、投運與維護(hù)3個學(xué)習(xí)性工作任務(wù)，課程內(nèi)容中6個項目下總共有25個任務(wù)。

教學(xué)方法設(shè)計 （1）任務(wù)驅(qū)動法。由于課程內(nèi)容就是25個實際工程控制任務(wù)，所以教學(xué)實施是在具體任務(wù)驅(qū)動下進(jìn)行的。整個教學(xué)活動就是為了完成控制任務(wù)而學(xué)習(xí)相關(guān)的知識，訓(xùn)練相關(guān)的技能，動手完成任務(wù)的過程，因此本門課程的主要教學(xué)方法是任務(wù)驅(qū)動法。這種任務(wù)驅(qū)動的自主性學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了教學(xué)質(zhì)量。同時，由于項目的選擇來源于工作實際，學(xué)生分析與處理實際問題的能力明顯增強(qiáng)。（2）工程軟件仿真法。該課程的教室設(shè)在實訓(xùn)室，實訓(xùn)室的電腦裝有和利時公司的MACS_V軟件、北京亞控公司的組態(tài)王軟件和西門子公司的STEP7與WINCC軟件，學(xué)生可以選擇一種自己熟悉的軟件進(jìn)行實際控制工程的組態(tài)，組態(tài)完成后進(jìn)行仿真調(diào)試，來檢驗自己所做項目的溫壓補(bǔ)償、流量累積、連鎖邏輯、PID控制、順序控制等控制方案是否正確。（3）小組合作學(xué)習(xí)法。本課程的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生在流程工業(yè)工程控制方面對自動化儀表和流程工業(yè)控制系統(tǒng)的選型、安裝、調(diào)試及維護(hù)等方面的基本工作能力與職業(yè)素質(zhì)，實際項目的實施往往需要多個工種協(xié)同完成。為此，采用4人一小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的合作、溝通、服從等職業(yè)素質(zhì)。每次實訓(xùn)小組進(jìn)行分工，各司其職，通過相互探討、共同合作完成教學(xué)任務(wù)。而在下一個實訓(xùn)項目時則重新分工、互換角色，通過這樣的合作學(xué)習(xí)，使學(xué)生體驗團(tuán)隊合作的責(zé)任分工、互助、有效溝通和相互信任。例如，在進(jìn)行任務(wù)一溫度儀表的選型學(xué)習(xí)時，先將學(xué)生分組，發(fā)給每組學(xué)生實際工程一個工段的溫度儀表選型條件表，在學(xué)生明白本單元教學(xué)任務(wù)后，講解工業(yè)生產(chǎn)中常見溫度儀表的類型、簡單檢測原理、選型應(yīng)考慮的幾個方面和使用注意事項等，然后，告訴學(xué)生相關(guān)選型網(wǎng)站或發(fā)放選型樣本和儀表訂貨清單樣表。讓各組學(xué)生分頭進(jìn)行信息的收集、溫度儀表的選擇、訂貨清單的制作等工作，最后對照設(shè)計院的訂貨清單，對每組提交的各工段的溫度儀表訂貨清單進(jìn)行互評和點評，作為學(xué)生平時考核成績。（4）企業(yè)實境教學(xué)法。項目五——工程安裝和項目六——調(diào)試與投運的教學(xué)安排在實習(xí)基地的工業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行，全面實施“工學(xué)結(jié)合”的人才培養(yǎng)模式，在真實的企業(yè)環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能與職業(yè)素養(yǎng)。同時我們的專職教師也在企業(yè)的真實環(huán)境中得到了鍛煉。（5）“教、學(xué)、練、做”一體化。項目一至項目四的教學(xué)活動在實訓(xùn)室分段集中強(qiáng)化訓(xùn)練，采用邊講邊練、邊學(xué)邊做的方式進(jìn)行。以一個中小型實際控制工程的開發(fā)與實施為貫穿性訓(xùn)練項目，使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識、掌握技能的基礎(chǔ)上，在教師的指導(dǎo)下自主完成任務(wù)，做到“教、學(xué)、練、做”一體化。

滿足“教、學(xué)、練、做”一體化的實訓(xùn)室布置

本課程的教室設(shè)在實訓(xùn)室，而流程工業(yè)工程控制技能培訓(xùn)及鑒定實訓(xùn)室本身就是一個工業(yè)控制局域網(wǎng)。在本實訓(xùn)室中，教師機(jī)就是過程控制系統(tǒng)（PCS Process Control System）的工程師站，學(xué)生機(jī)就是操作員站，電加熱鍋爐與三水箱對象模擬工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備，控制臺模擬過程控制系統(tǒng)的現(xiàn)場控制站，并配置有工業(yè)級的主控單元。控制信號的流向為：現(xiàn)場檢測變送儀表→控制站的輸入模塊→主控單元→控制站的輸出模塊→現(xiàn)場執(zhí)行器。教室中的所有計算機(jī)都處于這個工業(yè)控制局域網(wǎng)中，每臺學(xué)生機(jī)——操作員站都可以通過教師機(jī)——工程師站兼服務(wù)器對控制對象實現(xiàn)監(jiān)測與控制。

本課程的實訓(xùn)室還裝有投影儀、屏幕、擴(kuò)音設(shè)備、教師控制臺等，在進(jìn)行工控項目訓(xùn)練的同時，完全可以作為多媒體教室使用，是“教、學(xué)、練、做”一體化教學(xué)的硬件保障。

教學(xué)文本與活頁講義的編寫

在課程改革的過程中，對于專業(yè)核心技能課程和專業(yè)拓展課程，這些基于工作過程的項目化課程按新的課程特點編寫了7份教學(xué)文本，這7份教學(xué)文本是：課程標(biāo)準(zhǔn)、課程單元教學(xué)設(shè)計、課程考核實施方案、第一次課、教學(xué)活動整體實施計劃、學(xué)習(xí)指南和學(xué)生工作任務(wù)書。教學(xué)文本的編寫使課程在實施之前就明了本門課程的定位、課程的實施措施和考核方式，這門課程以及每堂課所要達(dá)到的能力、知識和素質(zhì)目標(biāo)；每次課的教學(xué)組織形式、具體任務(wù)和要提交的成果等，完備的教學(xué)文本是項目化課程順利實施的必要條件。

這些全新的項目化課程，暫時沒有合適的教材可用，針對每門項目化課程我們編寫了課程教學(xué)實施活頁講義，這些活頁講義除了像傳統(tǒng)教材有知識、案例、習(xí)題等內(nèi)容外，還對每次課的任務(wù)、每個環(huán)節(jié)的教學(xué)組織和評價進(jìn)行了描述?；铐摻滩牡奶厣谟?，如果在教學(xué)實施中發(fā)現(xiàn)問題或有新興技術(shù)出現(xiàn)，可以及時改變和增加講義內(nèi)容，使教學(xué)也能與時俱進(jìn)。

項目化課程的教學(xué)實施及存在問題

學(xué)期教學(xué)計劃 我院的電氣自動化技術(shù)專業(yè)有四個小班。大三第一學(xué)期開設(shè)的都是項目化的專業(yè)核心技能課程和專業(yè)拓展課程，這些基于工作過程的項目化課程實行小班上課，分段集中強(qiáng)化訓(xùn)練。例如，電氣1班的學(xué)生9月份集中一個月的時間上《流程工業(yè)工程控制》課程，其他3個班這個月上其他課，到10月份再換其他班上這門課。這樣的教學(xué)計劃有利于某項技能的連貫性訓(xùn)練，但在實施過程中對教師有比較高的要求。

師資配置 由于項目化課程實行的是“教、學(xué)、練、做”一體化的教學(xué)方式，在“練、做”環(huán)節(jié)需要多名教師進(jìn)行指導(dǎo)，所以一般情況下每門項課程我們配備3名教師，而且每位教師都要求具有比較深厚的理論基礎(chǔ)和比較豐富的企業(yè)實踐經(jīng)驗，不但能夠告訴學(xué)生如何做，而且能夠與實際工程控制相結(jié)合向?qū)W生說明為什么這么做。

存在問題及解決辦法 （1）課程內(nèi)容偏多。由于專業(yè)拓展課程將本專業(yè)擴(kuò)展到了處于同一大類的相近專業(yè)，其內(nèi)容包括了相近專業(yè)所從事工作的主要任務(wù)，這就造成了課程內(nèi)容偏多的問題。我們解決這一問題的辦法是，從信息化工廠的核心層——過程控制系統(tǒng)（PCS Process Control System）層入手來組織教學(xué)內(nèi)容，這一層也正好是過程控制必不可少的關(guān)鍵部分。（2）與部分學(xué)生的頂崗實習(xí)沖突。專業(yè)拓展課程開設(shè)在第五學(xué)期，第六學(xué)期安排的是頂崗實習(xí)，但由于在第五學(xué)期和企業(yè)簽了就業(yè)協(xié)議的學(xué)生會提前到企業(yè)去頂崗，使得這部分學(xué)生完不成專業(yè)拓展課的學(xué)習(xí)。好在專業(yè)拓展課是項目化課程，雖然所有的項目做完才能完成整個工程控制工作，但是每個項目都是相對獨立的一部分工作，這樣學(xué)生在去工廠前可以完成一個或幾個項目的學(xué)習(xí)。另外，部分學(xué)生的提前頂崗使得沒有簽就業(yè)協(xié)議的學(xué)生不安心學(xué)習(xí)也是一個問題。還有部分專升本的學(xué)生忙于準(zhǔn)備升本考試，心思不能完全放在課堂的問題，都有待找到對策去解決。

結(jié)語

作為電氣自動化技術(shù)專業(yè)的專業(yè)拓展課程，《流程工業(yè)工程控制》再現(xiàn)實際工作流程的課程設(shè)計、模擬實際工作任務(wù)的內(nèi)容安排、貫穿性的工程控制任務(wù)訓(xùn)練、“教、學(xué)、練、做”一體化的教學(xué)模式，諸多方面的改革與創(chuàng)新，形成了該課程的特色，為高職同類課程建設(shè)起到了一定的示范作用。

本課程能夠從培養(yǎng)流程工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試與維護(hù)人員出發(fā)，將本專業(yè)向過程控制自動化專業(yè)拓展，以職業(yè)能力培養(yǎng)為重點，與行業(yè)企業(yè)合作進(jìn)行基于工作過程的課程開發(fā)與設(shè)計，拓展了學(xué)生的專業(yè)技能，拓寬了學(xué)生的就業(yè)口徑，為學(xué)生順利走向工作崗位打下了基礎(chǔ)。

[1]劉玉賓，胡健.高職電氣自動化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案構(gòu)建與實施[J].中國成人教育，2009，(9).

[2]武平麗，楊箏，等.流程工業(yè)工程控制教學(xué)文本[OL].[2010-01-07].黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院 國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)驗收材料專題網(wǎng)站.http:// gjyanshou.yrcti.edu.cn/zdh/11jxwb.swf.

[3]武平麗,高國光，等.流程工業(yè)工程控制[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

武平麗（1967—），女，河南盧氏人，黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動化工程系副教授、高級工程師，主要從事化工自動控制工程的設(shè)計、安裝、調(diào)試和維護(hù)，以及過程控制自動化的教學(xué)與科研。

（本文責(zé)任編輯：尚傳梅）

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1672-5727（2010）11-0112-03