摘要：過程控制類課程內(nèi)容涉及面廣，且與實際生產(chǎn)結(jié)合緊密。針對當前社會對自動化專業(yè)畢業(yè)生能力的需求，文章在教學內(nèi)容及方法、實踐教學環(huán)節(jié)、教學手段等方面進行了過程控制教學改革的探索與實踐，大大提高了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生分析問題、解決問題的能力，從而全面提高了過程控制課程的教學質(zhì)量和教學效果。

關(guān)鍵詞：過程控制；教學改革；教學方法

作者簡介：陳容紅（1979-），女，湖北京山人，北京電子科技職業(yè)學院自動化工程學院，講師；肖瑩（1972-），女，內(nèi)蒙古牙克石人，北京電子科技職業(yè)學院自動化工程學院，高級講師。（北京100176）

基金項目：本文系北京電子科技職業(yè)學院科研基金資助項目（項目編號：YYR2009037）的研究成果。

中圖分類號：G712#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文獻標識碼：A#8195;#8195;#8195;#8195;#8195;文章編號：1007-0079（2012）10-0074-02

過程控制是一門與工業(yè)生產(chǎn)過程聯(lián)系十分密切的課程，在整個自動化專業(yè)的課程體系中占有重要的地位。[1]它主要針對六大參數(shù)的控制問題，包括溫度、壓力、流量、液位、成分和物性等，[2]能在新建的結(jié)構(gòu)復雜的工業(yè)生產(chǎn)過程中起到巨大的作用，同時也能在傳統(tǒng)工業(yè)的改造中，節(jié)約能源和原材料、提高質(zhì)量、減少污染。過程控制技術(shù)是控制理論、自動化儀器儀表、工藝知識、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)等知識相結(jié)合而構(gòu)成的一門應用學科。[3，4]

高職教育的目的是培養(yǎng)合格的技能應用型人才。為了提高學生素質(zhì)，需注重對他們進行綜合職業(yè)能力的培養(yǎng)，包括知識運用能力、創(chuàng)新能力、實踐能力和可持續(xù)發(fā)展能力等。

近年來，隨著現(xiàn)代控制理論的廣泛應用以及計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，“過程控制”這門課程的內(nèi)容不斷更新，傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)很難取得好的教學效果。結(jié)合“過程控制”的課程特點、社會對高職人才的需求以及多年來的授課經(jīng)驗，筆者合理安排教學內(nèi)容、改革實踐教學、改進教學手段與方法，取得了較好的教學效果。

一、合理安排教學內(nèi)容

目前過程控制技術(shù)的教材很多，其中也有不少教材引入了一些新技術(shù)、新方法，但基本上都是指導理論學習的，理論與實踐嚴重脫節(jié)，學生學習之后，不能學以致用。

高職學生更加重視知識運用能力、創(chuàng)新能力、實踐能力的培養(yǎng)。為此，筆者對過程控制課程的教學內(nèi)容進行了精心地選擇、較大地整合和創(chuàng)新。

1.對教學內(nèi)容的選擇

根據(jù)本專業(yè)的特點，精心選擇教學內(nèi)容；強化專業(yè)基礎(chǔ)理論的學習，重點介紹該門課程最基本、最重要的內(nèi)容，刪除一些相對落后的和重復性內(nèi)容的介紹；做到授課內(nèi)容豐富、信息量大、概念清晰、調(diào)理清楚。

2.注重與先修課程的交叉和融合

過程控制與自動化系的很多先修課程聯(lián)系緊密，比如自動控制原理、PLC控制技術(shù)、計算機控制、傳感與檢測等相關(guān)課程。為了使過程控制課程更好地與其他先修課程進行交叉和融合，教師對各章節(jié)內(nèi)容進行了適當?shù)倪x取和重新編排。這樣，學生能更清楚本門課程在自動化課程體系中的位置和作用。

3.注重理論聯(lián)系實際

把實驗以及實際工程中的實例引入課堂，結(jié)合實際來講解理論知識，讓學生更容易理解教材中抽象的理論知識。

4.拓展教學內(nèi)容

課堂上讓學生進行控制系統(tǒng)的初步設(shè)計，積累工程經(jīng)驗，為今后從事自動化系統(tǒng)設(shè)計、項目管理等工作打下良好的基礎(chǔ)。

5.跟蹤新技術(shù)、新發(fā)展

過程控制中一些新技術(shù)、新發(fā)展不斷涌現(xiàn)，教師及時跟蹤過程控制技術(shù)、儀表技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和通信技術(shù)的最新發(fā)展，隨時把它們補充到課堂內(nèi)容中來。

二、改革實踐教學

實踐教學在高等院校人才培養(yǎng)和改革發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新意識和工程素養(yǎng)的主要途徑。尤其是高職院校，實踐教育開展得好，人才培養(yǎng)就有了保證。筆者主要從以下方面進行實踐教學改革。

1.設(shè)計實驗裝置，精選實驗內(nèi)容

針對過程控制課程的特點，考慮學生基本技能、實踐能力、創(chuàng)新意識和工程素質(zhì)的培養(yǎng)要求，學校建設(shè)了過程控制實訓室。

過程控制實驗裝置現(xiàn)場系統(tǒng)包括：上水箱、下水箱、PLC、超聲波液位傳感器、流量傳感器、壓力傳感器、壓力表、溫度傳感器、比例調(diào)節(jié)閥、氣動控制閥、手動閥、離心泵、離心泵控制電機、電容式臨近開關(guān)、浮子式液位開關(guān)、溢出報警液位開關(guān)、加熱器、上位機和相應的通信網(wǎng)絡(luò)等。

該實驗室綜合了自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、自動化儀表技術(shù)等。學生在實驗室綜合利用所學的理論知識，完成與課堂內(nèi)容配套的相關(guān)實驗，包括液位、流量、壓力、溫度等的控制實驗，包括上水箱兩點液位控制實驗、兩點溫度控制實驗、上水箱液位連續(xù)閉環(huán)控制實驗、流量閉環(huán)控制實驗、壓力閉環(huán)控制實驗、溫度閉環(huán)控制實驗等。

在實驗過程中，學生可以根據(jù)自己的實驗目的和設(shè)計方案，進行手動閥的不同開關(guān)組合，實現(xiàn)不同的控制回路。同時，根據(jù)不同的控制對象，進行不同的參數(shù)設(shè)置，應用不同的程序，來實現(xiàn)對獨立控制系統(tǒng)的控制。通過工作站的接口模塊，可方便地將輸入、輸出信息與PLC相連，并在PLC的環(huán)境下編寫控制程序。另外，通過設(shè)備上的模擬量接口與EasyPort相連，再通過電纜與計算機連接，可通過軟件實現(xiàn)對設(shè)備輸入信號的測量及對輸出信號的控制。

學生通過對手動閥的不同開關(guān)組合來實現(xiàn)不同的控制回路，通過對軟件的PID等參數(shù)設(shè)置來實現(xiàn)不同的控制方法。學生做實驗的積極性高，他們認真觀察實驗現(xiàn)象、實驗數(shù)據(jù)，分析實驗曲線，直到得出滿意的實驗結(jié)果。通過實驗，鞏固了課堂上學到的理論知識，進一步提高了學生分析問題和解決問題的能力。

2.實訓裝置與仿真軟件相結(jié)合

由于實驗室的設(shè)備套數(shù)有限，不能滿足班級所有同學同時進行實驗的要求，教師設(shè)計了過程控制仿真軟件，同學們分組進行硬件實驗和仿真實驗。

在該仿真系統(tǒng)中，可通過選擇參數(shù)、設(shè)定控制對象來觀察不同控制系統(tǒng)中過程的動態(tài)曲線。

實踐證明，過程控制實訓裝置與仿真軟件相結(jié)合的實踐教學，大大提高了學生的學習興趣，提高了學生分析和解決實際問題的能力，取得了較好的教學效果。

3.嘗試一體化、多層次、開放式的實驗教學模式

根據(jù)實驗的難度和對學生的不同要求，對過程控制實驗分為以下幾個方面：基礎(chǔ)性實驗、綜合性實驗、研究性實驗。

基礎(chǔ)性實驗是大綱要求的必做的實驗。學生通過儀表的調(diào)試、調(diào)節(jié)器參數(shù)的設(shè)置和數(shù)據(jù)的采集與分析，培養(yǎng)一定的實驗技能，達到了解實驗裝置和控制對象的目的。

綜合性實驗更全面地涉及相關(guān)理論知識，學生需在教師的監(jiān)督指導下獨立完成實驗，充分發(fā)揮自主創(chuàng)造性，大大提高學生獨立分析問題、解決問題的能力。

研究性實驗主要吸納少部分對本課程感興趣的優(yōu)秀學生進行創(chuàng)新實踐活動，讓學生參與資料的收集、系統(tǒng)的涉及以及硬件的調(diào)試等，在教師的指導下開展獨立的專題研究，從而提高學生的科研能力和專業(yè)素養(yǎng)。

一體化、多層次、開放式的實驗教學模式，調(diào)動了學生的主觀能動性，學生跑市場、查資料、參與開發(fā)，開闊了視野，增強了學習的興趣。

三、改進教學手段與方法

過程控制課程實踐性強，與生產(chǎn)過程密切結(jié)合，但目前現(xiàn)有教材中理論知識較多，學生學習之后，不能學以致用。筆者改革了傳統(tǒng)的教學手段和方法。

1.采用啟發(fā)式教學

對課程的重點及難點問題，進行課堂提問或課堂討論，加強與學生的互動，激發(fā)學生的學習興趣。

2.充分利用相關(guān)軟件

過程控制課程中有大量的工藝流程圖、方框圖和原理圖，對于這部分內(nèi)容的教學，筆者采用多媒體和傳統(tǒng)板書相結(jié)合的方法，充分發(fā)揮多媒體直觀、生動、信息量大的特點，提高教學效果。同時，利用組態(tài)軟件等現(xiàn)代化的教學手段，增強學生對過程控制課程的學習興趣，同時提高了教學效果。

3.跟蹤課程發(fā)展的最新動態(tài)

教師可以在授課過程中及時向?qū)W生介紹學科發(fā)展的最新動態(tài)。特別是近年來智能控制、魯棒控制、自適應控制等方面，控制理論取得了重要進展，教師在課堂上可選取一部分與授課內(nèi)容相近的知識介紹給學生，以保持課程內(nèi)容的先進性。

另外，積極引導學生充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，登陸相關(guān)的專業(yè)網(wǎng)站，閱讀有關(guān)的學術(shù)期刊，了解目前所學知識在本領(lǐng)域所處的位置，從而讓他們能站在更高的起點，更好地適應學科未來的發(fā)展需求。

四、結(jié)束語

在過程控制課程的教學改革中，筆者通過科學地安排理論與實踐教學內(nèi)容、改革實踐教學、改進教學手段與方法，大大激發(fā)了學生的學習興趣，提高了學生的實際動手和創(chuàng)新能力。

但僅有以上三方面的改革還是不夠的，高水平的師資隊伍是實現(xiàn)教學目標、提高教學質(zhì)量的關(guān)鍵。課堂是教師工作的高雅藝術(shù)舞臺，課堂教學給了教師在這個學術(shù)殿堂上展示才華的機會。一堂出色的課堂教學，會使莘莘學子受益匪淺，終身難忘。因此，教師還需在教學思想、教學觀念、教學藝術(shù)等方面多下工夫，勤思考、多改善，利用教材建設(shè)、實踐改革、教學方法改進等，進一步提高過程控制課程的教學質(zhì)量與效果。

參考文獻：

[1]林屹，葉小玲.過程控制課程創(chuàng)新教學的探索與實踐[J].化工高等教育，2009，(3):39-41.

[2]唐玉玲.過程控制課程教學改革及實踐[J].科技信息，2011，(19).

[3]關(guān)宏偉，何小其，鐘偉紅，等.過程控制課程群的建設(shè)與研究[J].合肥工業(yè)大學學報(社會科學版)，2009，(5):27-29.

[4]張運波.《過程控制工程》課程教學體系優(yōu)化的研究與實踐[J].長春工程學院學報(社會科學版)，2009，(4):92-94.

（責任編輯：宋秀麗）