馬艷彬
【摘 要】《過程控制系統(tǒng)》是本科院校自動化專業(yè)開設的一門專業(yè)課程,是培養(yǎng)應用型人才的關鍵課程之一。本文根據(jù)應用型本科課程建設與改革相關意見,結合《過程控制系統(tǒng)》課程本身特點,對《過程控制系統(tǒng)》課程開展項目化教學,增強學生的動手能力和知識應用能力。
【關鍵詞】過程控制 應用型 項目 模塊
中圖分類號:G4 文獻標識碼:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2017.21.192
過程控制是自動化技術的重要分支,在電力、石油、化工等連續(xù)型生產(chǎn)過程中有廣泛的應用?!哆^程控制系統(tǒng)》是自動化專業(yè)的核心課程,也是一門應用性很強的課程。教學目的主要讓學生了解過程控制系統(tǒng)的基本結構、儀表選型、控制方案設計;能夠針對不同的生產(chǎn)過程,設計出適用的控制系統(tǒng)。
近幾年來,隨著計算機技術、控制理論、計算機網(wǎng)絡、電子技術等的迅速發(fā)展,過程控制技術及其應用領域也得了飛速發(fā)展。這使得過程控制技術應用人才的需求也在增加,2014年商丘師范學院被確定為“河南省整體轉型發(fā)展試點院?!?。為了適應應用本科高校轉型,商丘師范學院電子電氣工程學院在講授這門課程的教學過程,對課程理論和實踐教學現(xiàn)狀進行分析,通過不斷地總結經(jīng)驗和實踐探索,建立了項目化教學方法。
一、教學內(nèi)容的項目化設計
項目化教學起源于19世紀的美國學校,以培養(yǎng)學生思維能力以及動手能力為主要教學目的,在美國的課堂教學中廣泛應用。在國內(nèi),由于應試教育的弊端,很多教育學者開始探索一些新的教育方法,而項目化教學法的引進,給很多人帶來了啟示。所謂項目化教學就是學生在學習中以一個具體的項目來學習相關知識,并且通過項目學習進行實踐體驗。通過一系列的項目實踐進行探索創(chuàng)新與實際技能的提升。
結合項目化教學的內(nèi)涵,我們對《過程控制系統(tǒng)》教學內(nèi)容進行了項目化設計,總共包括6個項目:單容水箱液位控制系統(tǒng)、MCGS組態(tài)軟件設計、液位串級控制系統(tǒng)、鍋爐水溫前饋-反饋控制系統(tǒng)、流量比值控制系統(tǒng)、基于積分分離PID的恒壓供水系統(tǒng)設計。每個項目又包含許多的知識模塊,實施部分課程的整合,將每個模塊的基礎知識整合到項目中,實施以核心技能訓練為目的的教學方法。項目要求通過“教、學、做”一體化的教學方法,完成控制系統(tǒng)的設計、布線、調試和結論分析。通過小組成員之間的協(xié)調分工、溝通交流、團隊合作、自我分析、解決問題,以提高學生綜合能力。
二、項目化教學考核方式改革
在項目化教學改革之前,《過程控制系統(tǒng)》這門課程的最終成績主要由三部分組成,分別為:平時成績20%+期中成績10%+期末成績70%。期末成績占考核分數(shù)的大部分,其形式主要是試卷考試,偏重考察學生對于理論知識的掌握程度。
在應用型課程改革下,《過程控制系統(tǒng)》的考核方式也應該進行相應的改課。項目化教學注重學生對理論知識的綜合應用能力,因此,考核評價方式應當側重知識應用能力考察。根據(jù)項目課程的設計需要,把小組項目、課程設計納入到考核范圍內(nèi),同時降低期末考試所占的比例。項目化教學總共是5個基本項目和一個課程設計項目。每個基本項目6分,主要考核學生小組討論、個人發(fā)言、項目實施操作等。課程設計是知識的綜合應用,所占分數(shù)比例相對較多,課程設計考核主要從設計方案、項目實施、項目答辯等幾個環(huán)節(jié)進行考核評定。所以,項目化教學采用的考核方式如下:最終成績=平時成績×10%+小組項目×6%×5+課程設計×30%+期末成績30%。
三、項目化教學實施平臺
為了實現(xiàn)《過程控制系統(tǒng)》項目化教學改革,實訓室建設是非常關鍵的環(huán)節(jié)。2014年至2017年三年的時間建設和完善,目前我校已經(jīng)擁有過程控制實驗室和工業(yè)自動化實訓室。它模擬了工業(yè)生產(chǎn)過程中一些常見被控量的控制,如液位、溫度、壓力、流量等。實驗室所有的傳感器、變送器、電動控制閥門、變頻器、晶閘管移相調控器等都是工業(yè)現(xiàn)場正在使用的設備。控制器可以采用智能儀器、PLC、單片機、PC機等,可以構成各種類型的過程控制系統(tǒng),而且還可以任意選用控制算法,進行一些算法創(chuàng)新設計等。
《過程控制系統(tǒng)》應用型課程改革,是在響應高校應用轉型的號召下,遵循工業(yè)技術人才需求的基礎上,以學生為主體,將項目式教學引入課程教學中,不僅可以調動學生的學習興趣,還能夠增強學生的實踐能力,小組項目和課程設計更是對學生職業(yè)素質的培養(yǎng)有積極推動作用。
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