鄭爭(zhēng)志，錢(qián)家盛

（安徽大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，安徽省 合肥市 230601）

為深入落實(shí)全國(guó)教育大會(huì)和《加快推進(jìn)教育現(xiàn)代化實(shí)施方案（2018—2022年）》精神，貫徹落實(shí)新時(shí)代全國(guó)高校本科教育工作會(huì)議和《教育部關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育全面提高人才培養(yǎng)能力的意見(jiàn)》，2019年教育部啟動(dòng)一流本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)“雙萬(wàn)計(jì)劃”[1]，安徽大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)以“夯實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)化實(shí)踐、突出創(chuàng)新”的培養(yǎng)方式，為國(guó)家培養(yǎng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要的化工專(zhuān)業(yè)人才為專(zhuān)業(yè)特色，成為首批國(guó)家級(jí)一流本科專(zhuān)業(yè)建設(shè)點(diǎn)之一。2017年，安徽大學(xué)已成功進(jìn)入“雙一流”世界級(jí)一流學(xué)科（材料科學(xué)與工程）建設(shè)高校行列。要成為真正的一流專(zhuān)業(yè)，支持世界一流學(xué)科建設(shè)，必須全面貫徹黨的教育方針，落實(shí)立德樹(shù)人根本任務(wù)[2]，以人才培養(yǎng)為中心，理順學(xué)科建設(shè)和專(zhuān)業(yè)建設(shè)之間的關(guān)系，夯實(shí)本科教育的“四梁八柱”[3]。

隨著現(xiàn)代化工生產(chǎn)向著大型化、連續(xù)化、復(fù)雜化和自動(dòng)化方向發(fā)展，這就要求未來(lái)從業(yè)者必須掌握足夠多的儀表檢測(cè)知識(shí)與自動(dòng)控制技術(shù)[4]?！痘x表及自動(dòng)化》是化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)必修課程，是一門(mén)集應(yīng)用自動(dòng)控制學(xué)科、儀器儀表學(xué)科及計(jì)算機(jī)等學(xué)科的理論與技術(shù)，服務(wù)于化工生產(chǎn)過(guò)程的綜合性技術(shù)課程[5]。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程，可了解化工自動(dòng)化的基礎(chǔ)知識(shí)，理解自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成、基本原理，在生產(chǎn)和管理中能夠正確地選用和使用儀器儀表，能根據(jù)工藝的要求與自控人員共同討論和提出合理的自動(dòng)控制方案，為學(xué)生從事工程實(shí)踐及進(jìn)一步學(xué)習(xí)相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)奠定基礎(chǔ)。

安全儀表系統(tǒng)是化工安全概論、化工環(huán)保與安全技術(shù)等生產(chǎn)安全相關(guān)課程中安全素養(yǎng)和工程意識(shí)在工作實(shí)踐中得以體現(xiàn)的基石。為了切實(shí)推動(dòng)一流學(xué)科建設(shè)，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，緊跟社會(huì)和企業(yè)對(duì)生產(chǎn)安全的需求，適應(yīng)化工、能源和環(huán)鏡等領(lǐng)域快速發(fā)展對(duì)專(zhuān)業(yè)隊(duì)伍的新要求，培養(yǎng)立足于實(shí)際工業(yè)應(yīng)用的復(fù)合型工程人才，結(jié)合化工儀表及自動(dòng)化課程和化工過(guò)程特點(diǎn)，根據(jù)安徽大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的實(shí)際教學(xué)安排，對(duì)化工儀表及自動(dòng)化課程中加強(qiáng)安全儀表相關(guān)內(nèi)容教學(xué)改革進(jìn)行探討。

1 以社會(huì)和實(shí)際安全生產(chǎn)需求為導(dǎo)向，增強(qiáng)教師業(yè)務(wù)水平，不斷完善教學(xué)大綱

適應(yīng)需求是一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)目標(biāo)之一。近幾年來(lái)，全國(guó)各地的安全事故屢現(xiàn)不止，作為高危行業(yè)，化工企業(yè)乃至化工化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室中出現(xiàn)安全事故的幾率相對(duì)于其他行業(yè)而言較高。這就要求化工行業(yè)技術(shù)人員在具備較強(qiáng)的安全意識(shí)的前提下，不僅在工藝設(shè)計(jì)和技術(shù)改造過(guò)程中能和自控設(shè)計(jì)人員提出合理的自控方案，還要具備選擇安全儀表和設(shè)計(jì)安全自控系統(tǒng)的能力。針對(duì)這一社會(huì)和行業(yè)需求，在自控系統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中加入并強(qiáng)化安全連鎖控制相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)與課程教學(xué)目標(biāo)、專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和一流專(zhuān)業(yè)建設(shè)目標(biāo)。這不僅需要加強(qiáng)該課程基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)通過(guò)安全生產(chǎn)實(shí)際案例和化工過(guò)程安全自控設(shè)計(jì)等素材的引入，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的積極性，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐和靈活運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

這要求任課教師不僅要具備扎實(shí)的相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工程背景，還要求教師具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力、提出問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。我校化工儀表及自動(dòng)化教研組教師本碩博均畢業(yè)于化工相關(guān)專(zhuān)業(yè)，主持或參與多項(xiàng)企業(yè)委托項(xiàng)目，積累了豐富的相關(guān)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。教研組每年組織任課教師進(jìn)行化工企業(yè)調(diào)研，參加化工專(zhuān)業(yè)教學(xué)研討會(huì)和化工安全培訓(xùn)會(huì)，與國(guó)內(nèi)外同行進(jìn)行交流學(xué)習(xí)，了解化工企業(yè)的新技術(shù)、新設(shè)備和新需求，提高自身教學(xué)綜合素質(zhì)和化工行業(yè)發(fā)展視野。

在化工儀表及自動(dòng)化課程學(xué)期的前期，我?；瘜W(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)的學(xué)生已完成了化工企業(yè)見(jiàn)習(xí)、化工環(huán)保與安全技術(shù)課程的學(xué)習(xí)，具備一定的安全生產(chǎn)意識(shí)和化工行業(yè)安全常識(shí)。因此，安全儀表系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過(guò)程，是將這些意識(shí)具體化、現(xiàn)實(shí)化。這就要求不斷積累相關(guān)工程案例、動(dòng)畫(huà)和視頻等教學(xué)素材，同時(shí)教學(xué)大綱要根據(jù)實(shí)際需求和專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及時(shí)更新，結(jié)合工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求和課程目標(biāo)，將此部分內(nèi)容在課程目標(biāo)3中進(jìn)行具體實(shí)施，并在實(shí)施過(guò)程中根據(jù)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的反饋，不斷改進(jìn)和完善。

2 改進(jìn)教學(xué)模式和教學(xué)方法，理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)

本科的專(zhuān)業(yè)教學(xué)，尤其是工科專(zhuān)業(yè)教學(xué)，是基于工業(yè)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用和技術(shù)更新需求，為社會(huì)輸送合格的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才。因此要改變傳統(tǒng)的“滿(mǎn)堂灌”多媒體教學(xué)方法，從教學(xué)多方面入手，以實(shí)際需求為導(dǎo)向進(jìn)行多方式教學(xué)。

第一，基本原理、知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)可采用多媒體動(dòng)畫(huà)與板書(shū)相結(jié)合的方式，多媒體動(dòng)畫(huà)可以生動(dòng)、直觀的演示各種儀表、閥門(mén)和聯(lián)鎖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理和操作模式，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握。通過(guò)合理的板書(shū)推導(dǎo)，可以集中學(xué)生上課思路，加深學(xué)生對(duì)公式的理解與記憶，與多媒體教學(xué)互補(bǔ)，起到事半功倍的教學(xué)效果。

第二，啟發(fā)學(xué)生思考單個(gè)基礎(chǔ)儀表可以用在安全生產(chǎn)的哪些方面，如何和其他儀表組成一個(gè)合理的安全聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，比如壓力表、流量計(jì)可安裝相應(yīng)的電觸點(diǎn)，在壓力或物料流量大于允許值時(shí)，可進(jìn)行聲音和光的報(bào)警，同時(shí)啟動(dòng)泄壓、冷卻劑、相關(guān)物料、電源或氣源閥門(mén)，從而在工作人員作出及時(shí)反映之前控制危險(xiǎn)事故發(fā)生。對(duì)于簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)工程案例的講解，鞏固知識(shí)要點(diǎn)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)課程的興趣，增強(qiáng)學(xué)生的安全意識(shí)。

第三，安全儀表系統(tǒng)內(nèi)容重點(diǎn)講解，讓學(xué)生了解控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，熟知安全儀表系統(tǒng)的安全度等級(jí)、評(píng)價(jià)指標(biāo)、結(jié)構(gòu)和集成設(shè)計(jì)原則，通過(guò)2012年蚌埠八一化工廠爆炸等案例，強(qiáng)調(diào)安全儀表系統(tǒng)冗余原則的重要性及其實(shí)施方法，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到，在實(shí)際化工生產(chǎn)過(guò)程對(duì)安全儀表系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)很多失效的情況。所以在進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中需結(jié)合冗余設(shè)計(jì)原則，根據(jù)其安全度等級(jí)考慮裝置和系統(tǒng)的失效率，對(duì)可能發(fā)生的各種情況進(jìn)行分析，通過(guò)安全儀表系統(tǒng)應(yīng)對(duì)相應(yīng)可能發(fā)生的事故，從而對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)并對(duì)各個(gè)系統(tǒng)的等級(jí)進(jìn)行研究和認(rèn)識(shí)，進(jìn)而降低甚至消除事故的發(fā)生。

第四，學(xué)以致用，積極協(xié)調(diào)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室和專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)后，分組對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)室安全隱患進(jìn)行排查，針對(duì)可能的危險(xiǎn)源，讓學(xué)生提出應(yīng)對(duì)或改進(jìn)方案，并結(jié)合實(shí)際情況暢想一下安全儀表系統(tǒng)今后的發(fā)展方向，采用“翻轉(zhuǎn)課堂”或大作業(yè)的形式進(jìn)行闡述，對(duì)合理的改進(jìn)方案和建議反饋給相關(guān)實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人，減小實(shí)驗(yàn)室安全事故的發(fā)生，具有創(chuàng)新性的改進(jìn)方案鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表論文或申請(qǐng)發(fā)明專(zhuān)利。

第五，課程學(xué)習(xí)、考試結(jié)束后，相關(guān)理論知識(shí)和安全意識(shí)在后續(xù)整個(gè)學(xué)習(xí)階段和職業(yè)生涯的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中得到鞏固和提高。PID圖作為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)和參加全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽的參賽重要成果之一，以往的儀表自控方案可能只注重生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化控制，而忽略了安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的重要性，還有畢業(yè)實(shí)習(xí)過(guò)程中大家往往只注意到工藝流程和設(shè)備，而忽視了自控過(guò)程和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。通過(guò)該課程中檢測(cè)儀表（理論基礎(chǔ)）、安全儀表系統(tǒng)和簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)（設(shè)計(jì)應(yīng)用）等內(nèi)容教學(xué)過(guò)程對(duì)安全意識(shí)的不斷強(qiáng)化，使學(xué)生在后期的學(xué)習(xí)和實(shí)踐過(guò)程中提高安全意識(shí)，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)綜合素質(zhì)，并且不斷學(xué)習(xí)提高，使職業(yè)終身收益。

3 完善考核方式和教學(xué)評(píng)價(jià)體系，教學(xué)持續(xù)化改進(jìn)

考核是檢驗(yàn)教師教與學(xué)生學(xué)的效果的重要手段，新的教學(xué)改革要有與之相適應(yīng)的考核方式給予有效支撐。本課程除常規(guī)的課堂練習(xí)（占比5%）、作業(yè)（占比10%）和期末考試（占比70%）外，學(xué)習(xí)過(guò)程中還加入了大作業(yè)（占比15%），見(jiàn)表2。對(duì)于參加全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽的同學(xué)，大作業(yè)的內(nèi)容為與大賽相關(guān)的工藝流程中自動(dòng)控制過(guò)程的設(shè)計(jì)，包含簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)、復(fù)雜控制系統(tǒng)和安全儀表系統(tǒng)；對(duì)于沒(méi)有參加全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽的同學(xué)，大作業(yè)內(nèi)容為簡(jiǎn)單安全自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)室安全整改建議。這些大作業(yè)通過(guò)學(xué)生以組為單位，在原有知識(shí)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上通過(guò)擴(kuò)展儀表和自動(dòng)化知識(shí)，查閱相關(guān)文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，根據(jù)實(shí)際情況討論商榷，最終通過(guò)設(shè)計(jì)成果或“翻轉(zhuǎn)課堂”形式進(jìn)行書(shū)面或語(yǔ)言表達(dá)出來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中學(xué)生不僅更加系統(tǒng)、深入地掌握理論知識(shí)并進(jìn)行靈活運(yùn)用，同時(shí)還鍛煉了學(xué)生資料調(diào)研、解決實(shí)際問(wèn)題和語(yǔ)言表達(dá)能力。通過(guò)該環(huán)節(jié)的考核，我校2020-2021學(xué)年第二學(xué)期化工儀表及自動(dòng)化課程目標(biāo)3的達(dá)成情況良好，除2人外（共78人），均達(dá)到0.65的課程目標(biāo)期望值，如圖1所示。

圖1 課程目標(biāo)3達(dá)成情況分布圖

考核各環(huán)節(jié)結(jié)束后及時(shí)對(duì)各環(huán)節(jié)和相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分析，形成分析報(bào)告，對(duì)教學(xué)改革和教學(xué)過(guò)程進(jìn)行全方位評(píng)價(jià)，效果較好的方式方法繼續(xù)發(fā)揚(yáng)并加強(qiáng)，薄弱環(huán)節(jié)及時(shí)調(diào)整教學(xué)方式方法，進(jìn)行不斷改進(jìn)。同時(shí)，對(duì)全國(guó)化工設(shè)計(jì)大賽參賽成果、畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)報(bào)告中PID圖有關(guān)儀表自動(dòng)化和安全聯(lián)鎖部分中評(píng)委專(zhuān)家、畢業(yè)設(shè)計(jì)外審專(zhuān)家和答辯專(zhuān)家提出的寶貴意見(jiàn)要及時(shí)整理，并在后續(xù)的教學(xué)過(guò)程中給予改進(jìn)和加強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)過(guò)程的可持續(xù)化改進(jìn)。

4 結(jié)束語(yǔ)

以建設(shè)面向未來(lái)、適應(yīng)需求、引領(lǐng)發(fā)展、理念先進(jìn)、保障有力的國(guó)家級(jí)一流專(zhuān)業(yè)為契機(jī)，以“雙一流”世界級(jí)一流學(xué)科建設(shè)任務(wù)為導(dǎo)向，針對(duì)目前化工過(guò)程設(shè)計(jì)和生產(chǎn)對(duì)安全聯(lián)鎖系統(tǒng)要求較高，我?；x表及自動(dòng)化課程對(duì)安全儀表系統(tǒng)的教學(xué)進(jìn)行了加強(qiáng)和改革，通過(guò)梳理安全儀表系統(tǒng)與其它儀表知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，創(chuàng)新應(yīng)用實(shí)踐，完善考核和評(píng)價(jià)體系并進(jìn)行持續(xù)化改進(jìn)，培養(yǎng)了學(xué)生專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)，增強(qiáng)了學(xué)生安全意識(shí)，有助于促進(jìn)企業(yè)安全生產(chǎn)和社會(huì)穩(wěn)定，使學(xué)生個(gè)人終身受益。