DCS課程教學(xué)模式改革與實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)

張玲

【摘 要】 本文從DCS課程教學(xué)模式、考核模式、實(shí)踐應(yīng)用及其DCS課程教學(xué)模式改革與實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的意義及其應(yīng)用前景進(jìn)行分析，希望能夠?yàn)橛嘘P(guān)理論研究及其實(shí)踐提供參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】 DCS課程；實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)；教學(xué)模式

【中圖分類(lèi)號(hào)】G64.23 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）22-00-01

《集散控制系統(tǒng)（DCS）》課程是我校能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)課程，我們結(jié)合該課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，著力實(shí)現(xiàn)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)。通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握集散控制系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)性、通用性；通過(guò)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的鍛煉，使學(xué)生掌握集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)的一般方法。在此基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了DCS仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以為能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)、化學(xué)工程、電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)提供系統(tǒng)控制仿真演示教學(xué)平臺(tái)。

《集散控制系統(tǒng)》課程也是自動(dòng)化、化學(xué)工程、電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)必修課，該課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和綜合性。

1.DCS課程教學(xué)及其實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)

1.1教學(xué)模式

將單一課程的教學(xué)化為相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用和訓(xùn)練。教師的課堂教學(xué)活動(dòng)不同于死板的教科書(shū)，他可以把相關(guān)學(xué)科、課程的知識(shí)有機(jī)地交叉和滲透，把單一課程的教學(xué)過(guò)程與相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用和訓(xùn)練相結(jié)合。我們把能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)和電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)結(jié)合起來(lái)，能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要完成設(shè)計(jì)鍋爐、汽機(jī)兩大系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)，電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生主要完成發(fā)電及配電系統(tǒng)的仿真設(shè)計(jì)。

1.2考核模式

1.2.1工程設(shè)計(jì)考核

把課程考核方式由對(duì)書(shū)本知識(shí)的考核改為對(duì)工程設(shè)計(jì)能力考核。把傳統(tǒng)的考核方法改成平時(shí)成績(jī)+課程設(shè)計(jì)的形式來(lái)完成。課程設(shè)計(jì)的課題緊密結(jié)合專(zhuān)業(yè)的工程設(shè)計(jì)，例如：“熱力發(fā)電廠鍋爐控制的DCS系統(tǒng)”、“DCS在熱力電廠中間再熱”、“回?zé)嵯到y(tǒng)中的應(yīng)用”等。課程考核的最后階段是以學(xué)生在課堂上做匯報(bào)演示的方式進(jìn)行，如圖2.1。這種以作品設(shè)計(jì)和匯報(bào)演講的考核方式，更能體現(xiàn)對(duì)大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求，更加注重學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)和對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用。我們認(rèn)為，把課程考核方式由對(duì)書(shū)本概念知識(shí)的考核改為對(duì)知識(shí)應(yīng)用和工程設(shè)計(jì)能力的考核，符合培養(yǎng)應(yīng)用型人才的定位和高等教育教學(xué)改革的大趨勢(shì)。

1.2.2多方位評(píng)價(jià)

形成平時(shí)考核與終結(jié)性設(shè)計(jì)考核相結(jié)合。打破傳統(tǒng)的采取平時(shí)成績(jī)加期末閉卷考試，按2：8加權(quán)模式的考核方法，采用平時(shí)成績(jī)加課程設(shè)計(jì)的形式來(lái)完成。課程考核的最后階段，是以學(xué)生在課堂上將自己的設(shè)計(jì)做匯報(bào)演示的方式進(jìn)行。

以不斷激勵(lì)和督促學(xué)生認(rèn)識(shí)自己當(dāng)時(shí)的學(xué)習(xí)狀況，加強(qiáng)章節(jié)練習(xí)的監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)教學(xué)效果過(guò)程檢驗(yàn)。由對(duì)書(shū)本知識(shí)的考核轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)工程設(shè)計(jì)能力的考核，突出知識(shí)的應(yīng)用性。注重教學(xué)課題及學(xué)生成果的持續(xù)性積累。將課程教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)技術(shù)培訓(xùn)緊密結(jié)合，注重不同專(zhuān)業(yè)間共性知識(shí)點(diǎn)相互交匯。

1.3 DCS課程實(shí)踐應(yīng)用

該項(xiàng)目通過(guò)教學(xué)過(guò)程的不斷完善、畢業(yè)設(shè)計(jì)修改提升，經(jīng)過(guò)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目的完成，通過(guò)到企業(yè)調(diào)研與實(shí)踐，對(duì)熱電廠熱力系統(tǒng)、配電系統(tǒng)的軟硬件組態(tài)，已形成一套較為完整的DCS控制系統(tǒng)模型，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)控制過(guò)程的模擬，以及工程師站及操作員站通過(guò)人機(jī)界面對(duì)控制過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控及管理，在我校建立了DCS仿真實(shí)驗(yàn)室，如圖3.1。

該課程打破了傳統(tǒng)課程采用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)模式，有意識(shí)地、科學(xué)系統(tǒng)地設(shè)計(jì)了各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，有針對(duì)性地、潛移默化地使學(xué)生的知識(shí)、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展，穩(wěn)步提高。在課程教學(xué)過(guò)程中，融入了“雙主教學(xué)模式”的思想。以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，注重學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展。通過(guò)把教學(xué)和工程實(shí)踐相結(jié)合，使學(xué)生掌握扎實(shí)理論知識(shí)的同時(shí)，多渠道進(jìn)行實(shí)踐能力的培養(yǎng)，提升學(xué)生自身的綜合素質(zhì)。

2.意義及其應(yīng)用前景

DCS教學(xué)模式改革，為工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)提供了成功范例。目前已被自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)、化學(xué)工程等專(zhuān)業(yè)的課程教學(xué)所采用。比如：PLC原理與應(yīng)用、傳感器與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、化工儀表、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等課程應(yīng)用了該方法教學(xué)，均取得良好教學(xué)效果。伴隨著傳感器課程逐步能力化的教學(xué)過(guò)程，學(xué)生完成了《可視化遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)》、《陣列式氣體傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)》、《基于可視嗅覺(jué)的多用途智能電子鼻系統(tǒng)》、《基于組態(tài)王的合成氨DCS仿真教學(xué)系統(tǒng)的建立》等項(xiàng)目可以使初學(xué)者身臨其境的感受傳感器的作用，引發(fā)了學(xué)生極大的學(xué)習(xí)興趣。在PLC技術(shù)應(yīng)用方面，不但開(kāi)發(fā)了多項(xiàng)綜合性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，還有多名學(xué)生積極參加了全國(guó)電氣智能大賽。DCS實(shí)驗(yàn)室的建成，為我校能源與動(dòng)力工程、化工工程、電氣工程及其自動(dòng)化等專(zhuān)業(yè)的多門(mén)專(zhuān)業(yè)課提供了實(shí)驗(yàn)條件，為教學(xué)提供了形象直觀的案例，使得學(xué)生理解掌握專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)和生產(chǎn)工藝流程。

3.結(jié)語(yǔ)

DCS仿真系統(tǒng)目前在寧夏中小型企業(yè)得到應(yīng)用，為企業(yè)提供崗前培訓(xùn)、設(shè)計(jì)、維護(hù)、技術(shù)更新等服務(wù)。同時(shí)，通過(guò)學(xué)生在企業(yè)的實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)DCS控制系統(tǒng)的全面了解和認(rèn)識(shí)，讓學(xué)生具備了工業(yè)組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)、應(yīng)用能力，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)工業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、流程設(shè)計(jì)、分析與創(chuàng)新能力，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)的無(wú)縫連接，真正做到為地區(qū)經(jīng)濟(jì)服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]盛強(qiáng)，朱建偉.基于項(xiàng)目引導(dǎo)和職業(yè)技能競(jìng)賽的教學(xué)模式研究——以《DCS技術(shù)應(yīng)用》課程為例[J].湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，03：63-65.

[2]王姣.虛擬實(shí)驗(yàn)與真實(shí)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化整合研究[D].西北師范大學(xué)，2014.