過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表課程教學(xué)探索

【摘要】針對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表課程的自身特點(diǎn)和學(xué)生的實(shí)際情況，對(duì)課程進(jìn)行教學(xué)改革。優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)教學(xué)方法、線上線下結(jié)合，設(shè)置合理的考核方式。經(jīng)過(guò)兩屆學(xué)生的實(shí)踐和完善，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣明顯提高，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力得到了一定的提高，教學(xué)改革取了了較好的效果。

【關(guān)鍵詞】過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表 線上線下 教學(xué)方法 考核方式

一、引言

過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表是測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)大三開(kāi)設(shè)的專業(yè)選修課，是在學(xué)習(xí)了電路原理、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、自動(dòng)控制原理與檢測(cè)技術(shù)與傳感器的基礎(chǔ)上，將控制原理和方法與檢測(cè)技術(shù)結(jié)合解決特定領(lǐng)域的過(guò)程控制問(wèn)題。對(duì)于過(guò)程控制與儀表這樣一門不斷發(fā)展的技術(shù)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以取得最佳的教學(xué)效果。針對(duì)地方應(yīng)用型本科院校的人才培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表課程進(jìn)行改革，使學(xué)生在工程應(yīng)用和創(chuàng)新能力上能有所突破。

二、課程教學(xué)改革整體設(shè)計(jì)思路

課程的改革首先優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)專業(yè)依托丹東市儀器儀表工業(yè)園的實(shí)際情況，使教學(xué)內(nèi)容更貼近于企業(yè)需求;然后因材施教，根據(jù)學(xué)生的現(xiàn)狀引入適合的教學(xué)方法和手段，針對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)個(gè)性化差別較大的情況，建立線上線下課堂和進(jìn)行跨校修讀學(xué)分，使學(xué)生能夠享受名校名師的視頻課程，最后改進(jìn)和拓展學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)和考核方式，重視學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程。

三、教學(xué)改革的實(shí)施

（一）優(yōu)化課程內(nèi)容

本課程涉及的內(nèi)容綜合性較強(qiáng)，同時(shí)也與前期相關(guān)課程在內(nèi)容上有相當(dāng)?shù)慕徊嬷丿B，如檢測(cè)儀表部分與“傳感器與檢測(cè)技術(shù)”課程的傳感器處的內(nèi)容，調(diào)節(jié)器部分與“自動(dòng)控制原理課程”的線性系統(tǒng)校正方法部分，單回路控制系統(tǒng)與“自動(dòng)控制原理”課程的內(nèi)容等交叉重疊較多，所以優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容勢(shì)在必行。同時(shí)，控制領(lǐng)域的快速發(fā)展又使得教學(xué)內(nèi)容不能完全來(lái)自于教材。因此，對(duì)幾本重點(diǎn)教材內(nèi)容進(jìn)行綜合取舍，并不斷的更新教學(xué)內(nèi)容，將最新的傳感器、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、控制和信息技術(shù)融入教學(xué)。

（二）思維導(dǎo)圖與項(xiàng)目教學(xué)法的引入

將課程組教師的與過(guò)程控制相關(guān)的項(xiàng)目進(jìn)行分解，提取和課程相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)引入到課程的授課中。同時(shí)，將學(xué)生按小組的形式參與教師的科研項(xiàng)目，使所學(xué)知識(shí)能夠應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。有參加教師項(xiàng)目的上一屆學(xué)生將項(xiàng)目作為載體進(jìn)行仿真，在教學(xué)中將學(xué)生的仿真重要結(jié)果給學(xué)生進(jìn)行演示，使學(xué)生充分理解過(guò)程控制系統(tǒng)的相關(guān)環(huán)節(jié)和操作。同時(shí)，在授課中采用理實(shí)一體的授課方式，將實(shí)驗(yàn)設(shè)備作為具體案例，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)，能夠在實(shí)驗(yàn)設(shè)備上進(jìn)行對(duì)應(yīng)操作，基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生清楚實(shí)驗(yàn)的整個(gè)來(lái)龍去脈。在緒論講述中講述控制系統(tǒng)組成時(shí)，就要求學(xué)生深入了解實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備裝置、傳感器、控制規(guī)律、上位機(jī)軟件等軟硬件特點(diǎn)。同時(shí)，要求學(xué)生預(yù)習(xí)時(shí)繪制每次課程知識(shí)點(diǎn)的思維導(dǎo)圖，按照思維導(dǎo)圖指導(dǎo)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合。

（三）線上線下教學(xué)的結(jié)合

基于超星泛雅平臺(tái)建設(shè)過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表的線上課程，同時(shí)通過(guò)跨校修學(xué)分進(jìn)行建課，將遼寧省省內(nèi)優(yōu)秀學(xué)校和教師建設(shè)的過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表課程資源引入到教學(xué)中。在自行建設(shè)的課程資源中包括課程綱要、執(zhí)行大綱、每次課的思維導(dǎo)圖，PPT，視頻、作業(yè)、習(xí)題集、演示實(shí)驗(yàn)等資源。將視頻資源按照知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行錄制，每個(gè)視頻的時(shí)間不超過(guò)15分鐘。便于學(xué)生線上學(xué)習(xí)和移動(dòng)設(shè)備上進(jìn)行學(xué)習(xí)，同時(shí)通過(guò)微信，QQ群的方式隨時(shí)與學(xué)生進(jìn)行溝通和教學(xué)。不定時(shí)的發(fā)放討論和小測(cè)驗(yàn)，隨時(shí)對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)點(diǎn)的情況進(jìn)行檢驗(yàn)。課上教學(xué)中，教師利用泛雅平臺(tái)的答題功能以及統(tǒng)計(jì)反饋功能，改變了過(guò)去教師將學(xué)生聽(tīng)的填鴨式教學(xué)，實(shí)時(shí)與學(xué)生進(jìn)行內(nèi)容上的交流與溝通，使教師能夠精準(zhǔn)的把我課堂。使整個(gè)課堂形成一個(gè)簡(jiǎn)單的單回路控制系統(tǒng)，有控制、有執(zhí)行、有反饋，使學(xué)生對(duì)教師的講課方法也意圖更理解，同時(shí)教師能夠更清楚的了解學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和學(xué)習(xí)效果

（四）合理的考核方式

在課程考核中，改變過(guò)去期末一張?jiān)嚲頉Q定最后學(xué)生成績(jī)的方式，將過(guò)程考核引入教學(xué)考核中。如同閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制的每個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)最后的控制效果都產(chǎn)生影響，課上講解單回路控制系統(tǒng)的時(shí)候?qū)⒖己说母鱾€(gè)考核點(diǎn)與控制系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)相對(duì)應(yīng)，即加深了學(xué)生對(duì)控制系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的理解，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生做好過(guò)程考核中各考核點(diǎn)的興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果明顯提高。

四、總結(jié)

過(guò)程控制系統(tǒng)與儀表課程改革，緊緊圍繞該門課程的特點(diǎn)，不斷優(yōu)化和延伸課程內(nèi)容，注意課內(nèi)知識(shí)和課外知識(shí)的銜接，靈活的采用思維導(dǎo)圖、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)等教學(xué)方法。實(shí)現(xiàn)線上、線下，課前、課中、課后實(shí)時(shí)教學(xué)、討論和溝通，積極調(diào)動(dòng)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。改進(jìn)學(xué)生的考核措施，使考核與課程知識(shí)相關(guān)聯(lián)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。但是仍然存在一些問(wèn)題需要進(jìn)一步解決，例如如何是自主學(xué)習(xí)能力不強(qiáng)的同學(xué)加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力，如何使學(xué)生所學(xué)知識(shí)能夠與生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行銜接等都需要進(jìn)一步的解決，這也是繼續(xù)進(jìn)行課程深化改革的動(dòng)力所在。

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作者簡(jiǎn)介：沈鳳龍，遼東學(xué)院，副教授，博士。