手腦并用,在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)

摘#8195;要:要提高學(xué)生學(xué)習(xí)《化工儀表及自動(dòng)化》課程的興趣，使這門課程中難于理解的操作方法、工作原理和控制理論變得易于掌握，最有效的辦法就是讓學(xué)生一邊操作一邊學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中手腦并用，在操作過程中自己去體驗(yàn)、總結(jié)儀表的工作原理、學(xué)習(xí)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制理論和方法。

關(guān)鍵詞:《化工儀表及自動(dòng)化》教學(xué) 興趣培養(yǎng) 手腦并用 在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)

《化工儀表及自動(dòng)化》這門課程是中職學(xué)校化工分析和化工工藝等化工專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課，其主要知識點(diǎn)是化工儀表的識讀和工作原理以及如何運(yùn)用化工儀表進(jìn)行化工生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制。該課程是綜合化工原理、電路和電子知識以及自動(dòng)控制理論等多學(xué)科的交叉課程。隨著化工生產(chǎn)向大規(guī)模、集約化、綜合利用方向的迅速發(fā)展，化工生產(chǎn)過程已進(jìn)入了全自動(dòng)化控制時(shí)代。因此，《化工儀表及自動(dòng)化》這門課程對化工專業(yè)學(xué)生的影響日益凸顯。但是，由于該門課程的知識點(diǎn)與學(xué)生以往所學(xué)的知識體系相差甚遠(yuǎn)，大多數(shù)學(xué)生對學(xué)習(xí)這門課程缺乏興趣，再加上目前中職學(xué)校的生源素質(zhì)不斷下降，學(xué)生文化基礎(chǔ)差，對電子和電路知識相當(dāng)薄弱，就使得這門課程存在出現(xiàn)教學(xué)兩難的問題。

一、動(dòng)手實(shí)踐，激發(fā)學(xué)生興趣

我國古代大教育家孔子說:“知之者不如好之者，好之者不如樂之者”。興趣是學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)中最活躍的部分，它使人積極主動(dòng)、心情愉快、全神貫注地學(xué)習(xí)，不以學(xué)習(xí)為負(fù)擔(dān)，而以學(xué)習(xí)為享受，人們在濃厚的興趣下所獲得的一切常會掌握得迅速而牢固。心理學(xué)家認(rèn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)中智能的增長和獲得是由其心理的學(xué)習(xí)意向來支配的，它們是學(xué)習(xí)的動(dòng)力。所以，要使學(xué)生學(xué)好《化工儀表及自動(dòng)化》這門課程，就需要教師努力改進(jìn)教學(xué)技巧和方法，激發(fā)學(xué)生對這門課程的學(xué)習(xí)興趣，幫助他們形成學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。在多年的教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)，要提高學(xué)生學(xué)習(xí)《化工儀表及自動(dòng)化》課程的興趣，使這門課程中難于理解的操作方法、工作原理和控制理論變得易于掌握，最有效的辦法就是讓同學(xué)們邊操作邊學(xué)習(xí)，在實(shí)踐中手腦并用，在操作過程中自己去體驗(yàn)、總結(jié)儀表的工作原理，并學(xué)習(xí)自動(dòng)化系統(tǒng)的控制理論和方法。在教學(xué)過程中放手讓學(xué)生自己動(dòng)手去操作實(shí)踐，能讓他們因好奇而產(chǎn)生興趣，在觀察、操作、討論、猜測、歸納、分析和整理的過程中，學(xué)會自己提出問題、分析問題、解決問題，從而真正掌握化工自動(dòng)控制的有關(guān)知識。手腦并用，既有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也能充分培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力，以及分析、解決問題的能力，最大程度地提高課堂教學(xué)的效率。

二、手腦并用，易于學(xué)生理解知識

《化工儀表及自動(dòng)化》這門課的第一部分是化工測量儀表。這些儀表是學(xué)生們從沒見過的，要讓他們根據(jù)課本上的結(jié)構(gòu)示意圖，憑空去想象儀表的結(jié)構(gòu)是很難做到的，可以說，在實(shí)際教學(xué)中學(xué)生根本不可能通過想象去建立儀表的形象概念，更別說要求他們掌握儀表的工作原理了。這就要求教師必須改變傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式，在講解儀表的工作原理的時(shí)候必須從感性認(rèn)識入手，經(jīng)過一個(gè)從感性到理性的教學(xué)過程，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)達(dá)到能力培養(yǎng)目標(biāo)。例如，在講解彈簧管壓力表的工作原理時(shí)，首先讓學(xué)生觀察彈簧管壓力表的外型，了解彈簧管壓力表有哪些不同的種類，適用于什么樣的場合。其次讓學(xué)生自己用螺絲刀和起針器拆開儀表的面板，仔細(xì)觀察、認(rèn)識其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和零件。再次指導(dǎo)學(xué)生將兩只完全一樣的彈簧管壓力表分別裝在壓力表檢定儀上(其中一只拆下面板，以便加壓時(shí)學(xué)生能看見壓力表內(nèi)部的零件在受壓過程中是如何動(dòng)作的，另一只用于讀數(shù))，通過壓力表檢定儀逐漸改變壓力表所承受到壓力，觀察在加壓操作的過程中壓力表內(nèi)部各零件的動(dòng)作過程。最后讓學(xué)生根據(jù)所觀察到的現(xiàn)象，分析壓力表內(nèi)部各零件在彈簧管承壓時(shí)的動(dòng)作過程，總結(jié)出彈簧管壓力表的工作原理和讀數(shù)方法。在這樣的教學(xué)過程中，教師只是組織者和引導(dǎo)者，只負(fù)責(zé)課堂教學(xué)的進(jìn)程，指導(dǎo)學(xué)生對各種儀器儀表及工具的操作使用方法;學(xué)生是課堂的主體，儀表的拆解、結(jié)構(gòu)分析、操作、讀數(shù)和工作原理總結(jié)都由學(xué)生自己完成。首先，讓學(xué)生在拿到儀表的時(shí)候，就因?yàn)榭吹揭患郧皼]見過的東西而引起好奇心;其次，在動(dòng)手拆卸儀表外殼觀察內(nèi)部結(jié)構(gòu)和加壓操作的過程中不僅培養(yǎng)了他們的動(dòng)手能力，同時(shí)也培養(yǎng)了他們的觀察能力;最后讓學(xué)生自己總結(jié)工作原理，把感性的認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。經(jīng)過在課堂上自己動(dòng)手動(dòng)腦，邊體驗(yàn)、邊思考、邊學(xué)習(xí)，80%以上的學(xué)生能較好地掌握儀表的工作原理，很多學(xué)生都表示在操作過程中發(fā)現(xiàn)自己比以前想象中更有能力，這有利于幫助學(xué)生樹立學(xué)習(xí)的信心。

三、手腦并用，提高教學(xué)效果

在化工自動(dòng)控制理論的教學(xué)過程中，也必須讓學(xué)生在實(shí)際操作中體驗(yàn)系統(tǒng)控制理論，才能達(dá)到較好的教學(xué)效果。學(xué)生在進(jìn)入中職學(xué)校之前，幾乎完全沒有接觸過化工生產(chǎn)過程，根本不知道什么是化工生產(chǎn)自動(dòng)化控制，更別說掌握復(fù)雜控制系統(tǒng)和集散型控制系統(tǒng)的有關(guān)知識了。要讓學(xué)生建立化工生產(chǎn)系統(tǒng)的概念，首先可以通過到化工廠參觀、借助網(wǎng)絡(luò)等渠道觀看描述化工生產(chǎn)過程的影像資料等，讓學(xué)生了解什么是化工生產(chǎn)過程，在化工生產(chǎn)過程中為什么要進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)的自動(dòng)控制;之后，以生活實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生思考怎樣能夠進(jìn)行生產(chǎn)參數(shù)的控制，在化工自動(dòng)化控制系統(tǒng)中需要哪些環(huán)節(jié)，進(jìn)而建立自動(dòng)控制系統(tǒng);最后，針對不同的控制參數(shù)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)控制方案，對不同控制規(guī)律產(chǎn)生的實(shí)際操作效果進(jìn)行對比，分析比例控制、積分控制、微分控制、PI(比例積分)控制和PID(比例積分微分)控制等幾種不同的控制規(guī)律的特點(diǎn)和適用場合以及PID參數(shù)的整定方法。在實(shí)際教學(xué)過程中，筆者打亂原有教材的章節(jié)順序，把完成一個(gè)實(shí)際的生產(chǎn)參數(shù)的自動(dòng)控制作為一個(gè)綜合的項(xiàng)目，把完成這個(gè)項(xiàng)目所需要的控制器、執(zhí)行器、變送器等設(shè)備的使用，以及關(guān)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)的理論知識作為一些子項(xiàng)目，實(shí)施引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的過程，取得了較好的教學(xué)效果。第一步由水箱液位的控制入手，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)簡單的控制方案，建立手動(dòng)控制系統(tǒng)，嘗試用手動(dòng)控制方法使水箱的液位穩(wěn)定在一定的位置上。第二步是讓學(xué)生觀察和操作各種控制器、執(zhí)行器、變送器，并制定水箱液位的自動(dòng)控制方案，組建自動(dòng)控制系統(tǒng)。第三步是引導(dǎo)學(xué)生比較手動(dòng)控制與自動(dòng)控制的區(qū)別和聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生分析簡單控制系統(tǒng)必須由哪些環(huán)節(jié)組成、各環(huán)節(jié)之間有怎樣的聯(lián)系以及一些關(guān)于自動(dòng)控制的基本概念(如控制變量、被控變量、干擾等)的含義，明確各環(huán)節(jié)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的作用和地位。第四步是通過對化工生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行仿真操作完成教學(xué)項(xiàng)目，在仿真操作中比較不同控制規(guī)律產(chǎn)生的控制效果，指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)控制曲線整定PID參數(shù)以滿足控制目的的要求，使學(xué)生掌握PID參數(shù)的整定方法。

把傳統(tǒng)的學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)方式改變?yōu)橐詫W(xué)生為課堂主體的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)方式，能夠讓學(xué)生很好地掌握那些枯燥無味的自動(dòng)化知識和控制理論。在這種教學(xué)方式中，能激發(fā)出學(xué)生身上許多師生雙方都不曾意識到的能力和創(chuàng)造力，使更多的學(xué)生對學(xué)習(xí)《化工自動(dòng)化及儀表》這門課產(chǎn)生興趣，幫助他們克服畏難思想，增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心，甚至還能引發(fā)教師產(chǎn)生一些更好教學(xué)設(shè)想，去做更多的教學(xué)嘗試，改進(jìn)教學(xué)模式，創(chuàng)造更適合開闊思維的學(xué)習(xí)環(huán)境，同時(shí)還能增加師生間的交流與互動(dòng)，取得更好、更利于學(xué)生知識掌握的教學(xué)效果。

(作者單位:福建省三明市技工學(xué)校)