基于工作過程的自動化儀表應用技術課程項目化教學的設計與實施

【摘要】 針對以工作過程為導向的項目化教學在創(chuàng)新式高等職業(yè)技術的教學改革發(fā)展的必要性，以生產過程自動化技術專業(yè)的核心課程自動化儀表應用技術為例，根據高職院校學生畢業(yè)后所從事的崗位職業(yè)技術工作的實際情況，結合本專業(yè)課程特點，詳細介紹項目教學法在教學目標、教學內容、學習考核方法、教學評價等方面的應用。

【關鍵詞】 項目化教學自動化儀表應用技術課程改革

【文獻編碼】 doi:10.3969/j.issn.0450-9889（C）.2011.06.011

隨著科學技術的迅猛發(fā)展、工業(yè)自動化水平和信息化管理水平的不斷提高，生產過程自動化技術專業(yè)中已由原來簡單的常規(guī)儀表組成的控制系統(tǒng)，發(fā)展到現(xiàn)在的集散控制系統(tǒng)（DCS）和總線控制系統(tǒng)（FCS），儀表也由傳統(tǒng)的單元組合儀表，發(fā)展成現(xiàn)在的數字化、智能化、微型化為一體的智能儀表。為適應自動化儀表應用技術這門專業(yè)核心課程的發(fā)展和本專業(yè)學生高技能型人才培養(yǎng)的需要，必須調整課程設置，改革教學方法，深入進行專業(yè)課程改革，因而基于工作過程為導向的課程項目化教學改革勢在必行。

一、 針對課程改革的企業(yè)調研

筆者進行了一次針對重點企業(yè)自動化儀表技術專家及近五年的畢業(yè)生的崗位技術應用進行了跟蹤調研，目的是為自動化儀表應用技術的課程改革提供內容依據。筆者走訪了柳州化工股份公司、華銀鋁業(yè)集團、南華集團紙業(yè)公司、廣西鋁業(yè)分公司（平果鋁）等大型企業(yè)集團進行調研，參觀了現(xiàn)代化自動化生產線，與企業(yè)的生產管理負責人、自動化工程師、生產過程自動化的畢業(yè)生進行了交流，了解了用人單位對該專業(yè)畢業(yè)生的反饋意見。調研的具體內容包括三個方面：目前從事的自動化儀表專業(yè)的工作崗位、工作任務、專業(yè)知識與技能的運用情況；企業(yè)目前自動控制系統(tǒng)的構成和自動化儀表應用水平；企業(yè)對本專業(yè)技術人才的具體要求。調研中筆者一方面深入企業(yè)生產的現(xiàn)場考察，另一方面采取了問卷調查和訪談相結合的方式。調查的對象為：一是本專業(yè)畢業(yè)生——廣西工業(yè)職業(yè)技術學院1997到2005級的生產過程自動化技術專業(yè)的畢業(yè)生；二是企業(yè)自動化專家——華銀鋁業(yè)公司計控分公司主任陸中全工程師、副主任陳劍高級工程師；柳州化工股份公司計控分廠的高級技師郭爵滿；中鋁廣西分公司信息生產中心氧化鋁站站長黃歧利高級工程師、羅正盛工程師；南華紙業(yè)有限公司計控車間主任游田、副主任周正標和技術員農吉等。

（一） 本專業(yè)的畢業(yè)生在技術崗位的自動化儀表知識技能運用情況

大多數畢業(yè)生在企業(yè)中從事自動化儀表的維護、使用、過程控制系統(tǒng)工程設計等本專業(yè)技術工作，其中，一部分早年畢業(yè)的畢業(yè)生已經在企業(yè)中擔任管理職務。對于在校所學的專業(yè)知識及專業(yè)技能，在實際工作中得到比較廣泛的應用，從事管理工作的企業(yè)人員主張剛參加工作頭幾年對自動化儀表的安裝技能、安裝材料的知識熟悉很重要，工作了3至5年的畢業(yè)生覺得他們在學校所學的自動化儀表的專業(yè)技術都能用上，常用的自動化儀表的調校、校驗儀表的操作、自動化儀表的安裝技能，以及各種壓力、溫度、流量和物位自動化儀表的測量技術用得多。在學校學習期間去企業(yè)實習能增加對專業(yè)學習目標的建立。

畢業(yè)生中有許多人從事儀表維護使用工作。在工作中，學校學過的所有主干課程都得到了應用。他們反映：在學校見到的儀表及自動控制系統(tǒng)陳舊，有些新儀表方面的知識講課時看不到實物，掌握得不好，給以后工作帶來了不少困難。他們希望教學用儀器、儀表及時更新，并能安排到工廠實習。綜合學生的反饋意見及自動化水平現(xiàn)狀，筆者建議應加強實驗室建設，完善總線實訓室，建設傳感器實訓室，建設儀表控制教學系統(tǒng)；改革儀表專業(yè)課的教學方法，盡量在現(xiàn)場進行教學，增加感性認識。

對于畢業(yè)生的專業(yè)基礎知識需求，他們反映：在工作中用到的一些實踐性比較強的專業(yè)基礎知識比較欠缺，如電磁流量計的安裝位置，結巴問題等；測溫儀表熱電偶測溫管道內外管溫差的問題，還有電氣控制圖的認識，怎么識圖解決實際問題等。建議加強專業(yè)基礎課的深度和廣度。

隨著勞動力水平的不斷提高，越來越多的畢業(yè)生擔當著自動化生產線上的操控工人，這要求他們有很強的組織紀律性和團隊精神、吃苦耐勞精神。因此，我們在教育中，不僅應注意學生的知識培養(yǎng)，還應注意學生的綜合能力培養(yǎng)。

應加強校內外實訓基地的建設。學生所學理論知識必須在實踐中消化理解和提高，因此在進行專業(yè)改革中，校內外實訓基地的建設尤其重要。本專業(yè)過去都安排學生到化纖廠實習兩周，參觀學習儀表的使用、安裝、維護方面的知識，效果很好。

有些學生反映本學院的自動化儀表中分析儀表學得少，2003級的畢業(yè)生認為加強專業(yè)理論學習對提高工作能力更有用，但有些同學反映在校時英語方面教育比較欠缺，導致在工作崗位使用的進口自動化設備的英文說明書看不懂。

（二） 企業(yè)專家提出本課程教學對培養(yǎng)高技能型人才要求的要點

企業(yè)專家提出本課程教學對培養(yǎng)高技能型人才要求的要點包括：培養(yǎng)學生的自學能力，讓他們自己解決新型自動化儀表的選型和安裝選材；善于求新創(chuàng)新，會利用互聯(lián)網更新自動化儀表發(fā)展的知識；增強團隊精神，分工合作；打好專業(yè)基礎：工業(yè)生產中五大參數的測量原理及儀表的使用方法及儀表的安裝等知識；儀表檢測系統(tǒng)圖：會看電氣控制流程圖，保證儀表接線規(guī)范，會現(xiàn)場儀表的維護；企業(yè)應用了很多新型儀表、用了很多氣動控制閥和進口的在線紙漿濃度計，加強學生的儀表技術動手能力，提高團隊精神，企業(yè)要在兩三年內把畢業(yè)生培養(yǎng)成技術員和一線管理人員。

通過調研發(fā)現(xiàn)，隨著企業(yè)生產技術水平不斷發(fā)展提高，用人單位對廣西工業(yè)職業(yè)技術學院培養(yǎng)的學生的專業(yè)技術能力也提出了更高的要求，為此，我們必須提高教師“雙師”素質，制定合理的教學計劃，不斷改進教學方法，更新教學設備，改善教學條件，通過實施以工作過程為導向的課程改革，培養(yǎng)出高技能型人才。

二、 課程改革思路

自動化儀表應用技術是生產過程自動化技術專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，依據生產過程自動化技術發(fā)展的需要， 生產過程自動化職業(yè)崗位工作任務的需要，國家職業(yè)資格鑒定標準的要求，培養(yǎng)學生從事生產過程自動化控制技術工作所需的專業(yè)自動化儀表應用的技能和職業(yè)素質的核心課程。

以工作過程為導向的課程項目化教學法是通過一個工業(yè)生產過程的工藝流程、完成一個自動化儀表工程為學習任務而進行的教學活動，其突出特點在于學習過程的實踐與研究活動相融合，充分發(fā)掘學生的創(chuàng)造潛能，提高學生解決實際問題的綜合能力。由以教師為中心轉變?yōu)橐詫W生為中心，以課本為中心轉變?yōu)橐詬徫宦殬I(yè)技能為中心，以課堂為中心轉變?yōu)橐越鉀Q實際為中心，很大程度上提高了學生的動手能力和學習積極性，保證學生能學以致用。

同時，教師通過課程項目的研究開發(fā)可以與企業(yè)產生并保持緊密的聯(lián)系，可以從企業(yè)吸取到最新的實踐知識，同時具備理論教學與實踐操作的能力，使自己的知識體系得到不斷地更新，促使其向“雙師型”轉變。

自動化儀表應用技術課程設置以實際工作需要為依據，以典型工業(yè)生產過程工藝流程控制為載體，以工業(yè)企業(yè)生產過程控制儀表實用工程技術的工作過程為主線，通過實踐培養(yǎng)自動化儀表的專業(yè)基本技能和職業(yè)能力，將“專業(yè)知識學習、職業(yè)技能訓練和綜合素質培養(yǎng)”貫穿于教學全過程；構建校企結合、工學結合多元化的實訓教學環(huán)境，技能訓練與化工自動化儀表維修工職業(yè)資格證書相結合的教學模式，全面體現(xiàn)高等職業(yè)技術教育的新理念。

三、 課程教學的目標設計

自動化儀表應用技術課程是培養(yǎng)學生掌握自動化儀表工程應用技術的基本理論與相關自動化儀表工作崗位實踐技能。通過以職業(yè)行為為導向的項目式教學，加強學生自動化儀表技術實踐技能的培養(yǎng)，掌握生產過程自動化儀表工程應用技術的實際開發(fā)和實施過程，培養(yǎng)學生的綜合職業(yè)能力和職業(yè)素質；獨立學習及獲取新知識、新技能、新方法的能力；與人交往、溝通及合作等方面的態(tài)度和能力，適應生產過程自動化技術就業(yè)工作崗位技術能力的職業(yè)要求。

（一） 崗位技術與技能目標

1. 自動化儀表技術的專業(yè)知識目標。通過學習能掌握自動化儀表應用于工業(yè)生產自動化檢測的基本知識，典型的工業(yè)自動化儀表測量系統(tǒng)的組成原理、特點、應用場合，掌握自動化儀表識圖與安裝的基礎知識；學會過程控制儀表的單體調校、聯(lián)校方法， 自動化儀表參數設置、組態(tài)功能，自動化儀表在工程項目應用的選擇，設計出合理的自動化儀表檢測系統(tǒng)的應用方案，學會自動化儀表工程安裝的相關知識；了解自動化儀表系統(tǒng)的驗收標準，自動化儀表的國內外生產供貨信息，了解自動化儀表工程安裝與維護的相關輔材知識。學會建立自動化儀表、控制裝置的技術檔案文件。

2. 自動化儀表技術崗位專業(yè)能力目標。學會典型自動化檢測系統(tǒng)（溫度、壓力、流量、液位）的構建，能識讀并繪制儀表工程施工圖（帶自動化儀表測量控制點的工藝流程圖，儀表盤正面布置圖和背面電氣接線圖），能熟練維護、安裝自動化儀表背面電氣配線；學會現(xiàn)場自動化儀表選型與安裝方法；能根據儀表說明書的要求正確進行自動化儀表的調校，學會典型自動化檢測系統(tǒng)（溫度、壓力、流量、液位）的投運、參數整定；學會進行自動化檢測系統(tǒng)的測量誤差分析，并能提出改善測量準確性和可靠性的措施；學會使用常用的自動化儀表調校設備，學會常用的現(xiàn)場儀表安裝輔材的安裝技能。

（二） 職業(yè)素質目標

在以工作過程為主線的項目教學過程中，鍛煉學生的團隊合作能力、工作態(tài)度和責任感、專業(yè)技術交流的表達能力；制定工作計劃的方法能力；獲取新知識、新技能的學習能力；解決實際問題的工作能力。

四、 課程內容與標準設計

教師在授課時要通過實際課程項目完成教學內容，確定課程建議總課時，課程的具體內容學習要求參見課程標準范例（見表1）。

五、 課程教學實施計劃

（一） 教材的選擇及編寫

自動化儀表應用技術教程依據本課程解決方案，緊密配合“工學結合”的思路，以生產企業(yè)的實際工程項目“自動化儀表檢測與控制技術”為主線 ，依據真實工程項目的實際工作過程進行選擇教材和編寫講義。教材由企業(yè)工程專業(yè)人員參與建設，專業(yè)高級工程師與高級技師把關，以過程控制工程技術的核心知識與技能為目標，以實際工程應用案例分析為示范，將生產過程控制技術貫穿于全教材。使本教材突出指導性、實用性和可操作性，著重培養(yǎng)學生的技能，技術訓練內容精，達到培養(yǎng)具有掌握專業(yè)技術關鍵能力的創(chuàng)新型高技能人才目的。

（二） 課程教學方法與手段

自動化儀表應用技術課程由于采用了項目驅動法，理論講授與實驗實踐完全是“一體化教學”。應注重培養(yǎng)學生的分析問題和解決問題的能力。在講授過程中，既要保持知識的連續(xù)性，又要注意聯(lián)系工程實際。在教學過程中應重視學生在校學習與實際工作的一致性，采取工學交替、任務驅動、項目導向、課堂與實習地點一體化等教學模式，對培養(yǎng)學生的職業(yè)能力，實現(xiàn)學生模擬零距離就業(yè)，具有重要的意義。建議針對不同教學環(huán)節(jié)采用不同的教學模式，應用舉例如表2所示。

項目化教學模式的實施流程參見圖1。

（三）教學評價

對學生實行以職業(yè)能力為中心的考核，通過各種不同的考試形式激發(fā)學生自主學習的積極性，在解決實際問題的工作能力；獲取新知識、新技能的學習能力；團隊活動的合作能力；職業(yè)語言表達能力等方面得到體現(xiàn)。采用階段評價，過程性評價與目標評價相結合，項目評價，理論與實踐一體化評價模式。關注評價的多元性，結合課堂提問、學生作業(yè)、平時測驗、學生實踐教學體會、施工進度基本技能競賽及考試情況，綜合評價學生成績。應注重學生實踐中分析問題、解決問題能力的考核，對在學習和應用上有創(chuàng)新的學生應予特別鼓勵，全面綜合評價學生能力?？己酥R點與技能點全面開放，以項目帶動知識點的學習?？己藨门e例如表3所示。

（四） 課程資源的開發(fā)與利用

必須依據本課程標準編寫教材，教材應充分體現(xiàn)任務引領、實踐導向課程的設計思想。教材應將本專業(yè)職業(yè)活動，分解成若干典型的工作項目，按完成工作項目的需要和崗位操作規(guī)程，結合職業(yè)技能證書考證組織教材內容。應以實際工程項目為載體，引入必需的專業(yè)知識，增加實踐內容，強調理論在實踐過程中的應用。教材應圖文并茂，提高學生的學習興趣，加深學生對過程控制工程施工組織與管理的認識和理解。教材表達必須精煉、準確、科學。教材內容應體現(xiàn)先進性、通用性、實用性，要將本專業(yè)施工組織與管理新技術、新方法、新成果及時地納入教材，使教材更貼近本專業(yè)的發(fā)展和實際需要。教材中的活動設計的內容要具體，并具有可操作性。

（五） 信息技術應用

注重課程資源和現(xiàn)代化教學資源的開發(fā)和利用，這些資源有利于創(chuàng)設形象生動的工作情景，激發(fā)學生的學習興趣，促進學生對知識的理解和掌握。建議加強課程資源的開發(fā)，建立多媒體課程資源的數據庫，努力實現(xiàn)跨學校多媒體資源的共享，以提高課程資源利用效率。積極開發(fā)和利用網絡課程資源，充分利用諸如電子書籍、電子期刊、數據庫、數字圖書館、教育網站和電子論壇等網上信息資源，使教學從單一媒體向多種媒體轉變；教學活動從信息的單向傳遞向雙向交換轉變；學生單獨學習向合作學習轉變。運用現(xiàn)代教育技術和虛擬現(xiàn)實技術，建立虛擬社會、虛擬企業(yè)、虛擬車間、虛擬項目等仿真教學環(huán)境，優(yōu)化教學過程，提高教學質量和效率，有利于規(guī)范學生操作流程，有利于培養(yǎng)學生專業(yè)素質。建立習題庫及答案，同時為學生提供了多種版本的參考書，有利于學生復習和鞏固知識， 建立學習資料庫，推薦國內外先進的工控技術、自動化儀表和國內與專業(yè)有關的網站地址，積極引導與培養(yǎng)學生學會自主學習、資料查詢等能力。

（六） 工學結合

產學合作開發(fā)課程資源，充分利用本行業(yè)典型的生產企業(yè)的資源，進行產學合作，建立實習實訓基地，實踐“工學”交替，滿足學生的實習實訓，同時為學生的就業(yè)創(chuàng)造機會。建立一支適應本專業(yè)的、穩(wěn)定的、開放性的、具有豐富工程實踐經驗的兼職教師，實現(xiàn)理論教學與實踐教學合一、專職教師與兼職教師合一、課堂教學與工地現(xiàn)場教學合一，滿足學生綜合職業(yè)能力培養(yǎng)的要求。

（七） 工作規(guī)范

認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針，認真落實各項安全措施，堅持安全工作是一切工作的基礎，積極完成各項工作任務。有計劃地組織對學生進行安全思想、安全制度和安全技術的教育培訓，不斷提高學生的安全技能和意識。進入企業(yè)，由企業(yè)負責根據企業(yè)具體情況對學生及帶隊教師進行廠級、車間（部）級、工段、班組級四級安全教育，經考核合格后才能進入企業(yè)，并且把安全考試成績作為學生成績考核的一部分。進入實訓場地，認真組織各種安全活動，構筑安全文化，強化安全意識。學生應做好預先復習，指導教師不得擅自脫崗，應記好考勤。在實習（實訓）中，學員必須服從指導教師，未經允許不得擅自啟動電源，使用儀器、設備等。凡違反操作程、損壞儀器、設備者，應按規(guī)定賠償損失。

基于工作過程的自動化儀表應用技術課程項目化教學標準的實施，對教師的教學能力的要求具有一定的挑戰(zhàn)和促進，教師通過課程項目的研究開發(fā)可以與企業(yè)產生并保持緊密的聯(lián)系，可以從企業(yè)吸取到最新的實踐知識，同時能融合好理論教學與實踐操作的能力，使自己的專業(yè)知識體系得到不斷地更新，促使其向“雙師型”轉變。對學生將來的就業(yè)來說，學校為他們創(chuàng)造了高素質高技能專業(yè)人才和綜合人才成長的環(huán)境，但我們還應清楚地意識到，課程改革的實施需要多方力量的投入和有效機制的支持，需要不斷地探討和理念創(chuàng)新。

【參考文獻】

［1］教育部高職高專自動化技術類專業(yè)教學指導委員會.生產過程自動化技術專業(yè)指導性文件［Z］.2010-03

［2］戴裕崴，章建新.項目導向的高職專業(yè)人才培養(yǎng)方案設計——以高職物流管理專業(yè)為例［J］.職業(yè)技術教育，2009（2）

【基金項目】 2009年廣西工業(yè)職業(yè)技術學院重點課程改革課題（200907005）

【作者簡介】 黎洪坤（1963-），男，廣東陽江人，廣西工業(yè)職業(yè)技術學院自動化教學團隊負責人，講師，工程師，研究方向：高等職業(yè)自動化專業(yè)技術教學與管理。

（責編黎原）