《化工儀表及自動化》課程教學改革

摘要本文根據高職培養目標及社會對人才的需求特點，分析了傳統教學中存在的問題，提出了針對化工專業的課程教學改革，并對教學目標、課程內容、教學方法及考核方式提出了一些建設性的改進意見。

關鍵詞 高職 儀表及自動化 教學改革

中圖分類號：G420 文獻標志碼：A

Curriculum Reform of \"Automation and Meters in Chemical Industry\"

WU Jing， ZHANG Qing， ZHU Hong

(Institute of Biology and Environment Engineering， Tianjin Vocational Institute， Tianjin 300410)

AbstractBased on the characteristics of vocational training objectives and demands for talent in the community， this paper analyzes the problems of the traditional teaching， proposes the chemical engineering curriculum reform， and presents some improvement constructive suggestions on teaching objectives， course content， teaching methods and assessment methods.

Key wordsvocational college; automation and meters; teaching reform

0 引言

化工儀表及自動化是一門綜合性的專業基礎課程。《化工儀表及自動化》課程實踐性強、應用范圍廣，其內容涉及化工原理、化工制圖、電工學和電子技術及控制技術等理論知識。通過學習，學生應能了解主要工藝參數（溫度、壓力、流量及物位）的檢測方法及其儀表的工作原理及特點；能根據工藝要求，正確選用和使用常見的檢測儀表及控制儀表；了解化工自動化的初步知識，理解基本控制規律，懂得控制器參數是如何影響控制質量的；能根據工藝的需要，和自動控制設計人員共同討論和提出合理的自動控制方案；能為自動控制設計提供正確的工藝條件和數據；能在生產及開停車過程中，初步掌握自動控制系統的投運及控制器的參數整定；能了解檢測技術和控制技術的發展趨勢和最新發展動態。①

1 教學現狀及問題

1.1 教學目標不明確

在我校化工類專業、熱能類專業等都在學習《化工儀表及自動化》課程，雖然使用的教材名稱不同，但內容基本是相同的，這就造成課程沒有與專業有機地結合，缺乏側重點，不符合目前高職高專的培養目標。而且以往授課教師多為自動化專業或儀表專業教師，對化工工藝的了解不夠，過多強調儀表和自動控制的知識，忽略了儀表和自動控制與工藝的結合，從而使學生學習存在很大的盲目性，降低了學生對該課程的重視程度，極大地影響了授課效果。

1.2 教學內容需要及時更新

隨著自動控制、儀器儀表及計算機領域的快速發展，檢測儀表和控制技術不斷更新換代，出現了許多新型儀表和技術，如在檢測儀表方面，以數字式儀表代替了模擬式儀表；在儀表調節方面，除一般的比例、積分、微分調節規律外，人們正在研究前饋、大滯后、非線性、相關和計算值調節等技術，以適應多回路自動化系統的需要。②這就需要在授課過程中及時調整授課內容，剔除已淘汰或不常用的，加入新型或主要使用的儀器儀表和控制技術。

1.3 教學手段需要改進

《化工儀表及操作技術》是一門理論與實踐密切結合、且工程性很強的課程，課程內容多，涉及的知識面廣。雖然，采用了多媒體輔助教學，為學生提供了豐富的素材，但靈活性不夠，仍然無法擺脫傳統的“傳授-接受”的模式，學生還是被動地學習知識，因而顯得內容枯燥，難于理解，導致學生的學習鮮有激情，容易滋生倦怠情緒。③

1.4 學時較少

課程涉及的知識涉及化工原理、檢測學、電工學以及自動控制等多學科。即使一種檢測儀表也有幾十種不同的類別，如：可供工業用的流量計的種類就有60多種，不同種類的測量原理也各不相同，有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理及原子物理學原理等。我們的課時只有40學時。如何在有限的學時內，既能兼顧大綱規定的內容，又能讓學生更多了解不同種類的儀表，掌握儀表、自動化技術的發展動向，是我們亟待解決的問題。

1.5 實踐環節薄弱

由于客觀因素的限制，《化工儀表及自動化》課程的實訓條件相當匱乏。沒有檢測儀表、執行器、自動控制裝置系統等，就是學院現有的化工裝置也無法滿足課程的需要，嚴重影響了實踐教學，使教學架空于理論，學生只能學習各種儀表和控制系統的原理和理論知識，儀表操作與維護、生產過程的控制等技能的培養幾乎成為空白。④

1.6 考核方法陳舊

目前的考核方式仍然是期末的卷面考試，一方面很難將所有知識涵蓋在內，其次，割裂的知識點也使學生對知識的掌握出現了困難。不僅影響學生的成績，不能正確全面地衡量學生對該課程的學習效果，同時也影響學生對（下轉第120頁）（上接第86頁）該課程的興趣。

2 教學改革與實踐

針對以上問題，我們在教學過程中進行了一些改進，取得了一定的成果。

2.1 明晰教學目標

由于該課程針對的是應用化工技術專業的學生，我們以《化工儀表維修工國家職業技能鑒定規范與標準》為參照，圍繞職業能力培養和職業素質提升，教、學、做一體，使本課程教學符合高職高專人才培養模式：即理論學習以適度夠用為原則，注重化工儀表和自動控制系統的操作和維護能力培養，以培養學生取得化工行業儀表工資格證書為目標。制訂了本課程的教學目標：學生要能根據工藝要求，正確選用和使用常見的測量儀表及控制儀表；了解化工自動化的基本知識，理解基本控制規律，掌握控制器參數是如何影響控制質量的；初步掌握自動控制系統的投運及控制器的參數整定；掌握典型化工單元的控制方案。

2.2 整合課程內容

以往課程內容分兩大部分，一是化工檢測儀表，二是化工自動化基礎。知識點相互之間是割裂的，缺乏系統性和靈活性。改革后，課程內容以具體的化工案例為主線把散落的知識點串聯起來，將理論知識與生產實際相結合。讓學生通過對案例的分析去發現問題、解決問題，促進對理論知識的理解。比如：自動控制部分，選擇了學院現有的設備“固定床反應器”的控制。學生可以現場觀察設備、研究流程、識別控制點及現場儀表、實際操作，鞏固檢測儀表的知識、學習自動控制的知識。而且采用化工生產實際案例，增強了課程的工程實踐性，使理論與實際相結合，為學生樹立了工程的觀念，提高其動手能力。

其次，在有限的學時里，我們精簡了內容，突出重點。例如：“壓力檢測儀表”重點講述彈性式和電氣式壓力計、“溫度檢測儀表”以熱電偶和熱電阻為主、“控制規律”重點講述最常用的比例積分微分控制，即PID控制等。對新型儀表及控制技術的發展趨勢等內容，以課題的形式布置給學生，學生在收集資料后，在課堂上自己講述、交流。

2.3 教學方法多樣性

在教學方法上，我們采用了多種的教學方式：多媒體教學，它能生動形象地將知識介紹給學生，有助于提高教師的授課效果。其次是實物教學，在示范校建設的過程中，學院完善了儀表的實驗物品、建設了自動控制裝置，學生可以通過對實物的觀察、拆裝、操作，加深對理論知識的理解。第三，實際操作，采用“理論-實踐-理論”的模式訓練學生理論知識的實際應用，提高其解決問題的能力及團隊合作精神。而且，開放的實訓室使得學生可以隨時去研究設備和裝置，為其獨立思考提供了一個平臺。第四，利用現代化教學資源，鼓勵學生充分利用圖書館、網絡，調查儀表技術的發展趨勢，寫出調查報告。

2.4 改變考核方式

在考核的方法上，采用過程考核和期末考核、理論考核和實踐考核相結合。每完成一個訓練就進行一次考核，考核的內容視具體訓練內容而定。比如自動控制部分，會有繪制控制流程圖考核、也有實際操作考核，這都屬于實踐考核。同時還會有一個理論考核，主要考查沒有涵蓋在實踐考核中的而又必須要求掌握的知識點。

在分值的分配中，我們在過程考核中的比重較大。這樣更能促使學生積極學習。

3 結語

高等職業院校作為培養高素質技能型人才的搖籃，正面臨著教育改革的艱巨任務。而“化工儀表及自動化”包含了大量的工程實踐的內容，也迫切需要改革。通過在教學實踐中明晰教學目的、進行內容整合、采用多種教學模式、改變考核方式，讓學生進入情境，激發對學習的興趣，促使其在實踐的過程中尋求解決問題的途徑、夯實基礎知識；在交流中學會獨立思考與團結互助；在不斷提高能力中認識自己的潛力，增強自信。在改革的過程中，我們發現學生學習的積極性極大地提高了，取得了較好的學習效果。

注釋

①厲玉鳴.化工儀表及自動化[M].北京:化學工業出版社，2008.

②孫宏杰.淺議化工儀表及自動化的發展情況[J].黑龍江科技信息，2010(9).

③姚干兵.《化工儀表及自動化》課程研究性教學的探索[J].科教文匯，2008(10):75-77.

④孔祥波.高職《化工儀表及自動化》教學思考與改革[J].廣州化工，2009.37(7):220-221.