高職院校《集散控制系統》教學的改革與研究

摘要：高職集散控制系統課程教學對自動控制類大專業來說，是一門很重要的專業核心課，學好該課程需要對之前所學的專業基礎課的知識掌握的比較扎實。但是從學生學習過程來看，學好該門課程不是一件容易的事情，這就要求授課教師采用多種靈活的教學方式，讓學生從不同角度理解該課程的重難點內容，進而掌握知識要點。

關鍵詞：集散控制系統 多媒體課件教學 綜合實例分析教學 仿真教學 課程設計教學

《集散控制系統》是眾多高職院校自動控制類專業一門集綜合性與實踐性強的一門專業核心課。學生在完成PLC應用，檢測儀表與控制裝置和過程控制理論的學習后，可進行本課程的學習。作為高職院校，課程的學習有別于本科院校研究性的教學，在知識夠用的前提條件小，重點培養學生的實際操作動手能力本課程選擇典型DCS系統為學習內容，以典型工程項目為載體，設計基于JX-300XP集散控制系統的加熱爐對象裝置控制系統的設計與應用與基于Delta V系統丙烯精餾裝置系統設計兩個工程案例，采用“教學做一體化”的教學模式，采用“角色扮演”、“案例教學”、“任務驅動”等教學方法，使學生在完成具體工作任務的情境下學會集散控制系統的構建、硬件配置、組態設計、設備安裝、系統調試與故障診斷等工作任務，在任務進程上也是按照標準的作業流程來進行編排。

1 教學內容

作為高職教學，本門課程如何選取適當的教材很重要。首先高職院校的教材要在內容上區別于本科教材。高職應是以工作任務為導向，而非是理論探討研究，所以所選教材必須把學生的技術應用能力放在首位，圍繞過程控制系統的安裝調試和操作維護核心崗位設置課程內容，并開發出以化工企業真實生產任務設計課程的實訓項目。

本門課程的教材采用校內與校外專家共同編寫的書本，用任務訓練職業崗位能力，用企業真實的項目分解工作任務，創設學習情景，在真實的工作環境中，以真實的工作流程，執行真實的任務要求，完成一些基本的DCS現場控制。

2 教學方法

任何一門課程的教學，因材施教相當重要。對于集散控制系統來說，因為系統類型眾多，各廠家生產的裝置也不盡相同，單靠對幾種型號的裝置介紹，學生很難掌握講授的知識點。但是在熟悉了一套裝置的設計與維護之后，對其他廠家生產的裝置上手也會快很多。

2.1 多媒體課件教學 對于高職教學來說，學生在課堂學習理論課程的時間比較少，這就要求教師在有限時間能順利完成教學。為此教師必須利用課余備好課，尤其是上課之前要正確畫好眾多的工藝流程圖，以便節約上課時間，來講解課程教學大綱涉及的重點難點內容。因此結合現代教學方法教師在上課之前一定要根據上課安排做好課件，使得多媒體的信息能夠最高效率的作用在學生身上。

2.2 情景教學 高職院校培養的對象是應用類型人才，因此可以先從我們學習本系統是為了完成某個案例項目入手，將DCS一體化教室模擬設計成為實際工廠的中央控制室；將學生分組，每小組成員包括儀表維修工，工程施工人員，DCS維護員和技術服務人員；教師的角色設計成為：車間主任，項目經理，客戶代表等。例如項目經理（教師）要求工程施工人員（學生）設計一套丙烯精餾裝置，這里我們采用Delta V系統，圖1.1就是某廠的丙烯精餾塔的工藝流程。

項目施工人員（學生）分成的小組通過分工，合作直接列出其工藝要求，例如產品純度、塔釜的丙烷產品含量和塔壓正常值報警值等等。讓學生通過小組討論自行考慮控制方案，并列出丙烯精餾塔裝置的I/O清單，部分測點統計表如表1.1所示。

在學生邊動手設計的時候，向其傳授一些Delta V系統的基礎知識，有些參數為什么這樣設，通過課堂的演示，讓學生學會對其操作軟件的基本操作，包括各卡件，控制器的選取組態等等，最后利用圖形工作室進行到運行界面。這樣可以使學生直觀的了解DCS的操作過程，直接跳過一些冗長理論的介紹知識，達到學以致用的目的。同時如學生在實際動手中遇到的問題，先查資料并小組討論，若小組討論無果，則通過向教師求教，再用實際驗證來解決問題。

2.3 利用仿真教學 目前很多集散控制系統的課程都采用了仿真軟件進行教學，這其中最出色的當屬組態王與DeltaV資源管理器，讓學生從模擬圖形查看整體結構和完成系統布局。

2.4 實驗教學 通過上述教學方法，學生掌握相關章節的知識內容之后，就可以進入實驗室進行實際手動操作，在教師指導下做好相關實驗，加強對知識內容的理解，通過實際動手鞏固所學知識。

3 課程設計教學（實訓教學）

集散控制系統是一門實用性和針對性很強的課程，作為高職學生來說，在學習好知識的基礎上，應能完成一般性工藝流程的系統設計、調試、工程安裝。結合目前學校實訓室的情況，以浙江中控生產的JX-300XP為基礎，以模擬工程為例，使學生對模擬工程DCS控制系統的設計內容、方法及步驟有了詳細的了解，通過實訓，使學生具備良好的實際工程能力。

總之，通過以上多樣的教學方法，學生能夠從實際動手的角度思考遇到的問題，并在動手的過程中對所學的相關知識進行理解與鞏固。這樣使得學生能對相關知識的重難點較好的掌握，對以后學生在畢業后的工作起到積極的作用。

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