淺議中醫藥院校《化工儀表及自動化》的課程教學

楊巖濤 石繼連 江星明 覃艷 劉文龍 周晉 張紅剛 吳春英

【摘要】分析化工儀表及自動化教學現狀，總結我校實際教學過程，從提升學生興趣、整合教學內容及開展實訓環節幾個方面進行教學探索，提高了教學質量，獲得了較好效果，為中醫藥院校相關專業該課程教學提供了一些有益的嘗試。

【關鍵詞】化工儀表及自動化教學質量

【基金項目】湖南中醫藥大學校級教改課題（2012-015，2012-003，2013-JG010），湖南中醫藥大學扶持專業——制藥工程資助。

【中圖分類號】G633.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）07-0247-01 伴隨著多元化辦學理念的逐步深入及社會對復合型人才培養的需求，各中醫藥院校在原有的臨床醫學、針灸推拿、護理以及（中）藥學等專業外，相繼開設了如制藥工程、生物工程、食品工程及其他非中醫藥類專業。《化工儀表及自動化》課程原是化工專業的一門專業課程，是一門以化工原理、電工電子學和控制技術等為基礎的綜合性技術學科，目前我校三個工程類專業及原有的藥物制劑專業開設了此課程，然由于中醫藥院校的專業背景，囿于授課學時、硬件設施、教師知識背景以及學生的重視程度等原因，導致該課程授課存在諸多問題，需要我們在授課過程中進行探討，以改變傳統的觀念和教學方法，使中醫藥院校相關專業學生更深入地掌握必要的檢測技術及自動化等相關知識，使相關專業學生能夠更好的適應社會需求。

1.重視程度的不足與學生興趣的提升

中醫藥院校專業性強，學生對分支課程的重視程度不夠，因此，如何提升學生對該課程的興趣就尤其重要。在授課過程需要采取啟發式教學，引導學生不斷思考，一步步提升學生對課程的興趣。例如在利用液位人工控制引入自動控制系統組成時，拋出“對于這樣一個水槽，現在你要控制該水槽的液位，會怎么做？”的問題，對于一個如此簡單的問題，學生的反應非常熱烈但也許稍有不屑，不就是液位高了就調大出口閥門、液位低了就關小出口閥門嗎？再分析給出眼看、腦想、手動幾個環節并畫出示意圖后，再問：如果采用一套自動控制系統去控制液位又需要什么樣的裝置呢？自動化裝置應分別能取代人的眼、腦、手功能，則自動化裝置的組成順理成章的得以呈現。在引出自動化裝置的組成后，再由學生進行人工控制與自動控制的比較，則人工控制的精度、靈敏度不足，難以滿足現代化大型生產需求的缺陷得到充分暴露，通過這一問題的闡述，學生也充分認識到了自動控制系統對現代化生產的重要性。

2.授課學時的短缺與教學內容的整合

目前，開設該課程的四個專業所設置的學時為48學時，然而本課程涉及知識面廣、理論較抽象、內容跨度大，且前期基礎課程的開設及學習不足，學生對有關電學、自動控制原理等背景知識匱乏，造成了授課及學習難度大且課時短缺，需要對教學內容進行整合。

現在市售有十幾種《化工儀表及自動化》相關教材，其中最為得到認可的教材當屬厲玉鳴老師主編的教材，目前已出版到第五版，我校亦選用該教材。該教材共分十章，內容涵蓋了從自動控制基本概念、常用儀表的結構與原理到典型化工單元的控制方案等等。因此48學時的教學課時量遠遠不夠，需要我們篩選整合教學內容，設計教學主線，串接課程教學內容，構成一個簡潔且重點突出的整體教學體系。鑒于我校該課程授課對象深入了解復雜控制系統的必要性不大，選擇講解教材前六章內容：緒論部分認識課程，第一章掌握相關基本概念；第二章了解被控對象數學模型及建模方法，并熟悉用于控制的數學模型與用于工藝的數學模型的區別與聯系；第三章詳細講解生產過程中常用的儀表與傳感器及顯示儀表的工作原理與結構，使學生透徹認識常見儀表；第四章著重講解自動控制系統的基本控制規律，兼而介紹模擬式及數字式顯示儀表并補充部分動圈式儀表的知識；第五章主要介紹常用的氣動執行器，然因控制系統常用電信號，故講解電氣轉換器的基本概念以使之呼應；第六章總括介紹簡單控制系統從設計到投運的一系列知識，與第一章相呼應，使學生對自動控制系統有一個整體性的認識。

通過整合教學內容，適當降低了學生學習負擔，同時又能很好滿足我校中醫藥背景下工程類專業學習本課程的需要，達到了較好效果。

3.硬件設施的不足與實訓環節的開展

本課程應用性、實踐性強，但學生到生產現場進行儀表實地操作的機會有限，凸顯了實踐教學在教學過程中的重要性，故應加強實驗教學配合理論教學，提高學生動手操作能力，通過實踐過程來加深學生對理論知識的掌握。然而，作為一所中醫藥院校建設的工程類專業，雖然學校對幾個專業均十分重視，投入亦較大，然其硬件設施仍存在明顯欠缺，則要在有限條件基礎上，克服硬件設施的不足，較好的開展實訓環節，以完備開展對學生的全方位培養，提高學生培養質量。

我們通過整合實驗內容，開設了儀表傳感器見習、溫度自動控制系統設計及各傳感器與儀表選擇安裝等三個模塊的實訓教學。儀表傳感器見習主要是學生認知常見儀表及傳感器，對常見儀表與傳感器采用剖開以清晰看到其內部結構的方式，以加深對第三章理論教學內容的感性認識，使學生能更好的掌握和鞏固理論學習的內容。溫度自動控制系統的設計這一環節是要求學生獨立設計一個簡單溫度控制系統，事實上這一部分是對本課程理論學習內容的綜合運用。在學生其他課程學習過程尤其是實驗過程中，對溫度的自動控制使用較多，有較為直觀的理解，可根據所見過的實物結合本課程學習的儀表及傳感器原理進行整合及設計，將理論學習與實際應用很好的結合起來。第三個實訓環節是傳感器與儀表的選擇安裝，在這個環節中，我們設計了一套包含壓力、流量、液位及溫度檢測和控制的裝置，由學生從實驗室自由選擇合適的儀表及傳感器，將之組裝成一個整體。通過這一環節的訓練，學生可以得到從儀表傳感器的選型到安裝、調試等這一全方位的訓練，充分體現了課程教學的整體理念。

在有限的課時及有限的硬件設施條件下，通過幾個簡單的實踐環節的設計，將理論學習與動手操作較好的結合了起來，使實踐教學即作為教學過程的主體，同時也很好的輔助了理論教學，二者相輔相成，構成了一個完整的教學環節。

通過啟發式教學等教學方法體系在教學過程中的運用提升了學生對本課程的興趣，提高了其重視程度；通過對教學內容的整合減輕了學生的學習負擔，進一步避免了學生厭學情緒的產生；通過對實訓環節的開展，很好的輔助了理論教學，同時鍛煉了學生的動手動腦能力。這一系列教學實踐活動在我們中醫藥院校《化工儀表及自動化》課程教學中的實施，有效的提升了教學質量，達到了令人滿意的效果。

作者簡介：

楊巖濤（1981-），男，河南周口人，講師，主要從事制藥工程專業的教學與科研工作。