過控專業一體兩翼協同發展的課程體系構建

王 娟

(中國石油大學化學工程學院，北京 102249)

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過控專業一體兩翼協同發展的課程體系構建

王 娟

(中國石油大學化學工程學院，北京 102249)

過程裝備與控制工程專業是以過程裝備為主體,以過程工藝和過程控制為兩翼的多學科交叉專業。過程裝備控制技術及應用課程是該專業的核心課程之一。筆者以該理論課為核心，在專業實驗、綜合設計、畢業設計、生產實習、科技創新等多個實踐環節中完善了過程控制相關的教學活動，構建了一體兩翼協調發展的課程體系，提高學生過程控制方面的創新和實踐能力，進一步提高過程裝備與控制工程專業人才培養質量。

過程裝備與控制工程；一體兩翼；課程體系；人才質量

“化工設備與機械”專業創建于20世紀50年代初,為我國石油化工等工業部門培養了大批技術人才[1]。1998年，“化工設備與機械”專業正式更名為“過程裝備與控制工程”專業(以下簡稱過控專業),成為多個學科交叉、融合而產生的學科分支，具有更為廣闊的外延與更為深入的內涵[2]。畢業生具備化學工程、機械工程、控制工程等方面的知識,就業范圍涉及化工、機械等多個領域和行業，工作崗位主要涉及工程設計、技術開發、生產管理等方面，歷年就業率都居高不下[3]。

1 過程裝備與控制工程專業“一體兩翼”的專業定位

經過近20年的發展，過控專業已經確立了以過程裝備為主體，以過程工藝和過程控制為兩翼的專業建設方針和定位，明確了該專業與原化工機械專業的重要區別，即要加強過程工藝和控制方面的教學內容,進一步拓寬專業面,以適應市場經濟的人才需求[4]。“過程裝備”和“過程工藝”兩大核心內容在原有專業基礎上建設的比較完善。但從教育部教學指導委員會制定的關于“過程控制”這一部分內容的定位來看，它不同于機械控制，更著重于對化工過程的操作進行控制，主要是對化工過程中四大參數(溫度、壓力、液位、流量)的控制[5]。只有體、翼協同發展，才能達到培養合格的過控專業人才的目標。

根據上述專業定位，大多數院校都開設了過程裝備控制技術及應用這一必修課程，這是過控專業內涵拓展后課程體系的一個重要特色，可以使本專業的學生能夠將過程機械、計算機自動控制及自動化等方面的知識有機結合在一起，培養學生成為掌握多學科知識與技能的復合型人才。但是只有這一門理論課程來培養學生的控制理論與實踐能力是遠遠不夠的[6]。亟待在其他實踐環節中充實控制類相關教學內容，來完善“一體兩翼”的教學體系，達到培養合格的過控專業人才的目標。

2 構建“一體兩翼”協同發展課程體系的方法與實踐

結合當前創新性人才的培養目標和模式，確定了有利于實現“一體兩翼”協同發展培養目標的重要內容是加強控制類課程的學習和相關實踐環節。因此，筆者進行教學改革和研究的主要內容除了加強《過程裝備控制技術及應用》課程的學習效果的同時，還注重在其他實踐教學環節加強與學生的互動，啟發并培養學生的學習興趣，培養學生的工程實踐意識，同時將基礎理論與典型案例分析、實驗環節和工程應用相結合。在此背景下，以《過程裝備控制技術及應用》理論課程的教學改革為基礎，在專業實驗、生產實習、綜合設計、畢業設計、科技創新等實踐環節提出并探索了具有控制特色的教學方案和方法的改革與研究，并取得了良好的教學效果。具體改革和研究內容如下。

2.1 理論課程環節控制相關教學內容設置與實踐

《過程裝備控制技術及應用》是過控專業調整后重要的三大核心必修課程之一。該課程教學內容較多，涉及的范圍較廣，包括控制理論、工藝知識、計算機技術和儀器儀表相關知識。由于課程知識點多而散，加之學生學習此課程之前的先修課程較少，控制相關的基礎知識比較薄弱，因此需要根據該課程的特點和教學大綱要求，教學內容應以厚基礎、重應用為目的，進行教學內容的設計、組織與實施。筆者針對這門課程，在教學內容、教學方法與手段方面進行了改革與研究，取得了良好的教學效果[7]。改革和實踐的內容包括以下幾個方面：

①課堂理論教學貫徹“少而精”的教學原則，夯實基礎理論教學,落實專業基本要求；堅持理論聯系實際，學以致用，立足點是培養學生解決實際問題的能力。

②教學組織形式不限于課堂講授，實現體驗教學、實驗教學、專題研討等全方位、多樣化，融知識傳授、能力培養和工程應用于一體。

③加強知識綜合運用的訓練，使課堂教學、實驗教學、課程設計以及實習等各環節都緊密圍繞提高理論課程一根主線開展。

④組建合理的教學團隊，保證教學質量。

2.2 綜合設計環節控制相關教學內容設置與實踐

過控專業的綜合設計環節安排在第八學期畢業設計之前，學時3.5周，是過控專業學生培養的必修環節，也是綜合運用大學所學理論知識的重要環節。為了完善過控專業培養計劃中的一體兩翼的設計思路，在學生完成典型設備(塔、換熱器、壓縮機)的設計與計算任務之后，增加了一個控制模塊，即完成典型設備的自動控制系統設計任務，選擇合適的控制規律，整定控制參數，至少設計4套設計方案以供選擇，強化自動控制基礎知識的理解與運用。

2.3 生產實習環節控制相關教學內容設置與實踐

過控專業的生產實習一般安排在第六學期結束暑假的短學期學時4周，地點為機械廠、煉油廠、仿真基地和拆裝室。在過控專業的現場生產實習環節，帶隊教師也注重自動控制知識的學習，為理論課程的學習提供準備，便于學生進入理論課程學習時可以將實習的記憶重新開啟。我校新建一套催化裂化仿真裝置，包含多個典型的設備，比如精餾塔、換熱器、泵、壓縮機等，與真實的工藝流程一致，配備各種典型的自動控制儀表。該裝置可以為過控專業了解自動控制基礎知識、儀表選用等提供幫助。在理論課程中，同步進行該仿真基地的認識實習，結合課程中涉及的控制工程基礎知識，對照實際的裝置和流程進行講解，給學生一個更加感性的認識，便于課堂理論知識的理解和掌握。

2.4 畢業設計環節控制相關教學內容設置與實踐

我校過控專業的畢業論文或設計環節的題目一般都是本專業教師的科研課題或預研課題，近年來增加了部分設計類題目，并增加了典型設備控制系統設計的設計任務，要求學生在完成上述常規工作的同時，完成控制系統的設計和比較，強化學生對過程控制基礎知識的理解。

2.5 專業實驗環節控制相關教學內容設置與實踐

必修課程《過程裝備控制技術及應用》配有8學時的實驗。我校建有兩套過程控制綜合實驗裝置，可以開設四個必選實驗(水箱液位和反應器溫度的單回路控制和串級控制)和5個選作實驗(雙位控制，PID整定，比值控制等)。建有一套特色的科研實驗平臺，可以開設兩個控制相關的演示實驗(循環流化床的壓力控制和比值控制)。

2.6 科技創新環節控制相關教學內容設置與實踐

科技創新是培養學生創新和實踐能力的重要環節。每年，我校都要投入大量的人力物力給學生提供完善的科技創新平臺。筆者針對過控專業的學生，設計了過程控制相關的科技創新題目，方便對自動控制系統設計感興趣的學生進行自動控制實驗，指導學生開發新的自動控制系統，便于拓展學生的視野，提高科技創新能力。

3 結 語

筆者以《過程裝備控制技術及應用》理論課程的教學改革為核心，在專業實驗、生產實習、綜合設計、畢業設計、科技創新等實踐環節提出并探索了具有控制特色的教學方案和方法的改革與研究，構建了“一體兩翼”協同發展的課程體系，從而為提高過程裝備與控制工程專業人才培養質量提供保障。

[1] 劉雪東,張炳生.過程裝備與控制工程專業學生工程實踐能力的培養[J].江蘇工業學院學報,2004(4):65.

[2] 李志義,劉志軍.對過程裝備與控制工程專業背景的認識[J].化工高等教育,2003(1):11.

[3] 宋鵬云,李斌,李淑蘭,等.構建多學科背景本科專業課程體系的研究與實踐——以過程裝備與控制工程本科專業為例[J].化工高等教育,2009(4):29.

[4] 劉俊明,段滋華.過程裝備與控制工程專業加強過程教學的認識與實踐[J].化工高等教育, 2008(2):48.

[5] 畢明樹,喻健良,李志義.“過程裝備與控制工程”專業的知識結構分析和課程體系設計[J].化工高等教育,2001(4):22-25.

[6] 張慢來,張琴,周志宏.過程裝備與控制工程專業課程體系改革初探[J].長江大學學報:自科版,2013(28):122-123.

[7] 王娟.過程裝備控制及應用課程教學內容與方法的改革與實踐[A].第十三屆全國高等學校過程裝備與控制工程專業教學改革與學科建設成果校際交流會論文集[C].北京:化學工業出版社,2013:183-184.

Creation of Course System for the Process Equipment and Control Engineering Specialty with the Characteristics of One Body-two Wings and Cooperative Development

WANG Juan

(College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China)

Process Equipment and Control Engineering is an interdisciplinary major with process equipment as the main body and process technology and process control as the two wings. Process Equipment Control Technology and Application course is one of the core courses of this profession. Taking the theory course as the core, the control related teaching activities were improved in many practical aspects, such as professional experiment, comprehensive design, graduation design, production practice, science and technology innovation, and so on, to construct the corresponding curriculum system, improve students’ innovation and practical ability in process control, further improve the training quality of students of Process Equipment and Control Engineering.

Process Equipment and Control Engineering; one body two wings; curriculum system; talent quality

王娟(1977-)，女，副教授，主要從事過程裝備與控制相關的教學和科研工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)023-0188-02