獨立學院《工業控制網絡》教學探索

摘要：隨著智能技術的發展，電氣行業的智能化也步入正軌，需要的智能控制方面的人才越來越多。而工業控制網絡這門應用型課程對應用性人才的培養就十分重要。本文結合結合獨立學院學生特點，結合以往教學經驗，對該課程教學內容、方法、模式及課后拓展幾個方面進行探索并用于實際教學中。

工業控制網絡是一門涵蓋集散控制系統、控制網絡技術兩大部分的課程，可以解決工業現場的智能化儀表、控制器、執行機構等現場設備間的數字通信問題和遠程控制系統構建等問題，屬于過程控制、自動化儀表、計算機網絡技術等三大技術發展交匯部分，因此在電氣控制及智能化方面得到十分廣泛的應用。各大高校的電氣智能控制方面為了迎合社會人才需求，培養對口的技術人才，皆開設了《工業控制網絡》此類課程，目的在于提高學生利用現場總線、PLC設備、DCS系統解決實際系統及控制問題。由于該類課程存在面廣點多的特點，在教學過程中存在一些問題。

一、教學現狀

1、教學內容多與實際課時少的矛盾。通過大量調研發現，雖然高校重視學生的動手實踐能力，但不少高校此類課程的課時量只有32學時，有的甚至將實驗課時包含在內。在如此短的時間內，學生僅僅只能了解其框架或一些基本概念，對如何使用及利用相關知識解決實際問題只能一知半解，無法達到有效提高學生專業素質的要求。

2、教學方法單一。經過調研，大多數高校對此類課程的教學比較單一，主要采用的是傳統的教學方法和多媒體教學，很難再短時間內幫助同學建立工業控制網絡這一龐大系統的實質，學生往往只能停留于表面，走馬觀花的了解一番。

3、教學材料滯后。由于這項技術正處于蓬勃發展的階段，一些具有重大革新的技術，也不斷地應用于工業控制網絡中，這樣使得現有的教材內容與新技術的發展相對滯后，而且電氣工程及智能控制專業作為新興專業，與之匹配的工業控制方面教材鳳毛鱗角，這給傳統教學帶來難度。

4、實驗環節薄弱。由于大部分院校對工業控制類課程分配的學時少，但課程內容較多，在完成正常教學內容的前提下，實驗的教學內容安排就自然少了，有的院校由于自身條件的限制，根本沒有設實驗環節，或者就是教師在課堂演示，學生觀看為主。學生缺少動手技術，很難激發他們動手能力的培養，更別談創新能力和工程思維能力的培養。而電氣工程及職能控制的宗旨是培養一批具有工程思維、動手實踐能力強的應用型人才。上述存在的問題顯然制約了人才的培養，與我們所設想的工程能力和創新能力的培養方向是背道而馳的。隨著電氣行業的智能化方向發展，應用型和技術人才嚴重匱乏的情況下，如何有效培養社會需求的智能控制方面的人才就十分重要了。

二、教學改革具體內容

針對上述幾方面的問題，我校在院領導及教研室組織下，對如何提高學生動手、創新能力方面進行教學研究和探討，具體方案如下：

1、教學思路的轉變。在獨立院校開設工業控制網絡類課程，目的在于培養和強化學生的工程能力和創新能力。因此在開課之前，首先要引入電氣行業的控制系統，讓學生對未來要接觸的領域要有一個總體的了解。在課程進行時，盡量讓學生接觸現場或通過企業引入實際課題對學生進行培訓，以改善教學質量，也幫助學生從根本上理解工業控制網絡。課后組織去電廠、配電站或變電站進行參觀，實習，進一步加深工程背景的理解。此外，可以和相關工業控制網絡方面的設備供應商保持較好的聯系，為后期學生在校內實習創造條件。

2、教學內容的調整。工業控制網絡類課程應用的領域很廣泛，要面面俱到不現實。那么如何引導學生進行有效的專業學習，掌握與電氣類相關的控制技術。在教學內容上要精簡并深入，而且在教學課時方面應有所提高，可以提高到48學時以上，選用工程背景較強的教材，如我校結合社會需求選取的以歐姆龍PLC為主導的工業控制網絡方面書籍，一方面與社會接軌，另一方面可以有針對性地引入一些經典案例作為教學案例，并在實驗室內搭建課程實例。在教學內容中主要側重網絡基本知識、DeviceNet傳輸協議、CAN總線節點構造三層網絡架構作為講解重點，穿插歐姆龍PLC的編程原理介紹。學生在學習總線知識的同時，將一些基本的編程工具掌握嫻熟，為后期整個系統控制做準備。此外，在實驗室搭建以歐姆龍PLC 實驗箱作為節點，幫助學生在理論學習過程中熟悉控制環境，形成對整個系統的感性認識。

3、教學模式的改革。教學模式的改革是整個教學改革中的重點。在以往的教學過程中，多重視課堂教學，通常課堂教學比例占70%。在教學過程中發現，學生在最初接觸課程是興趣較濃厚，課堂效果較好，可隨著理論教學的深入，學生對一些理論無法形成比較直觀的理解，隨而對此失去興趣，課堂教學顯得枯燥，學生的參與度較低。在此次改革模式中，我們加大了實驗教學環節的比重，在理論教學和實驗教學中相互穿插，基本上可以在一個理論點介紹完了之后，引導學生在實驗室搭建平臺，利用所學的知識實現一些控制，如變頻器控制、直流電機控制、旋轉電機正反轉等。讓學生在學習過程中能體會學有所用，更加激發他們的學習熱情和積極性。

4、師資隊伍的提高。課堂教學的主體除了學生之外，另一主體是教師，師資水平的高低直接影響教學質量。為了使教師具備更加完整的知識體系，學院領導組織教師去相關設備企業進行培訓，并且多次邀請歐姆龍企業技術人員進行現場教學，幫助教師在技術方面成長，同時定期地邀請知名教授傳授教學技巧和方法，在院系內部實行老教授指導新教師的方式，幫助青年教師快速成長。切實從根本上提高授課質量，改善教學水平。

5、課外教學延伸。在教學過程中，課堂教學是重點，但課外教學也是十分重要的。我們可以把課外教學看成課堂教學的延伸，也是學生學習水平提高的重要環節。在環節包含工業控制創新實驗和課程設計。在創新實驗和課程設計中，強調的是如何將已學知識和電氣方面緊密結合，如何利用現有的實驗設備搭建平臺，如何用更為精簡的指令實現控制，充分的利用項目教學法來引導學生動手，進而培養他們的動手和創新能力。比如在我們創新實驗里，可以搭建飼服控制平臺，學生可以在所定項目上進行設計和驗證，加深對綜合、復雜、遠程控制系統的深入理解。而項目教學法是以學生為主導，重點培養其綜合能力的過程。具體方法：把整個學習過程分解成為一個個具體的項目或時間，設計出一個個項目的教學方案，在教師的引導下，通過對項目進行分解與示范，讓學生分組圍繞各自的項目進行討論，寫作學生和實際操作訓練，最后以共同完成項目的情況來評價學生是否達到教學目的。這種教學方法非常適合于工業控制網絡這類應用型課程的課后延伸環節。

三、結束語

從教學思路、內容、方式方法和實驗、課后等方面做一系列嘗試。通過教學改革，增強學生的學習興趣和主動性，為他們成為合格的應用性人才作準備。同時要求學校完善辦學環境，切實提高學生的就業競爭了，和教師的教學水平，這是一個長期、艱巨的工作，仍需在后期教學實踐中進一步落實。

作者簡介：陳曉霞（1980--），武漢晴川學院電氣工程學院 講師，主攻工業控制網絡方面。endprint