面向獨立學院的熱工過程控制儀表課程建設探索與實踐

王鴻懿

摘 要 以熱工過程控制儀表課程為抓手，從引入思想教育、整合教學內容和改進教學方法入手，對課程建設進行探索與實踐。

關鍵詞 獨立學院；熱工過程控制儀表；課程建設；思維導圖

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）23-0057-03

Abstract In this paper， the course thermal process control instru-ment is taken as the starting point. By introducing ideological educa-tion， integrating teaching content and improving teaching methods， the course construction is explored and practiced.

Key words independent colleges； thermal process control instru-mentation； curriculum construction； mind map

1 引言

隨著我國社會主要矛盾的轉化，高等教育要實現內涵式發展，必須加快實現教育現代化、教育信息化。獨立學院的發展也要走內涵式發展道路，而課程建設是內涵式發展的基礎。獨立學院經過多年的快速發展，已經成為高等教育領域的重要力量。如何在新時期優先發展教育事業中實現內涵式發展，實現教育現代化、教育信息化，成為值得深思的問題。作為一線教師，做好課程建設的探索與實踐成為不二選擇[1-2]。

“熱工過程控制儀表”是自動化專業的核心專業基礎課，以模擬式控制儀表構成原理為基礎，主要講述數字式控制儀表及裝置，包括控制器、變送器、執行器以及現場總線部分內容，讓學生通過學習，理解和掌握模擬式和數字式控制儀表及裝置的結構原理、功能特點和使用方法，從而使學生能夠熟練地使用和維護控制儀表，并具有一定的選型和設計應用控制儀表的能力。該課程理論性和實踐性都很強，理論上需要以數學、物理、電路、電子、自控原理等先修基礎課為基礎，分析掌握控制儀表理論；實踐上更注重對控制儀表及裝置的應用與創新設計，從而實現控制對象的自動控制。

根據獨立學院的培養目標及生源特點，如何提高面向獨立學院學生的課程教學質量，在實現高等教育內涵式發展中也是不可缺少的環節。本文根據學生特點以及對課程的分析，進行了系列教學改革研究探索實踐，收到較好的教學效果。

2 熱工過程控制儀表課程教學現狀

“熱工過程控制儀表”課程是熱工自動化專業的核心專業基礎課，通過本課程的教學，使得學生在將來從事維護、設計控制儀表時有一定的理論基礎，并具備一定的選型應用和設計能力，尤其是在目前人工智能、“互聯網+”、大數據融合的形勢下，控制儀表也是飛速發展。

本課程在培養方案中安排在第五或第六學期，理論32學時，集中實驗課八學時。通過對模擬式控制儀表和數字式控制儀表的結構、工作原理及應用的講述，培養學生分析、維護、設計控制儀表的能力。由于在本門課中還涉及模擬儀表的內容，使學生感覺知識有些落伍，在主觀上有些不感興趣。但模擬儀表這部分內容是數字式儀表的基礎，如果只講授數字式控制儀表這部分內容，使得課程的內容偏向于計算機方面，掩蓋了儀表內容，就會本末倒置；而且課程內容中涉及電路、電子、自控原理的內容較多，如將本門課又重新回到基礎課內容的重復性講述，勢必使學生失去學習的興趣。此外，教材內容沒有及時更新，不能跟上形勢的發展變化。鑒于課程中存在的問題和現象，如何協調安排、設計講課內容，是在講授過程中應注意的。

3 教學對象現狀

獨立學院經過近十年的發展，已經成為我國高等教育領域的重要力量，目前已有300多所[3]，為我國的教育發展做出一定的貢獻，助力我國實現高等教育大眾化。長沙理工大學的城南學院依托母校資源，行業性優勢明顯，一直以來受到考生的青睞，生源質量總體較理想，就業率和考研率也比較高。但在實際教學中發現，學生的理解能力和學習能力難免會參差不齊，而且受到當前大環境的影響，學習態度也不盡相同，學生的心理素質、責任心等方面或多或少存在一些問題苗頭。有些學生學習能力強，有些學生動手能力強，學習態度容易分化為兩個極端，在教學過程中也充分體現了不平衡不充分發展之間的矛盾。根據教學對象的特點，首先從課程的角度入手提高教學質量，不失為基礎中的基礎，是當務之急。

4 課程建設探索與實踐

課程教學是高等教育中的基礎，提高課程教學質量是提高教育質量的首要內容，而欲提高課程教學質量，課程建設與改革是不可或缺的。在本課程教學中，從對象、內容、形式上對課程建設進行探索與實踐。

通過課程教學培養學生的信心和使命感，實現立德樹人 青年興則國家興，青年強則國家強。長沙理工大學獨立學院本專業的學生大部分進校時高考分數較高，基本高于二本分數線，遠高于三本學校的錄取分數線，質量較好，但不排除有一些能力不理想的學生；而且獨立學院的學生在與母體學校學生的對比之下，心理也比較復雜，有些認為自己基礎差，不學或學不好都是自然的，教師都應給予一定的照顧。實際在多年的教學中發現，獨立學院的大部分學生的基礎并不差，如果能在課堂上充分激發他們的信心和責任心，學習起來并不比其他人差，甚至一些并不比一本生源差。根據筆者多年的觀察，這些學生在工作崗位上也比較有進取心。

教師應充分重視課程教學，進行教學整體設計，通過教學內容或方法上的改進，發現教學內容中的思想德育內容，從專業教學和思政、人文教學結合的角度，實現立德樹人。讓學生樹立信心和責任心，學好學活專業知識，從本專業出發，對社會做出自己的貢獻，完全能達到理想的教學效果。當然，生源質量千差萬別，心理因素也多種多樣，在教學中還應時時觀察過程與效果，注意采用不同的方法，因人而異。以本專業為例，主要面向火力發電過程，這是國家的基礎性行業，關系國計民生，保證穩定的電力供應，保障老百姓的日常生活，是一件平凡而偉大的事業。學生通過所掌握的專業知識支撐做好自己的本職工作，不分工作大小。

整合設計教學內容 本專業主要面向火力發電生產過程的自動化，安排有自控原理、檢測儀表、控制儀表、集散控制系統、熱工過程控制系統等課程，這幾門課在有些內容上有交叉，在講述本門課時應注意避免重復或漏掉，通過系里的教學研討后協調安排本門課內容。例如：集散控制系統不要涉及，可以介紹現場總線部分的內容；傳感器部分在檢測儀表中講述，而不講述變送器部分內容，變送器內容在本門課中講述；與自控原理重復部分內容主要展開應用部分，與工程實際聯合（如傳遞函數的意義；慣性環節在實際設備中代表什么；參數在儀表中的物理意義，同樣是比例帶、積分時間、微分時間等，究竟是數值還是一定的物理意義？不再是單純地講述傳遞函數，使學生從理論向實踐過渡）。在本門課程教學中注重實踐上的應用，弱化純粹的理論計算。目前，能源革命正在悄然發生，清潔能源形式多種多樣，應該順應形勢，在教學中引入新能源、智慧能源等內容，引入相應能源形勢下智能儀表的開發應用與實踐，激發學生的學習興趣，使學生在校的學習能夠跟上形勢的發展。

教與學中引入思維導圖 思維導圖（Mind Map）是英國的記憶之父、腦力開發專家托尼·博贊受到達·芬奇做筆記的方法啟發，發明的一種有效使用人腦的方法，并于1974年在其出版的著作中首次介紹給讀者[4]。思維導圖在教學與學習方面能夠幫助到教師與學生。在教學方面，教師在內容開始前將教學內容以導圖的形式呈現給學生，使學生能夠對授課內容首先有條理性認識和總體認識，在最初時知道自己將要學習哪些知識，對內容的主次關系、因果關系等有所認識，在學習過程中貫穿始終，不至于學到后面忘了前面。對學生來講，則能夠利用思維導圖對學過的知識進行梳理、歸納，及時發現存在的漏洞；還可以在設計儀表時利用導圖進行充分想象和設計，羅列出盡可能多的條目，及時進行充實和修改。

以執行器這部分內容為例，如圖1所示，雖然只是一節的內容，但內容較多，學生不容易梳理，而且前后不連貫。在開課之前以思維導圖示意，在講述中、后都以思維導圖總結，學生就能夠清晰地了解所學的內容，線條清晰。在需要復習時也可以按照導圖對照自己還有哪里不清楚，有哪些地方已經掌握，不浪費精力，收到事半功倍的效果。對于整個課程的內容或部分章節的內容，都可以以導圖的形式展現出來，也可以訓練學生自己梳理內容，效果較好。學生可以根據現有的導圖對相應環節做創新，以改進執行器。

考核形式多樣化 考核是一種并不討巧的方式，卻是一種有效的手段。因此，如何利用考核，利用什么方式的考核，是值得思考的。對大學生來講，考核并不失為一種督促方式，考核形式可多樣化。可利用一些常規的考核方式如課堂測試、課后作業等，復習考核基礎知識部分的內容；還可以利用網絡回答的形式做一些開放式的考核，能夠讓學生掌握一些課本知識之外的內容，這些內容對教學也是很有幫助的。在一定階段還可以用設計的形式對整個內容進行梳理，通過一個階段內容的綜合設計，讓學生去了解市場最新需求及實現方法，可用模擬儀表，可用數字儀表，考核學生的實踐能力。當然，這都需要教師的能力和精力去支撐。

5 結語

課程教學是高等教育人才培養的基礎，尤其是針對獨立學院的人才培養定位和培養目標，針對生源的實際情況，更需要對課程進行精心打磨，在教學方法、教學內容及考核形式上改進，提高教學質量，提高人才培養質量。建議本課程教學最好安排在第六學期，在自動控制原理（古典部分）和檢測儀表講過之后，對本課程的開課更合理些；否則學生對于閉環控制、傳感器等一頭霧水，不利于本課程的講述。將來還可在教育信息化如在線課程、微信公眾號、在線測試等方面，進一步對課程進行建設和改革。

參考文獻

[1]李靜，許芳.獨立學院“控制理論”精品課程建設的探索與實踐[J].新課程研究，2016（5）：42-44.

[2]王玥，王立軒，李鵬.獨立學院化工原理優秀課程建設實踐[J].現代商貿工業，2016（33）：307-308.

[3]張楠.淺談獨立學院課程建設發展思路[J].科學大眾：科學教育，2017（7）：157.

[4]王竹萍，王文英.思維導圖：高校課程教學創新的有效途徑[J].黑龍江高教研究，2011（5）：175-176.