《過程控制系統(tǒng)》課程工程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

李小綿　楊燕　張琰

摘 要：“過程控制系統(tǒng)”工程實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)是針對(duì)應(yīng)用型自動(dòng)化本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)置的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。在現(xiàn)有工業(yè)4.0實(shí)訓(xùn)基地的基礎(chǔ)上，以增強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用實(shí)踐能力，完成工程師基本訓(xùn)練為目標(biāo)，開發(fā)出真實(shí)工程實(shí)踐項(xiàng)目，在具有模擬工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力。

關(guān)鍵詞：工程實(shí)踐 項(xiàng)目教學(xué) 過程控制

中圖分類號(hào)：G42 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）02（c）-0184-02

隨著新型技術(shù)的迅速發(fā)展，社會(huì)對(duì)專業(yè)人才要求不斷改變，以及學(xué)生學(xué)習(xí)途徑的增多，現(xiàn)有“過程控制系統(tǒng)”教學(xué)已不能滿足培養(yǎng)應(yīng)用型專業(yè)人才的需求，我們在深入分析該課程的教學(xué)實(shí)際和系統(tǒng)總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)存在的問題提出了項(xiàng)目式教學(xué)思路，并經(jīng)過多年研究與實(shí)踐，取得了較好的效果。

實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目的具體目標(biāo)就是為工程教育創(chuàng)造出一個(gè)合理的、完整的、通用的、可概括的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。它以專業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)作的過程為載體，工程設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，以項(xiàng)目訓(xùn)練為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、有機(jī)聯(lián)系課程之間關(guān)系的方式學(xué)習(xí)工程技術(shù)，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

“過程控制系統(tǒng)”課程是自動(dòng)化專業(yè)一門實(shí)踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，該課程要求“學(xué)”與“用”密切聯(lián)系，是學(xué)生多年學(xué)校理論學(xué)習(xí)與走上工作崗位的橋梁，因此該課程的教學(xué)重點(diǎn)就是對(duì)學(xué)生工程應(yīng)用實(shí)踐能力的培養(yǎng)。我校建立的省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室——基于工業(yè)4.0實(shí)訓(xùn)基地，為該課程實(shí)踐教學(xué)提供了良好的教學(xué)平臺(tái)。

以學(xué)生為本，建設(shè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)中心，提供良好的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。實(shí)踐教學(xué)實(shí)施的硬件基礎(chǔ)是實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，2015年以來自動(dòng)化系對(duì)相關(guān)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行整合，以人才培養(yǎng)的需求為出發(fā)點(diǎn)，從自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)方案的高度，合理整合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室和組建新的實(shí)驗(yàn)室，與西門子公司聯(lián)合建立了工業(yè)4.0實(shí)訓(xùn)基地，該中心占地5000m2，設(shè)備儀器投資約1500萬，實(shí)驗(yàn)設(shè)備生均達(dá)到1.28萬元。形成了新的滿足自動(dòng)化專業(yè)人才培養(yǎng)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，負(fù)責(zé)自動(dòng)化專業(yè)“工程技術(shù)實(shí)踐”和“專業(yè)綜合實(shí)踐”以及全校電類、控制類課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。同時(shí)有效利用思源學(xué)院省級(jí)污水處理廠，學(xué)校供暖控制系統(tǒng)及學(xué)校恒壓供水系統(tǒng)作為綜合實(shí)踐項(xiàng)目。

1 課題描述及項(xiàng)目教學(xué)總體構(gòu)架

1.1 課題描述

“過程控制系統(tǒng)”工程實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)是針對(duì)應(yīng)用型自動(dòng)化本科專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)置的實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。在現(xiàn)有工業(yè)4.0實(shí)訓(xùn)基地的基礎(chǔ)上，以增強(qiáng)學(xué)生工程應(yīng)用實(shí)踐能力，完成工程師基本訓(xùn)練為目標(biāo)，開發(fā)出以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為宗旨，以真實(shí)工程實(shí)踐項(xiàng)目——12項(xiàng)工程實(shí)踐項(xiàng)目為載體，每個(gè)實(shí)踐項(xiàng)目都通過實(shí)驗(yàn)、分析、再設(shè)計(jì)開發(fā)、調(diào)試運(yùn)行等內(nèi)容融合為一體，在具有模擬工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)教、學(xué)、做相結(jié)合，強(qiáng)化學(xué)生的綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，解決實(shí)際工程問題的能力。

1.2 項(xiàng)目教學(xué)總體構(gòu)架

實(shí)踐項(xiàng)目載體的選擇和實(shí)施過程的設(shè)計(jì)是是順利開展工程實(shí)踐能力教學(xué)的重點(diǎn)，本課題的項(xiàng)目載體選用真實(shí)工業(yè)環(huán)境為背景——工業(yè)4.0實(shí)訓(xùn)基地，以完成工程師基本能力的訓(xùn)練為總目標(biāo)，培訓(xùn)學(xué)生工程基礎(chǔ)能力、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力、工程系統(tǒng)能力。整個(gè)教學(xué)內(nèi)容采用以工作過程為導(dǎo)向，設(shè)計(jì)若干個(gè)子項(xiàng)目，將專業(yè)知識(shí)內(nèi)容模塊化、任務(wù)化，以任務(wù)為載體，將自動(dòng)化專業(yè)涉及的課程的知識(shí)融合起來。改變過去在“黑板上種田”的單一教學(xué)方式。使學(xué)生在一種真實(shí)的環(huán)境中按照企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行培養(yǎng)，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)方式展開教學(xué)，將“說、學(xué)、做”統(tǒng)一起來，使學(xué)生在項(xiàng)目完成過程中，強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的理解，學(xué)會(huì)對(duì)知識(shí)的應(yīng)用，讓學(xué)生能夠扎實(shí)掌握從事工程技術(shù)常規(guī)工作所需要的基本理論、基本技能，能適應(yīng)現(xiàn)代控制系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)的需要，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自動(dòng)化工廠的設(shè)計(jì)能力、創(chuàng)新能力、工程應(yīng)用能力

2 課題目標(biāo)設(shè)計(jì)

總體目標(biāo)：通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具有過程控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)能力、強(qiáng)化創(chuàng)新能力和工程應(yīng)用能力。

能力目標(biāo)：（1）常用自動(dòng)化儀表的使用、調(diào)試、維修、安裝能力；（2）設(shè)計(jì)繪制控制流程圖的能力；（3）自動(dòng)化系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)、投運(yùn)、調(diào)試等實(shí)施能力。

知識(shí)目標(biāo)：（1）熟練掌握控制流程圖的識(shí)圖；（2）熟練掌握自動(dòng)化儀表的基本知識(shí)及其選型方法；（3）掌握自動(dòng)化系統(tǒng)工程的設(shè)計(jì)、投運(yùn)、調(diào)試方法；（4）熟練掌握典型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；（5）熟練掌握控制參數(shù)的整定方法；（6）熟練掌握控制系統(tǒng)相關(guān)軟件使用；

素質(zhì)目標(biāo)：（1）良好的職業(yè)道德和職業(yè)習(xí)慣；（2）熟練的職業(yè)技能、較強(qiáng)的創(chuàng)新意識(shí)；（3）良好的語言文學(xué)表達(dá)能力、溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；（4）安全規(guī)范操作意識(shí)；（5）嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的工作作風(fēng)。

3 構(gòu)建工程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目

3.1 實(shí)踐項(xiàng)目的選用標(biāo)準(zhǔn)

實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)法整個(gè)教學(xué)模式是以工業(yè)4.0實(shí)踐基地實(shí)踐項(xiàng)目為中心，圍繞達(dá)成實(shí)踐項(xiàng)目的完成來組織教學(xué)過程。因此實(shí)施實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)膶?shí)踐項(xiàng)目，實(shí)踐項(xiàng)目的選用應(yīng)符合以下標(biāo)準(zhǔn)：

（1）學(xué)生的實(shí)際水平，恰當(dāng)?shù)捻?xiàng)目要在學(xué)生的實(shí)際能力之內(nèi)，同時(shí)也是學(xué)生樂意去做的項(xiàng)目。

（2）應(yīng)緊扣教學(xué)大綱和教學(xué)目標(biāo)，要以大綱為指引，力求使大綱中的知識(shí)點(diǎn)融合到各個(gè)項(xiàng)目中去。

（3）項(xiàng)目應(yīng)有一定的使用價(jià)值。

（4）學(xué)生可以在一定的時(shí)間范圍內(nèi)自行組織，安排自己的學(xué)習(xí)行為。

（5）有明確而具體的成果展示，學(xué)生能自己克服處理項(xiàng)目工作中出現(xiàn)的困難和問題。

（6）要考慮學(xué)校的設(shè)備條件，項(xiàng)目要有可操作性。

3.2 工程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目

結(jié)合“做中學(xué)”的指導(dǎo)思想和本課題的特點(diǎn)，以能力培養(yǎng)為主線，以實(shí)踐體系為主體，由簡單到復(fù)雜，由單一到綜合，逐層提高，逐級(jí)遞進(jìn)構(gòu)建工程實(shí)踐項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，按“完成工程師認(rèn)知訓(xùn)練”到“完成工程師初步訓(xùn)練”向“完成工程師綜合訓(xùn)練”延伸，直到完成“初步達(dá)到自動(dòng)化工程師崗位要求”的四級(jí)項(xiàng)目訓(xùn)練，使學(xué)生能夠接受“現(xiàn)場工程師”的完整訓(xùn)練。其課程過程控制系統(tǒng)工程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3.3 訓(xùn)練方式

以典型工程項(xiàng)目實(shí)施能力為主線，圍繞崗位需求為目標(biāo)進(jìn)行訓(xùn)練，主要訓(xùn)練方法：（1）零距離接觸專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和生產(chǎn)現(xiàn)場；（2）采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、啟發(fā)式教學(xué)、視頻演示法、項(xiàng)目教學(xué)法、總結(jié)歸納法；（3）自動(dòng)化儀表的實(shí)際使用及校驗(yàn)；（4）具體自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)建及投運(yùn)。

3.4 實(shí)踐項(xiàng)目實(shí)施流程

實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)法實(shí)施過程中應(yīng)突出“以實(shí)踐項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的特征，實(shí)施流程規(guī)定為：任務(wù)引入—收集信息—制訂計(jì)劃—實(shí)施計(jì)劃—檢查評(píng)估。第一，教師布置項(xiàng)目任務(wù)，學(xué)生討論；第二，學(xué)生收集、查閱資料；第三，學(xué)生分組討論，制訂、修改計(jì)劃，教師審查指導(dǎo)評(píng)定計(jì)劃是否合理可行；第四，學(xué)生并明確分工合作實(shí)施項(xiàng)目計(jì)劃，完成項(xiàng)目任務(wù)；第五，學(xué)生白評(píng)、小組互評(píng)、教師評(píng)價(jià)。

3.5 展示結(jié)果

為了保證工程項(xiàng)目訓(xùn)練效果，在每個(gè)項(xiàng)目訓(xùn)練結(jié)束時(shí)，需要進(jìn)行實(shí)踐結(jié)果展示，主要內(nèi)容如下：（1）提交工程文件：自動(dòng)控制系統(tǒng)工程實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試、工程設(shè)計(jì)圖等工程文件；（2）儀表識(shí)別：儀表選用是否合理；（3）項(xiàng)目操作：進(jìn)行現(xiàn)場工程項(xiàng)目調(diào)試、運(yùn)行，達(dá)到預(yù)期結(jié)果；（4）答辯：對(duì)工程綜合應(yīng)用能力考查；（5）提交工程項(xiàng)目實(shí)踐報(bào)告。

4 結(jié)語

過程控制系統(tǒng)工程實(shí)踐項(xiàng)目教學(xué)，以具體工程實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)計(jì)實(shí)施為手段，將理論與實(shí)踐、知識(shí)與能力、教師的引導(dǎo)與學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力訓(xùn)練結(jié)合，有效的解決了工程應(yīng)用能力培養(yǎng)難的問題。經(jīng)過工程實(shí)踐項(xiàng)目訓(xùn)練，學(xué)生進(jìn)入企業(yè)后，能夠迅速勝任崗位的需求，有利于培養(yǎng)高素質(zhì)、高技能應(yīng)用型人才。

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