化工自動化及儀表課程線上“金課”教學探究

郭 蒙，高林曉，馮定坤

（黔南民族師范學院化學化工學院，貴州 都勻 558000）

隨著工業(yè)生產向信息化發(fā)展，在校化工類學生須掌握一定的化工自動化及儀表的專業(yè)知識，因為化工儀表及自動化技術已經在化工等行業(yè)得到普及應用，企業(yè)要求工藝技術人員不僅熟悉生產過程自動控制的項目及具體控制方案，還要熟悉各個控制回路及其他系統(tǒng)和尋求解決實際生產中解決問題的能力[1-3]。但是，化工儀表及自動化課程教學中也遇到了教學手段單一、平面化等一系列問題，這也促進了高等學校課堂上出現(xiàn)“水課”[4]。

為了整頓本科教育中高等學校的教學秩序，并首次將“淘汰水課、打造金課”寫入了教育部文件（見教高函〔2018〕8 號），這在一定程度上可加大高等學校課程難度、拓展課程難度和擴大本科課程的可選擇性。此外，吳巖還進一步闡明了什么是“金課”、五大“金課”打造和“金課”建設的五大保障三個基本問題，其中，五大“金課”包含了線下、線上、線上線下混合式、虛擬仿真和社會實踐等[5]。線上“金課”可以實現(xiàn)由課內教學向課外教學進行延伸，并增加線上課堂教學的“含金量”[6]。

MOOC（音譯為慕課） 的全稱為Massive Open Online Corurse，是“互聯(lián)網+教育”催生的新形式的課程，現(xiàn)在中國也已經成為世界慕課大國，并正在用中國方案參與并主導制訂國際慕課的標準[5]。現(xiàn)在，國內五個知名MOOC 平臺有“學堂在線”、“中國大學MOOC”、“好大學在線”、“智慧樹”和“超星慕課”，其中，“中國大學MOOC”具有完整的在線教學模式，支持高校在線開放課程建設，實現(xiàn)學習者個性化學習，課程結束成績達標可獲得認證證書[7,8]。

本研究將從“中國大學MOOC 平臺”上化工儀表及自動化課程及其預備課程的慕課教學內容選擇、教學方法和教學考核等方面進行了探究，擬通過線上學生自主學習和評價，促進線下課堂教學的效果，“線上+線下”串聯(lián)式的循環(huán)教學方法，無疑對淘汰“水課”，打造有深度、有難度和有挑戰(zhàn)度的“金課”是有益的。

1 選擇慕課課程

1.1 預備課程的慕課選擇

本人在講授《化工自動化及儀表》課程中，經常遇到學生基礎知識薄弱等一系列問題。因此，在上課前和上課過程中，同學們可以進一步有選擇性的學習“中國大學MOOC”上同濟大學的《高等數(shù)學（一～四）》 （見鏈接www.icourse163.org/course/TONGJI-53004；TONGJI-21701；TONGJI-28400；TONGJI-1001569002）、國防科技大學的《數(shù)字電子技術基礎》（見鏈接www.icourse163.org/course/NUDT-206001）和華中科技大學的《見自動控制原理（一～二）》（見鏈接 www.icourse163.org/course/HUST-1001531001；HUST-1001932013）等相關的部分章節(jié)。

1.2 化工儀表及自動化課程的慕課選擇

“中國大學MOOC”上相關的《儀表及自動化》課程，主要有哈爾濱工業(yè)大學的《工業(yè)過程控制》、南京郵電大學的《過程控制》和中國石油大學（華東）的《化工裝備測控技術》等。

《工業(yè)過程控制》 （見鏈接www.icourse163.org/course/HRBEU-1002529018）由彭秀艷等講授，主要內容分為緒論、被控過程的數(shù)學模型、過程參數(shù)檢測儀表及變送器、執(zhí)行器、控制器、單回路控制系統(tǒng)設計、復雜控制系統(tǒng)設計、實現(xiàn)特殊需求的過程控制系統(tǒng)、應用實和實驗等十個部分[9]，并為學習者提供了教學PPT、單元測驗與作業(yè)、討論題和網上答疑等互動學習體驗環(huán)節(jié)。因此，學習者通過“視頻、PPT、同步慕課教材、學習體驗平臺”的綜合學習套餐，使學生了解工業(yè)自動化發(fā)展的動態(tài)和趨勢，掌握工業(yè)過程對象的分類、建模方法，了解工業(yè)過程控制系統(tǒng)的結構和組成，掌握工業(yè)自動化裝置和控制系統(tǒng)的有關專業(yè)基礎知識，并使學生具備從事工業(yè)過程控制系統(tǒng)方案設計、儀表選型、校驗、調試、參數(shù)整定等工作的專業(yè)知識和能力。

《過程控制》 （見鏈接www.icourse163.org/course/NJUPT-1001752373）由南京郵電大學的王冬生講授，主要內容分為概論、過程檢測儀表、過程控制器、過程執(zhí)行器、被控過程的數(shù)學模型、常規(guī)過程控制策略、復雜控制系統(tǒng)、先進過程控制技術和計算機過程控制系統(tǒng)等九個部分，通過學習，學生能夠根據實際工業(yè)生產過程的特點，采用測量儀表、執(zhí)行機構和計算機等自動化工具，應用控制理論，對工業(yè)生產過程進行分析、設計、建模與控制。

《化工裝備測控技術》 （見鏈接www.icourse163.org/course/UPC-1205908803）由趙東亞講授，主要內容分為緒論、過程測量儀表、過程控制儀表、簡單控制系統(tǒng)、復雜控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)等六個部分。學習后，可培養(yǎng)學生從事過程裝備測控系統(tǒng)設計與運用的應用能力，達到掌握過程裝備測控相關工程問題的基本思路和方法的目的。

同學們可以根據自己的基礎得差異，并結合課堂教學法人講授，線上選擇上面三門課程的有關章節(jié)。有些同學也可以根據自身的對知識掌握的情況，選擇其他相關課程。此外，隨著人們對慕課的推廣、熟悉和收益，其將會成為化工類專業(yè)課程強而有益的輔助，更會進一步輔助和補充傳統(tǒng)的教學模式。

2 教學方法和考核

2.1 教學方法

在學期前的預備周，讓學生分為約8 到10 人一組，選出組長。按照課程教學進度表，每次上課前需要預習相關章節(jié)，根據預習情況，復習相關基礎知識，并按照自己的理解，簡要地做預習筆記，記錄課上應該聽課的難點部分，讓同學們帶著問題走進課堂。在上完課后，再詳細地看一遍挑選出的相關章節(jié)，詳細做復習筆記，并列出重點和難點。這主要是通過線上預習、線下講授和線上復習等串聯(lián)式循環(huán)教學方法，將有利于提高學生對理論知識的理解程度[10]。各小組成員之間在組長的組織下，需在課外相互檢查預習和復習的情況，以體現(xiàn)獨立學習和小組學習的策略，以及合作與競爭的學習策略[11,12]。此外，同學們還要完成隨堂測驗、隨堂測驗和期末考試。

2.2 教學考核

同學們的預習筆記、復習筆記、慕課課程學習期間的測驗和期末考試均為平時成績的一部分。預習和復習筆記有利于學習效率的提高，并對其它課程的學習也會有所幫助。隨堂測驗一般是選擇和判斷等客觀題，平臺自動判別，將有利于同學們及時地鞏固知識或糾正錯誤。單元作業(yè)為主觀題，通過與老師和其他同學線上交流，將會拓展同學們的視野，優(yōu)化出更有效的解決問題方法和能力[13]。期末考試是對同學們整個學期本門課程學習的檢測，能夠從一定程度上判別出同學們對本門課程掌握程度，這樣可以有助于更加全面和客觀的反映同學們學習的真實情況[14]。

3 結語

針對本課程內容枯燥、教學方法單一和教學手段運用不足等問題，通過有效地選擇“中國大學MOOC 平臺”上化工自動化及儀表課程相關慕課的教學內容，并對其教學方法和教學考核進行論述，希望同學們能夠結合課堂上教師的講授和引導，提高本課程學習的積極性和學習效率，并能夠根據同學們自身的情況，把線上學習的學習方法推廣到其他專業(yè)課程中去，從而實現(xiàn)高校化工類專業(yè)本課程教學效果的有效提升，培養(yǎng)出綜合素質高的化工類應用型復合人才。