《過程控制與自動化儀表》課程教學改革

王靖

摘 要：《過程控制與自動化儀表》作為電氣工程及其自動化專業的必修課，是培養學生創新能力和實踐能力的重要課程，根據學生和專業特點以及專業未來的發展趨勢，打破傳統的教學模式，開拓符合時代特點的新型教學模式。

關鍵詞：過程控制與自動化儀表 課程教學

引言

《過程控制與自動化儀表》是一門綜合性的專業必修課程，通過本課程的學習，使學生了解過程檢測儀表的工作原理和使用方法及過程控制系統技術的發展，掌握典型過程控制系統的工作原理和工作性能、適用場合及參數整定方法。本課程的前續課程是"自動控制原理"、“高等數學” "模擬電子技術基礎"、 "自動化儀表部分主要介紹工業上最常用的溫度，壓力，流量，液位和成分檢測儀表的工作原理和使用場合，重點學習DDZ-Ⅲ型儀表。過程控制部分主要學習被控對象數學模型的建立，單回路過程控制系統及復雜過程控制系統的設計和參數整定，還有典型先進過程控制系統的簡介。^[1]

一、教學方法與教學手段的改革

在教學方法上，將課堂教學、實驗教學、網絡教學、實踐教學等有機地結合起來，并充分利用多種教學方法將過程建模、方案分析設計、參數整定等知識點以立體方式傳授給學生，激發學生的學習興趣。由于過程控制與自動化儀表是一門實踐性很強的課程，在教學過程中，注重課本知識與工程技術之間的聯系，培養學生的工程技術能力，以便學生參加工作以后能較快地進行工程設計。^[2]

1.多媒體輔助教學

（1）使用多媒體課件可以加大教學信息量，便于學生對知識的理解。在制作多媒體CAI課件的過程中，盡量在減少學習難度和吸引學生注意力上下功夫，利用多媒體的特點，使得課件教學變得明白易懂、內容豐富、條理清晰、富有趣味性。^[3]

（2） 用MATLAB/Simulink實現控制過程仿真。從單回路實現溫度、壓力、流量、液位等控制，到復雜的串級、前饋、分程、比值等控制系統，以及相應的參數整定，都可通過MATLAB仿真實現，比如，為使學生理解PID比例系數的作用，可以通過MATLAB編程實現比例系數逐漸增加，從控制輸出結果就能很直觀的體現比例系數的作用，便于學生理解。而且，也可利用MATLAB的動畫制作，形象的反映控制過程，更直觀的表現課程內容。

2.案例教學

根據課程和實際工程結合緊密的特點，在授課中引入了大量的工程實例。借助工程實例講解理論知識，借助理論知識講解工程實例，從而使學生真正的消化吸收所學知識。比如，在前饋-反饋控制中分別用換熱器控制系統、蒸發器濃度控制系統、鍋爐汽包水位控制系統等講解前饋-反饋控制的結構、實現和優點，并可通過實驗仿真的形式對結論進行驗證。這樣可加深學生對控制的理解，并提高工程技術應用的能力。

3.網絡教學

采用線上線下相結合的方式進行教學，十分方便學生的自主學習。而且，教師與學生可隨時在網上進行交流，鼓勵師生利用網站開展教與學的討論，借助計算機網絡實現教學資源共享。

4.多種教學手段相結合

盡管多媒體教學輸出信息量大，手段簡單，在教學中發揮了重要作用，但課堂教學中那種師生之間交流，特別是在一些重點、難點問題的敘述和討論中，只靠多媒體手段是遠遠不夠的。為此可將課堂講授采用電子教案與黑板板書有機結合，在利用多媒體提供給學生大量信息的同時，采用板書的形式對重點和難點進行詳細闡述，教師可根據互動的過程，準確把握學生對知識點的理解程度。

通過不斷擴展教學方法和教學手段極大地提高了教和學的效率，擴展了師生之間交流的信息量，增強了學生的知識結構，有利于培養優秀的技術性人才。

二、實踐教學的改革

將基本型實驗與創新型實驗相結合，可以滿足不同層次和不同階段的學生需要，在實驗中讓學生多動腦，多動手，多觀察，多交流，激發學生的發散思維和創造力。

1.實習基地建設

建立多個校外實習基地。通過實習，使學生能夠及時地了解并接觸到當前過程控制領域的新設備、新技術、新思想，在提高學生實踐能力和培養學生團隊精神方面起到了積極的作用。

2.構建開放創新實驗室

構建開放創新實驗室，對學生實行時間和空間的全面開放，學生可以根據自己的時間安排去實驗室實現自己的創新想法，充實了學生的課余時間，將學生的精力充分用于學習和科研。

三、考核方式的改革

課程過程性考核占50%，期末考試占50%。課程過程性考核包括平時成績占40%，實驗成績占60%，平時成績包括上課出勤，回答問題，隨堂測試，實驗成績有實驗過程檢驗和實驗報告質量構成。

結語

本文從教學方法與教學手段，實踐教學，考核方式等方面進行改革和探索，注重學生動手能力和創新能力的培養，調動學生學習興趣，提高教學質量。

參考文獻

[1]于新業.課程教學改革與實踐[J].中國培訓，2016（18）：153-154.

[2]常艷超，孫娜.《過程控制基礎》課程的教學改革與創新[J].電腦知識，2016（9）：147-148.

[3]鄧曉燕，高紅霞.過程控制工程實驗教學改革與實踐[J].實驗室研究與探索，2017（36）：214-217.