淺析應用型本科《過程控制工程》項目化教學

朱甦

【摘要】本文結合現階段項目化教學的發展趨勢，考慮到過程控制技術的應用現狀和課堂教學的現實，從教學內容，多媒體和模擬實驗等方面提出了若干措施和經驗。討論了本課程的項目化教學方法。

【關鍵詞】過程控制 項目化 教學方法

【基金項目】本文是南京理工大學紫金學院2018年教育教學改革與研究課題“應用型本科《過程控制工程》項目化教學的研究”（課題編號為：20180102006）的研究成果。

【中圖分類號】TP13-4；G652 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）32-0252-01

當前，現代控制技術近年來得到了廣泛的發展，《過程控制工程》這門課的內容也越來越豐富。大量新知識的增加使得課程內容變得復雜，內容的擴展與學術時間的縮短也存在矛盾。由于過程控制的實踐平臺較為復雜，受時間，地點和成本的制約，傳統的教學方法存在許多理論知識和實踐難點。如果某些練習平臺太貴，學生不得自行操作。隨著現代教育技術的發展，項目化教學已成為一個重要的發展方向，我們可以將項目化教學方法引入實際教學中，從而提高我們的教學目的。本文針對過程控制工程教學面臨的問題，探索適應學生學習方式的教學方法的變化，提高教學效果。

一、項目化教學需要精心選取教學內容

在將教學內容項目化后，學生和教師可獲得的信息非常龐大，面對時刻變化的新技術、新方法、新內容。雖然我們將教學內容項目化了，但考慮到“大眾教育”的現實，大多數理論基礎知識是不可或缺的，但它不必是全面的，特別是理論推導應該是簡單的。對于難以掌握的高級內容，必須參與其中。具體到過程控制工程的過程，結合課程的前提課程和專業的指導教學計劃，刪除其他課程中重復的內容或太難的內容。例如，三個主要熱參數的溫度，壓力，液位測量，節流組件的計算，分布式控制系統，魯棒控制等，增加了教科書未涵蓋的一些內容，如化工原理中的多項內容：流體輸送設備，傳熱設備，蒸餾原理等特別強調課程與“自動控制原理”和“檢測技術”之間的聯系，使學生能夠整合所學知識并做出推論。另外，在實驗部分的理論內容上，有必要關注理論與實踐之間的聯系。

二、項目化教學需要更廣泛的多媒體和網絡應用

項目化教學中，利用好多媒體技術是不可少的，這樣可以生動地向學生呈現原始無聊的教科書內容。多媒體信息具有信息量大，速度快，內容新的特點，可以使教學活動更加直觀，提高學生的學習積極性。使用CAI教學軟件可以補充教材教學的不足。此外，一些生動的Flash動畫可以幫助學生更好地理解教科書中的難點。當然，在課堂上，除了應用多媒體技術外，還需要適當的電路板。兩者必須相輔相成，充分利用彼此的優勢，使學生更充分地吸收教科書知識，了解關鍵點和難點。學生們也學會了整合各種手段的思路和方法，特別是網絡解決實際問題。另一方面，教師可以通過互聯網發布與課程相關的內容，如教學計劃，教學大綱，家庭作業和技術前沿。它還可以與互聯網上的學生更好地互動，使學生感覺課程內容已融入生活，學習過程更容易，更方便。在當前的教育環境中，這是指導學生從強迫學習到獨立學習的重要部分。

三、項目化教學更加依托于仿真平臺使用

工業生產過程控制是自動化的重要分支，其任務是在實際生產過程中分析，設計和應用控制系統。因此，理論必須與實踐相結合，才能真正將學到的理論知識運用到工業實踐中。傳統的實踐教學有較大困難。一方面，實驗設備耗資巨大，另一方面，即使有相應設備也不能任由學生實習操作，因為設備一旦操作失誤可能造成嚴重后果。在這樣的環境下，仿真平臺這一信息化教學手段的應用變得舉足輕重。針對過程控制工程這門課，實用的仿真平臺有如下兩個：Matlab/simulink平臺和組態軟件Kingview。Matlab適用于算法開發、數據可視化、數據分析及數值計算，其中simulink模塊的應用領域非常廣泛，可實現過程控制中的各種控制算法，進行各種控制結構的仿真實驗。不管是在授課過程還是實驗環節都可以運用這一工具，而且僅需一臺計算機即可實現。如過程控制課程中講到被控對象的自衡和無自衡，學生難以理解。在simulink平臺里搭建一個對象模型，輸入端施加一階躍信號，查看輸出端的曲線便馬上能得到被控對象的輸出特性，一目了然。

如何充分發揮項目化的優勢，結合傳統教學，達到最佳效果，這是一個系統工程。該系統工程需要進行實踐測試，并通過實施情況和學生的反饋效果不斷調整。在項目化教學中，教師不僅是知識的傳播者，也是領導者?？偟膩碚f，在過程控制工程中，學生通過項目化教學方法對專業知識有了更深入的了解。對課程相關基礎理論也有了新的認識，創新意識和實踐能力也有所提高。

參考文獻：

[1]黃德先，王京春，金以慧.過程控制系統[M].北京：清華大學出版社，2011.