《过程控制与自动化仪表》课程教学改革

2019-03-30王靖

新教育时代·教师版 2019年46期

王靖

摘要：《过程控制与自动化仪表》作为电气工程及其自动化专业的必修课，是培养学生创新能力和实践能力的重要课程，根据学生和专业特点以及专业未来的发展趋势，打破传统的教学模式，开拓符合时代特点的新型教学模式。

关键词：过程控制与自动化仪表课程教学

引言

《过程控制与自动化仪表》是一门综合性的专业必修课程，通过本课程的学习，使学生了解过程检测仪表的工作原理和使用方法及过程控制系统技术的发展，掌握典型过程控制系统的工作原理和工作性能、适用场合及参数整定方法。本课程的前续课程是"自动控制原理"、“高等数学” "模拟电子技术基础"、 "自动化仪表部分主要介绍工业上最常用的温度，压力，流量，液位和成分检测仪表的工作原理和使用场合，重点学习DDZ-Ⅲ型仪表。过程控制部分主要学习被控对象数学模型的建立，单回路过程控制系统及复杂过程控制系统的设计和参数整定，还有典型先进过程控制系统的简介。^[1]

一、教学方法与教学手段的改革

在教学方法上，将课堂教学、实验教学、网络教学、实践教学等有机地结合起来，并充分利用多种教学方法将过程建模、方案分析设计、参数整定等知识点以立体方式传授给学生，激发学生的学习兴趣。由于过程控制与自动化仪表是一门实践性很强的课程，在教学过程中，注重课本知识与工程技术之间的联系，培养学生的工程技术能力，以便学生参加工作以后能较快地进行工程设计。^[2]

1.多媒体辅助教学

（1）使用多媒体课件可以加大教学信息量，便于学生对知识的理解。在制作多媒体CAI课件的过程中，尽量在减少学习难度和吸引学生注意力上下功夫，利用多媒体的特点，使得课件教学变得明白易懂、内容丰富、条理清晰、富有趣味性。^[3]

（2）用MATLAB/Simulink实现控制过程仿真。从单回路实现温度、压力、流量、液位等控制，到复杂的串级、前馈、分程、比值等控制系统，以及相应的参数整定，都可通过MATLAB仿真实现，比如，为使学生理解PID比例系数的作用，可以通过MATLAB编程实现比例系数逐渐增加，从控制输出结果就能很直观的体现比例系数的作用，便于学生理解。而且，也可利用MATLAB的动画制作，形象的反映控制过程，更直观的表现课程内容。

2.案例教学

根据课程和实际工程结合紧密的特点，在授课中引入了大量的工程实例。借助工程实例讲解理论知识，借助理论知识讲解工程实例，从而使学生真正的消化吸收所学知识。比如，在前馈-反馈控制中分别用换热器控制系统、蒸发器浓度控制系统、锅炉汽包水位控制系统等讲解前馈-反馈控制的结构、实现和优点，并可通过实验仿真的形式对结论进行验证。这样可加深学生对控制的理解，并提高工程技术应用的能力。

3.网络教学

采用线上线下相结合的方式进行教学，十分方便学生的自主学习。而且，教师与学生可随时在网上进行交流，鼓励师生利用网站开展教与学的讨论，借助计算机网络实现教学资源共享。

4.多种教学手段相结合

盡管多媒体教学输出信息量大，手段简单，在教学中发挥了重要作用，但课堂教学中那种师生之间交流，特别是在一些重点、难点问题的叙述和讨论中，只靠多媒体手段是远远不够的。为此可将课堂讲授采用电子教案与黑板板书有机结合，在利用多媒体提供给学生大量信息的同时，采用板书的形式对重点和难点进行详细阐述，教师可根据互动的过程，准确把握学生对知识点的理解程度。

通过不断扩展教学方法和教学手段极大地提高了教和学的效率，扩展了师生之间交流的信息量，增强了学生的知识结构，有利于培养优秀的技术性人才。

二、实践教学的改革

将基本型实验与创新型实验相结合，可以满足不同层次和不同阶段的学生需要，在实验中让学生多动脑，多动手，多观察，多交流，激发学生的发散思维和创造力。

1.实习基地建设

建立多个校外实习基地。通过实习，使学生能够及时地了解并接触到当前过程控制领域的新设备、新技术、新思想，在提高学生实践能力和培养学生团队精神方面起到了积极的作用。

2.构建开放创新实验室

构建开放创新实验室，对学生实行时间和空间的全面开放，学生可以根据自己的时间安排去实验室实现自己的创新想法，充实了学生的课余时间，将学生的精力充分用于学习和科研。

三、考核方式的改革

课程过程性考核占50%，期末考试占50%。课程过程性考核包括平时成绩占40%，实验成绩占60%，平时成绩包括上课出勤，回答问题，随堂测试，实验成绩有实验过程检验和实验报告质量构成。

结语

本文从教学方法与教学手段，实践教学，考核方式等方面进行改革和探索，注重学生动手能力和创新能力的培养，调动学生学习兴趣，提高教学质量。

参考文献