《化工儀表及自動化》課程教學(xué)改革

摘要本文根據(jù)高職培養(yǎng)目標(biāo)及社會對人才的需求特點，分析了傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，提出了針對化工專業(yè)的課程教學(xué)改革，并對教學(xué)目標(biāo)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法及考核方式提出了一些建設(shè)性的改進意見。

關(guān)鍵詞 高職 儀表及自動化 教學(xué)改革

中圖分類號：G420 文獻標(biāo)志碼：A

Curriculum Reform of \"Automation and Meters in Chemical Industry\"

WU Jing， ZHANG Qing， ZHU Hong

(Institute of Biology and Environment Engineering， Tianjin Vocational Institute， Tianjin 300410)

AbstractBased on the characteristics of vocational training objectives and demands for talent in the community， this paper analyzes the problems of the traditional teaching， proposes the chemical engineering curriculum reform， and presents some improvement constructive suggestions on teaching objectives， course content， teaching methods and assessment methods.

Key wordsvocational college; automation and meters; teaching reform

0 引言

化工儀表及自動化是一門綜合性的專業(yè)基礎(chǔ)課程。《化工儀表及自動化》課程實踐性強、應(yīng)用范圍廣，其內(nèi)容涉及化工原理、化工制圖、電工學(xué)和電子技術(shù)及控制技術(shù)等理論知識。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)能了解主要工藝參數(shù)（溫度、壓力、流量及物位）的檢測方法及其儀表的工作原理及特點；能根據(jù)工藝要求，正確選用和使用常見的檢測儀表及控制儀表；了解化工自動化的初步知識，理解基本控制規(guī)律，懂得控制器參數(shù)是如何影響控制質(zhì)量的；能根據(jù)工藝的需要，和自動控制設(shè)計人員共同討論和提出合理的自動控制方案；能為自動控制設(shè)計提供正確的工藝條件和數(shù)據(jù)；能在生產(chǎn)及開停車過程中，初步掌握自動控制系統(tǒng)的投運及控制器的參數(shù)整定；能了解檢測技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展趨勢和最新發(fā)展動態(tài)。①

1 教學(xué)現(xiàn)狀及問題

1.1 教學(xué)目標(biāo)不明確

在我校化工類專業(yè)、熱能類專業(yè)等都在學(xué)習(xí)《化工儀表及自動化》課程，雖然使用的教材名稱不同，但內(nèi)容基本是相同的，這就造成課程沒有與專業(yè)有機地結(jié)合，缺乏側(cè)重點，不符合目前高職高專的培養(yǎng)目標(biāo)。而且以往授課教師多為自動化專業(yè)或儀表專業(yè)教師，對化工工藝的了解不夠，過多強調(diào)儀表和自動控制的知識，忽略了儀表和自動控制與工藝的結(jié)合，從而使學(xué)生學(xué)習(xí)存在很大的盲目性，降低了學(xué)生對該課程的重視程度，極大地影響了授課效果。

1.2 教學(xué)內(nèi)容需要及時更新

隨著自動控制、儀器儀表及計算機領(lǐng)域的快速發(fā)展，檢測儀表和控制技術(shù)不斷更新?lián)Q代，出現(xiàn)了許多新型儀表和技術(shù)，如在檢測儀表方面，以數(shù)字式儀表代替了模擬式儀表；在儀表調(diào)節(jié)方面，除一般的比例、積分、微分調(diào)節(jié)規(guī)律外，人們正在研究前饋、大滯后、非線性、相關(guān)和計算值調(diào)節(jié)等技術(shù)，以適應(yīng)多回路自動化系統(tǒng)的需要。②這就需要在授課過程中及時調(diào)整授課內(nèi)容，剔除已淘汰或不常用的，加入新型或主要使用的儀器儀表和控制技術(shù)。

1.3 教學(xué)手段需要改進

《化工儀表及操作技術(shù)》是一門理論與實踐密切結(jié)合、且工程性很強的課程，課程內(nèi)容多，涉及的知識面廣。雖然，采用了多媒體輔助教學(xué)，為學(xué)生提供了豐富的素材，但靈活性不夠，仍然無法擺脫傳統(tǒng)的“傳授-接受”的模式，學(xué)生還是被動地學(xué)習(xí)知識，因而顯得內(nèi)容枯燥，難于理解，導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)鮮有激情，容易滋生倦怠情緒。③

1.4 學(xué)時較少

課程涉及的知識涉及化工原理、檢測學(xué)、電工學(xué)以及自動控制等多學(xué)科。即使一種檢測儀表也有幾十種不同的類別，如：可供工業(yè)用的流量計的種類就有60多種，不同種類的測量原理也各不相同，有力學(xué)原理、熱學(xué)原理、聲學(xué)原理、電學(xué)原理、光學(xué)原理及原子物理學(xué)原理等。我們的課時只有40學(xué)時。如何在有限的學(xué)時內(nèi)，既能兼顧大綱規(guī)定的內(nèi)容，又能讓學(xué)生更多了解不同種類的儀表，掌握儀表、自動化技術(shù)的發(fā)展動向，是我們亟待解決的問題。

1.5 實踐環(huán)節(jié)薄弱

由于客觀因素的限制，《化工儀表及自動化》課程的實訓(xùn)條件相當(dāng)匱乏。沒有檢測儀表、執(zhí)行器、自動控制裝置系統(tǒng)等，就是學(xué)院現(xiàn)有的化工裝置也無法滿足課程的需要，嚴(yán)重影響了實踐教學(xué)，使教學(xué)架空于理論，學(xué)生只能學(xué)習(xí)各種儀表和控制系統(tǒng)的原理和理論知識，儀表操作與維護、生產(chǎn)過程的控制等技能的培養(yǎng)幾乎成為空白。④

1.6 考核方法陳舊

目前的考核方式仍然是期末的卷面考試，一方面很難將所有知識涵蓋在內(nèi)，其次，割裂的知識點也使學(xué)生對知識的掌握出現(xiàn)了困難。不僅影響學(xué)生的成績，不能正確全面地衡量學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)效果，同時也影響學(xué)生對（下轉(zhuǎn)第120頁）（上接第86頁）該課程的興趣。

2 教學(xué)改革與實踐

針對以上問題，我們在教學(xué)過程中進行了一些改進，取得了一定的成果。

2.1 明晰教學(xué)目標(biāo)

由于該課程針對的是應(yīng)用化工技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，我們以《化工儀表維修工國家職業(yè)技能鑒定規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)》為參照，圍繞職業(yè)能力培養(yǎng)和職業(yè)素質(zhì)提升，教、學(xué)、做一體，使本課程教學(xué)符合高職高專人才培養(yǎng)模式：即理論學(xué)習(xí)以適度夠用為原則，注重化工儀表和自動控制系統(tǒng)的操作和維護能力培養(yǎng)，以培養(yǎng)學(xué)生取得化工行業(yè)儀表工資格證書為目標(biāo)。制訂了本課程的教學(xué)目標(biāo)：學(xué)生要能根據(jù)工藝要求，正確選用和使用常見的測量儀表及控制儀表；了解化工自動化的基本知識，理解基本控制規(guī)律，掌握控制器參數(shù)是如何影響控制質(zhì)量的；初步掌握自動控制系統(tǒng)的投運及控制器的參數(shù)整定；掌握典型化工單元的控制方案。

2.2 整合課程內(nèi)容

以往課程內(nèi)容分兩大部分，一是化工檢測儀表，二是化工自動化基礎(chǔ)。知識點相互之間是割裂的，缺乏系統(tǒng)性和靈活性。改革后，課程內(nèi)容以具體的化工案例為主線把散落的知識點串聯(lián)起來，將理論知識與生產(chǎn)實際相結(jié)合。讓學(xué)生通過對案例的分析去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，促進對理論知識的理解。比如：自動控制部分，選擇了學(xué)院現(xiàn)有的設(shè)備“固定床反應(yīng)器”的控制。學(xué)生可以現(xiàn)場觀察設(shè)備、研究流程、識別控制點及現(xiàn)場儀表、實際操作，鞏固檢測儀表的知識、學(xué)習(xí)自動控制的知識。而且采用化工生產(chǎn)實際案例，增強了課程的工程實踐性，使理論與實際相結(jié)合，為學(xué)生樹立了工程的觀念，提高其動手能力。

其次，在有限的學(xué)時里，我們精簡了內(nèi)容，突出重點。例如：“壓力檢測儀表”重點講述彈性式和電氣式壓力計、“溫度檢測儀表”以熱電偶和熱電阻為主、“控制規(guī)律”重點講述最常用的比例積分微分控制，即PID控制等。對新型儀表及控制技術(shù)的發(fā)展趨勢等內(nèi)容，以課題的形式布置給學(xué)生，學(xué)生在收集資料后，在課堂上自己講述、交流。

2.3 教學(xué)方法多樣性

在教學(xué)方法上，我們采用了多種的教學(xué)方式：多媒體教學(xué)，它能生動形象地將知識介紹給學(xué)生，有助于提高教師的授課效果。其次是實物教學(xué)，在示范校建設(shè)的過程中，學(xué)院完善了儀表的實驗物品、建設(shè)了自動控制裝置，學(xué)生可以通過對實物的觀察、拆裝、操作，加深對理論知識的理解。第三，實際操作，采用“理論-實踐-理論”的模式訓(xùn)練學(xué)生理論知識的實際應(yīng)用，提高其解決問題的能力及團隊合作精神。而且，開放的實訓(xùn)室使得學(xué)生可以隨時去研究設(shè)備和裝置，為其獨立思考提供了一個平臺。第四，利用現(xiàn)代化教學(xué)資源，鼓勵學(xué)生充分利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)，調(diào)查儀表技術(shù)的發(fā)展趨勢，寫出調(diào)查報告。

2.4 改變考核方式

在考核的方法上，采用過程考核和期末考核、理論考核和實踐考核相結(jié)合。每完成一個訓(xùn)練就進行一次考核，考核的內(nèi)容視具體訓(xùn)練內(nèi)容而定。比如自動控制部分，會有繪制控制流程圖考核、也有實際操作考核，這都屬于實踐考核。同時還會有一個理論考核，主要考查沒有涵蓋在實踐考核中的而又必須要求掌握的知識點。

在分值的分配中，我們在過程考核中的比重較大。這樣更能促使學(xué)生積極學(xué)習(xí)。

3 結(jié)語

高等職業(yè)院校作為培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才的搖籃，正面臨著教育改革的艱巨任務(wù)。而“化工儀表及自動化”包含了大量的工程實踐的內(nèi)容，也迫切需要改革。通過在教學(xué)實踐中明晰教學(xué)目的、進行內(nèi)容整合、采用多種教學(xué)模式、改變考核方式，讓學(xué)生進入情境，激發(fā)對學(xué)習(xí)的興趣，促使其在實踐的過程中尋求解決問題的途徑、夯實基礎(chǔ)知識；在交流中學(xué)會獨立思考與團結(jié)互助；在不斷提高能力中認識自己的潛力，增強自信。在改革的過程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性極大地提高了，取得了較好的學(xué)習(xí)效果。

注釋

①厲玉鳴.化工儀表及自動化[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

②孫宏杰.淺議化工儀表及自動化的發(fā)展情況[J].黑龍江科技信息，2010(9).

③姚干兵.《化工儀表及自動化》課程研究性教學(xué)的探索[J].科教文匯，2008(10):75-77.

④孔祥波.高職《化工儀表及自動化》教學(xué)思考與改革[J].廣州化工，2009.37(7):220-221.