DCS課程教學模式改革與實驗室開發

張玲

【摘 要】 本文從DCS課程教學模式、考核模式、實踐應用及其DCS課程教學模式改革與實驗室開發的意義及其應用前景進行分析，希望能夠為有關理論研究及其實踐提供參考依據。

【關鍵詞】 DCS課程；實驗室開發；教學模式

【中圖分類號】G64.23 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）22-00-01

《集散控制系統（DCS）》課程是我校能源與動力工程專業課程，我們結合該課程的特點和教學目標，著力實現學生的工程設計能力的培養。通過課堂學習，使學生掌握集散控制系統的原理、結構、設計與實際應用的基礎性、通用性；通過工程設計環節的鍛煉，使學生掌握集散控制系統的應用和工程設計的一般方法。在此基礎上，開發了DCS仿真實驗系統，該實驗系統可以為能源與動力工程專業、化學工程、電氣工程及其自動化等專業提供系統控制仿真演示教學平臺。

《集散控制系統》課程也是自動化、化學工程、電氣工程及其自動化等專業的一門專業必修課，該課程具有很強的實踐性和綜合性。

1.DCS課程教學及其實驗室開發

1.1教學模式

將單一課程的教學化為相關專業知識的綜合運用和訓練。教師的課堂教學活動不同于死板的教科書，他可以把相關學科、課程的知識有機地交叉和滲透，把單一課程的教學過程與相關專業知識的綜合運用和訓練相結合。我們把能源與動力工程專業和電氣工程及其自動化專業結合起來，能源與動力工程專業學生主要完成設計鍋爐、汽機兩大系統的仿真設計，電氣工程及其自動化專業學生主要完成發電及配電系統的仿真設計。

1.2考核模式

1.2.1工程設計考核

把課程考核方式由對書本知識的考核改為對工程設計能力考核。把傳統的考核方法改成平時成績+課程設計的形式來完成。課程設計的課題緊密結合專業的工程設計，例如：“熱力發電廠鍋爐控制的DCS系統”、“DCS在熱力電廠中間再熱”、“回熱系統中的應用”等。課程考核的最后階段是以學生在課堂上做匯報演示的方式進行，如圖2.1。這種以作品設計和匯報演講的考核方式，更能體現對大學生綜合素質培養的要求，更加注重學習過程的評價和對專業知識的綜合應用。我們認為，把課程考核方式由對書本概念知識的考核改為對知識應用和工程設計能力的考核，符合培養應用型人才的定位和高等教育教學改革的大趨勢。

1.2.2多方位評價

形成平時考核與終結性設計考核相結合。打破傳統的采取平時成績加期末閉卷考試，按2：8加權模式的考核方法，采用平時成績加課程設計的形式來完成。課程考核的最后階段，是以學生在課堂上將自己的設計做匯報演示的方式進行。

以不斷激勵和督促學生認識自己當時的學習狀況，加強章節練習的監測，加強教學效果過程檢驗。由對書本知識的考核轉變為對工程設計能力的考核，突出知識的應用性。注重教學課題及學生成果的持續性積累。將課程教學、畢業設計、企業技術培訓緊密結合，注重不同專業間共性知識點相互交匯。

1.3 DCS課程實踐應用

該項目通過教學過程的不斷完善、畢業設計修改提升，經過大學生創新性實驗計劃項目的完成，通過到企業調研與實踐，對熱電廠熱力系統、配電系統的軟硬件組態，已形成一套較為完整的DCS控制系統模型，實現了整個控制過程的模擬，以及工程師站及操作員站通過人機界面對控制過程進行監控及管理，在我校建立了DCS仿真實驗室，如圖3.1。

該課程打破了傳統課程采用統一的標準評價模式，有意識地、科學系統地設計了各個教學環節，有針對性地、潛移默化地使學生的知識、能力、素質協調發展，穩步提高。在課程教學過程中，融入了“雙主教學模式”的思想。以學生為主體，以教師為主導，注重學生的個性化發展。通過把教學和工程實踐相結合，使學生掌握扎實理論知識的同時，多渠道進行實踐能力的培養，提升學生自身的綜合素質。

2.意義及其應用前景

DCS教學模式改革，為工程類專業的專業課程教學提供了成功范例。目前已被自動化、電氣工程及其自動化、能源與動力工程專業、化學工程等專業的課程教學所采用。比如：PLC原理與應用、傳感器與自動檢測技術、化工儀表、計算機控制系統等課程應用了該方法教學，均取得良好教學效果。伴隨著傳感器課程逐步能力化的教學過程，學生完成了《可視化遠程控制系統》、《陣列式氣體傳感器實驗系統》、《基于可視嗅覺的多用途智能電子鼻系統》、《基于組態王的合成氨DCS仿真教學系統的建立》等項目可以使初學者身臨其境的感受傳感器的作用，引發了學生極大的學習興趣。在PLC技術應用方面，不但開發了多項綜合性實驗項目，還有多名學生積極參加了全國電氣智能大賽。DCS實驗室的建成，為我校能源與動力工程、化工工程、電氣工程及其自動化等專業的多門專業課提供了實驗條件，為教學提供了形象直觀的案例，使得學生理解掌握專業理論知識和生產工藝流程。

3.結語

DCS仿真系統目前在寧夏中小型企業得到應用，為企業提供崗前培訓、設計、維護、技術更新等服務。同時，通過學生在企業的實踐，加深學生對生產現場DCS控制系統的全面了解和認識，讓學生具備了工業組態軟件的設計、應用能力，培養了學生對工業過程控制系統設計、流程設計、分析與創新能力，實現了應用型人才培養的無縫連接，真正做到為地區經濟服務。

參考文獻：

[1]盛強，朱建偉.基于項目引導和職業技能競賽的教學模式研究——以《DCS技術應用》課程為例[J].湖州職業技術學院學報，2012，03：63-65.

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