新形勢背景下過程控制課程體系的改革與探索

摘?要：近年來，伴隨工程技術(shù)不斷發(fā)展，過程控制系統(tǒng)也逐漸趨于完善，在高校專業(yè)教育中，也占據(jù)著越來越重要的地位。然而，由于傳統(tǒng)過程控制課程體系教學(xué)弊端，已經(jīng)無法充分滿足新形勢下對于過程控制人才的需求。就此，文章對當(dāng)前過程控制課程體系中存在的問題進(jìn)行探析，并針對性提出結(jié)合案例教學(xué)、利用新型軟件仿真技術(shù)、完善教學(xué)評價(jià)體系等改革路徑，以期推動過程控制課程體系發(fā)展，并為其發(fā)展提供理論參考。

關(guān)鍵詞：新形勢;過程控制;課程體系;改革路徑;探索

1?概述

當(dāng)前，過程控制作為工科領(lǐng)域自動化專業(yè)的核心課程，包括多種理論知識。具體包括自動控制、工藝技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都多種實(shí)踐操作性較強(qiáng)的理論基礎(chǔ)，是一門對于應(yīng)用操作較高的專業(yè)課程。在近年對于過程控制課程體系不斷探索研究下，已經(jīng)逐步形成適合國內(nèi)現(xiàn)狀的教學(xué)模式，并針對性研發(fā)諸多教學(xué)方案，在教學(xué)實(shí)踐中取得初步效果。在當(dāng)前新形勢背景下，過程控制課程體系已經(jīng)逐步趨于智能化、技術(shù)化、復(fù)雜化發(fā)展，在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用愈加廣泛。然而，由于當(dāng)前過程控制課程體系的探索并不完善，仍然存在學(xué)習(xí)導(dǎo)向不明確、教學(xué)方式方法固化性、學(xué)生主動積極學(xué)習(xí)興致不高等諸多問題。多年來，國家教育部門以及負(fù)責(zé)院校針對現(xiàn)行人才培養(yǎng)目標(biāo)，對過程控制體教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析。基于此，文章開展針對性創(chuàng)新路徑研究，希冀豐富相關(guān)教學(xué)體系，切實(shí)提升學(xué)生綜合能力，培養(yǎng)技術(shù)實(shí)踐型人才。

2?相關(guān)理論概述

2.1?新形勢背景概述

現(xiàn)階段，工業(yè)領(lǐng)域各種技術(shù)不斷豐富，數(shù)字化逐漸取代總線式、模擬化;網(wǎng)絡(luò)化逐漸取代單體;分布化逐漸取代集中化;復(fù)雜化逐漸替代簡單化。與此同時(shí)，新型集散控制系統(tǒng)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)、可編程邏輯控制器等技術(shù)趨于融合使用，使得傳統(tǒng)過程控制技術(shù)愈加模糊。上述因素集合，逐漸形成新工業(yè)形式，也使得過程控制課程體系更加復(fù)雜，對于學(xué)生而言，學(xué)時(shí)減少而能力要求更高。近年內(nèi)，國家不斷出臺各種政策以及發(fā)展戰(zhàn)略，推動工業(yè)領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展。于是，“中國制造2025”發(fā)展戰(zhàn)略和《關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》政策要求下，實(shí)踐能力以及理論基礎(chǔ)原先的發(fā)展趨勢都受到影響，逐漸形成新型發(fā)展趨勢。為在新形勢下推動過程控制課程體系趨于完善，對于該課程的教學(xué)模式、方法探索是課程發(fā)展的必然選擇。

2.2?過程控制課程體系現(xiàn)狀概述

所謂過程控制，實(shí)質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)分析設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)，是工業(yè)領(lǐng)域的重要研究領(lǐng)域。課程內(nèi)容具有顯著實(shí)踐性、技術(shù)性，是新形勢下教學(xué)改革的重要課程之一。過程控制教學(xué)體系已經(jīng)開展多年多年研究，具有初步的教學(xué)體系。例如美國方面已經(jīng)開展ABET，以期增強(qiáng)過程控制課程的教學(xué)功能性;德國方面實(shí)施“學(xué)習(xí)工廠”教育模式;英國實(shí)行“三明治”教學(xué)方案。長久以來，上述教學(xué)模式對于過程控制教學(xué)體系具有極大的促進(jìn)作用。當(dāng)前無論是世界方面還是國家層次，對于技術(shù)的要求性都頗高，高校過程控制教學(xué)任務(wù)更加急迫。在此背景下，優(yōu)化過程控制教學(xué)方式，完善過程控制教學(xué)體系，進(jìn)一步推動教學(xué)發(fā)展，以此培養(yǎng)具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力、較為扎實(shí)的理論基礎(chǔ)的綜合型人才。

3?新形勢下過程控制課程體系存在的問題

3.1?過程控制課程體系學(xué)習(xí)導(dǎo)向不明確

依據(jù)新形勢下人才培養(yǎng)形式以及課程發(fā)展理念，高校方面應(yīng)當(dāng)充分結(jié)合社會企業(yè)需求，積極借鑒國外成熟教育體系建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對當(dāng)前技術(shù)發(fā)展，制定教學(xué)內(nèi)容，繼而培養(yǎng)復(fù)合型技術(shù)人才。然而，當(dāng)前控制過程課程體系整體學(xué)習(xí)導(dǎo)向尚不明確，高校在進(jìn)行過程控制教學(xué)活動時(shí)，依然按照以往的教學(xué)理論、方式開展教學(xué)活動。但是生產(chǎn)技術(shù)以及產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型日新月異，教師方面無法依據(jù)社會實(shí)際開展技術(shù)教學(xué)，學(xué)生學(xué)到的知識并不能充分滿足企業(yè)現(xiàn)代化需求，也導(dǎo)致過程控制教學(xué)無法實(shí)現(xiàn)人才對接。且現(xiàn)階段過程控制產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中，智能化、信息化應(yīng)用越加廣泛，產(chǎn)業(yè)也在不斷轉(zhuǎn)型升級。如此，企業(yè)對于高校人才的需求并非傳統(tǒng)注重勞動力需求，而是注重技術(shù)、實(shí)踐能力。

3.2?學(xué)生主動積極學(xué)習(xí)興致不高

學(xué)生作為教學(xué)活動的主體，其學(xué)習(xí)積極性很大程度上影響教學(xué)效果。高校學(xué)習(xí)更注重學(xué)生主動學(xué)習(xí)，而過程控制課程對于學(xué)生的積極性要求更高。特別是過程控制屬于復(fù)雜學(xué)科，對于學(xué)生的綜合素質(zhì)以及實(shí)踐能力更加注重。在過程控制課程中，高校學(xué)生沒有任何實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，面對頗為復(fù)雜的理論知識，難免感覺學(xué)習(xí)吃力。再加上傳統(tǒng)灌輸式教學(xué)以及期末評價(jià)體系，極易導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)主動性差，失去學(xué)習(xí)熱情，導(dǎo)致教學(xué)效率較低。雖然部分高校已經(jīng)增加學(xué)生實(shí)習(xí)，提升學(xué)生實(shí)踐能力，但由于理論與實(shí)踐巨大差異化，學(xué)生還是容易照本宣科，不懂操作原理，自主解決問題的能力仍然顯著不足。

3.3?教學(xué)方式方法固化性

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和教育理念的不斷發(fā)展，現(xiàn)階段過程控制課程除借助多媒體以及傳統(tǒng)板書教學(xué)，還在不斷融入翻轉(zhuǎn)課堂、慕課等新型教學(xué)方式方法，可供教師選擇的教學(xué)手段愈加豐富。然而，在不斷創(chuàng)新教學(xué)方式的同時(shí)，也需要考慮專業(yè)學(xué)生的適應(yīng)程度、學(xué)習(xí)效率。學(xué)生在多年的板書教學(xué)和PPT教學(xué)模式下，已經(jīng)形成教學(xué)方法固化性。雖然板書教學(xué)和PPT教學(xué)具有一定劣勢，但多數(shù)學(xué)生還是在上述兩種教學(xué)方式下，才能取得最大學(xué)習(xí)效率。長久如此，使得過程控制具有教學(xué)方式方法固化的弊端，學(xué)生難以接受新型教學(xué)方法，對于學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐操作等存在弊端，不利于學(xué)生掌握操作技能。

3.4?學(xué)生知識接觸面具有局限性

由于過程控制課程在國內(nèi)開設(shè)時(shí)間尚短，學(xué)生在院校內(nèi)的知識接觸面較為狹隘，難以實(shí)現(xiàn)廣泛理論學(xué)習(xí)，由此導(dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)效率難以得到顯著提升。當(dāng)前學(xué)生獲取過程控制知識的主要渠道是通過專業(yè)教材，針對實(shí)踐課程方面尚未具有顯著來源。且由于過程控制的實(shí)踐操作性較強(qiáng)，需要增加實(shí)踐課程教學(xué)，但當(dāng)前院校并未根據(jù)過程控制設(shè)置實(shí)踐課程，進(jìn)而致使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中也具有局限性，學(xué)生的實(shí)踐操作能力難以提升。在此背景下，學(xué)生雖然具有一定的專業(yè)知識，但卻不能滿足過程控制的實(shí)際需求，所培養(yǎng)出的人才并不能適應(yīng)當(dāng)前社會需求，亟須進(jìn)行改善。

4?新形勢背景下過程控制課程體系的改革路徑

4.1?結(jié)合案例教學(xué)，加強(qiáng)教學(xué)導(dǎo)向性

針對過程控制課程體系學(xué)習(xí)導(dǎo)向不明確的問題，教師方面應(yīng)當(dāng)依據(jù)技術(shù)發(fā)展實(shí)際現(xiàn)狀，針對性結(jié)合現(xiàn)實(shí)案例進(jìn)行教學(xué)模式創(chuàng)新。具體而言，進(jìn)一步構(gòu)建以問題作為學(xué)習(xí)導(dǎo)向的教學(xué)體系，促進(jìn)學(xué)生與實(shí)際接軌，對于原教材中教學(xué)效果較好的案例予以保留，不斷融入新的案例，講解新興技術(shù)。過程控制課程具有多學(xué)科交叉的特征，因此需要對現(xiàn)有教學(xué)案例進(jìn)行更新，保證案例適用于現(xiàn)階段教學(xué)。如此，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)解決問題的方法能力。除此之外，可鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，以此充分滿足行業(yè)升級對于過程控制技術(shù)的多元化需求，進(jìn)而培養(yǎng)過程控制專業(yè)學(xué)生的技術(shù)思維、創(chuàng)新思維以及數(shù)字化思維。

4.2?利用新型軟件仿真技術(shù)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性

現(xiàn)階段，依據(jù)過程控制的技術(shù)特性，已經(jīng)逐漸開發(fā)出多種仿真分析技術(shù)，例如Matlab、Labview等多種虛擬仿真軟件。借助于此，教師可充分豐富教學(xué)方式，改善過程控制的教學(xué)枯燥性，全面促進(jìn)師生互動。站立在學(xué)生興趣的基礎(chǔ)上，借助多種教學(xué)工具，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極主動性。除此以外，教師還可鼓勵(lì)學(xué)生參加過程控制一類競賽，參與科研項(xiàng)目的研發(fā)，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。除此以外，教師還可以借助多種社交軟件以及社交平臺，增加師生之間交流互動。把握學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)積極主動性，進(jìn)而全面改善學(xué)習(xí)效果。

4.3?完善教學(xué)評價(jià)體系，豐富考核方式

由于長久性的教學(xué)方式方法固化性，會影響學(xué)生學(xué)習(xí)效率。高校和教師方面，應(yīng)當(dāng)積極調(diào)整現(xiàn)有教學(xué)評價(jià)體系，針對性建立豐富的考核方案。并且，不應(yīng)該只是進(jìn)行單純的理論知識考核，應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)踐技能考核，提升學(xué)生對于實(shí)踐技能方面的學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，依據(jù)期末考核評價(jià)，在下一步的教學(xué)環(huán)節(jié)中，調(diào)整教學(xué)方案。理論知識掌握不扎實(shí)，增加理論課程教學(xué);實(shí)踐能力不足，增加學(xué)生實(shí)踐操作課程。如此，在過程控制體系教學(xué)活動當(dāng)中，落實(shí)教學(xué)體系的功能性。

教師可在控制課程教學(xué)過程當(dāng)中，融合自動化產(chǎn)業(yè)的新興技術(shù)以及新取成就，打開學(xué)生的認(rèn)知空間。由于過程控制理論研究不斷深入，相應(yīng)技術(shù)也對應(yīng)取得快速發(fā)展。除課程教材中的通用知識點(diǎn)以外，還應(yīng)該在教學(xué)課程中加入工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、傳感器等各種技術(shù)現(xiàn)狀。再就是與外校技術(shù)人員、企業(yè)建立緊密聯(lián)系，時(shí)常邀請企業(yè)技術(shù)骨干進(jìn)入學(xué)校開設(shè)專題講座，并將過程控制理論充分應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，增加學(xué)生的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以此培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。除此以外，還可與以往畢業(yè)生建立聯(lián)系，與在校生構(gòu)建溝通橋梁，讓學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)彼此互助，能夠?yàn)樵谛Ｉ峁┝己玫牡缆分敢?/p>

5?結(jié)語

數(shù)年的過程控制體系教學(xué)改革與探索經(jīng)驗(yàn)表明，以實(shí)踐應(yīng)用為主的改革目標(biāo)，促使過程控制體系教學(xué)內(nèi)容逐漸豐富，且理論知識點(diǎn)在應(yīng)用方面也得到一定程度增強(qiáng)。在多種不同模式、不同的教學(xué)方式相互配合下，不僅提高學(xué)生在課程教學(xué)過程中的積極主動性，也能提升過程控制中的教學(xué)效率。雖然歷年以來的教學(xué)改革及探索已經(jīng)取得一定成就，但由于發(fā)展歷程尚短，仍然面臨諸多困境。例如針對部分自主學(xué)習(xí)能力相對較差的學(xué)生，如何盡快提升其主觀能動性以及設(shè)計(jì)合理性的考核方式，如何加快企業(yè)與院校之間的對接，提升學(xué)生的應(yīng)用能力，是過程控制體系中未來需要探索完善的地方。

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作者簡介：崔丹丹（1983—），女，河南周口人，碩士，鄭州經(jīng)貿(mào)學(xué)院副教授，研究方向：控制科學(xué)與工程。