過程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗教學(xué)研究與改革

劉健

摘 要：過程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗教學(xué)研究與改革是教育教學(xué)發(fā)展過程中的必然趨勢，過程裝備與控制工程專業(yè)對培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與動手操作能力有著極其重要的作用。文章通過對過程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗教學(xué)研究與改革分析，提出優(yōu)化實(shí)習(xí)內(nèi)容、加強(qiáng)指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)、開展仿真實(shí)習(xí)等方面提出改進(jìn)措施，以期提升學(xué)生的工程素質(zhì)和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：過程裝備;控制工程專業(yè);實(shí)驗教學(xué);研究與改革

引言

過程裝備與控制工程專業(yè)（以下簡稱過控專業(yè)）是橫跨機(jī)械工程、控制工程、過程工程、動力工程、計算機(jī)技術(shù)和智能信息技術(shù)等學(xué)科，以過程裝備研究和設(shè)計為主體，過程工藝與控制技術(shù)應(yīng)用為兩翼的多學(xué)科有機(jī)結(jié)合的交叉學(xué)科。該專業(yè)的綜合性和交叉性特性，以及社會對該專業(yè)畢業(yè)生的能力需求，要求我們在過控專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)方面要更加注重創(chuàng)新意識和工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。隴東學(xué)院為響應(yīng)國家創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)政策，在學(xué)校向應(yīng)用型大學(xué)轉(zhuǎn)型進(jìn)程中，分別在學(xué)校學(xué)院成立創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)辦公室，研究帶動開展全校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)工作。

1過程裝備與控制工程專業(yè)簡介

過程裝備與控制工程專業(yè)簡稱過控專業(yè)，該專業(yè)主要培養(yǎng)設(shè)計、制造、控制過程工業(yè)生產(chǎn)中使用的設(shè)備以及對其維護(hù)與管理的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。過控專業(yè)實(shí)驗是過控專業(yè)人才培養(yǎng)中非常重要的一門實(shí)踐課程，是理論聯(lián)系實(shí)際的有效環(huán)節(jié)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與動手操作能力，提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)，對學(xué)生順利進(jìn)入工作崗位具有重要的意義。近年來，隨著工程認(rèn)證的有序開展，其對專業(yè)的實(shí)驗教學(xué)提出了更高的要求，同時對標(biāo)新工科的內(nèi)涵———新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系，也需不斷深化專業(yè)人才培養(yǎng)模式，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和實(shí)踐能力，以培養(yǎng)優(yōu)秀的工程應(yīng)用型人才，滿足行業(yè)需求，促進(jìn)行業(yè)發(fā)展。

2過程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗教學(xué)研究與改革措施

2.1改革實(shí)驗教材

隨著專業(yè)實(shí)驗室的不斷建設(shè)，實(shí)驗室部分設(shè)備新舊更替，存在現(xiàn)行實(shí)驗教材內(nèi)容與目前在役實(shí)驗設(shè)備型號不匹配、重點(diǎn)不突出等問題，所以在新編實(shí)驗教材時，按現(xiàn)役設(shè)備進(jìn)行編寫、梳理實(shí)驗內(nèi)容。為增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與動手能力，教師在新編實(shí)驗教材時，可著重突出實(shí)驗?zāi)康摹?shí)驗任務(wù)、實(shí)驗依據(jù)的基本原理、具有代表性的實(shí)驗方案和數(shù)據(jù)處理，在每次實(shí)驗前幾天向?qū)W生布置實(shí)驗內(nèi)容，讓分組的學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料自行設(shè)計操作步驟及實(shí)驗流程，并在實(shí)驗前將相關(guān)內(nèi)容反饋給教師，教師在確認(rèn)無誤后，讓學(xué)生鞏固操作步驟，并在實(shí)驗時進(jìn)行實(shí)施。此改革可有效鍛煉學(xué)生綜合利用所學(xué)理論知識，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與動手能力，同時，也避免了不同實(shí)驗分組之間實(shí)驗方案、步驟、數(shù)據(jù)相同的情況。將教師科研成果及工程案例融匯到實(shí)驗教材當(dāng)中，豐富實(shí)驗的同時也讓同學(xué)們參與到教師的項目中、工程實(shí)際中，增加學(xué)生的動腦機(jī)會，啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題與創(chuàng)新實(shí)驗，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)揮了學(xué)生的積極性與主動性，做到真正的以科研促教學(xué)，以教學(xué)促科研，提高學(xué)生的創(chuàng)新意識。同時，在專業(yè)實(shí)驗實(shí)施的過程中，教師全程參與，有效的監(jiān)管了學(xué)生的實(shí)驗態(tài)度與實(shí)驗操作，可合理、客觀地根據(jù)學(xué)生設(shè)計的內(nèi)容、實(shí)驗操作、實(shí)驗問題處理、實(shí)驗結(jié)果、實(shí)驗數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗報告等情況進(jìn)行綜合評價給出本次實(shí)驗的成績。

2.2改進(jìn)教學(xué)模式，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性

“翻轉(zhuǎn)課堂”作為一種全新的教學(xué)模式，受到教育研究者的廣泛關(guān)注。在該模式下，教學(xué)流程由“先教后學(xué)”變?yōu)椤跋葘W(xué)后教”，這種教學(xué)上的逆序創(chuàng)新能夠大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性。有研究將“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)模式應(yīng)用到生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)中，通過實(shí)習(xí)前的課堂準(zhǔn)備、課堂翻轉(zhuǎn)及實(shí)習(xí)的課堂效果評價等教學(xué)環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生實(shí)習(xí)的積極性和分析與解決問題的能力。過程裝備與控制工程是機(jī)電儀一體化長周期穩(wěn)定連續(xù)運(yùn)行的復(fù)雜系統(tǒng)，系統(tǒng)中的各組成部分（機(jī)泵、過程單元設(shè)備、管道、閥、監(jiān)測儀表、計算機(jī)系統(tǒng)等）均互相關(guān)聯(lián)、互相作用和互相制約，任何一點(diǎn)發(fā)生故障都會影響整個系統(tǒng)的運(yùn)行。因此，本專業(yè)學(xué)生的現(xiàn)場學(xué)習(xí)內(nèi)容十分豐富，既包括與工藝過程密切結(jié)合的單元工藝裝備，又包括與過程生產(chǎn)融為一體的機(jī)電儀連續(xù)復(fù)雜系統(tǒng)。在生產(chǎn)實(shí)習(xí)前，指導(dǎo)教師應(yīng)對實(shí)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行梳理，帶領(lǐng)學(xué)生集中回顧與復(fù)習(xí)所學(xué)理論知識，重點(diǎn)復(fù)習(xí)與生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)場相關(guān)的理論知識。教師可以采用類似翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容及學(xué)習(xí)目標(biāo)。過控專業(yè)學(xué)生將來有可能從事過程設(shè)備設(shè)計、制造、安裝、運(yùn)行及維護(hù)工作，也有可能從事過程裝備控制工程相關(guān)工作。據(jù)此，教師可以將生產(chǎn)實(shí)習(xí)內(nèi)容分成設(shè)備（塔、罐、反應(yīng)器、換熱器等）、機(jī)器（泵、壓縮機(jī)等）及控制系統(tǒng)三類，讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇實(shí)習(xí)內(nèi)容，為其今后從事相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。比如，想從事過程設(shè)備設(shè)計的同學(xué)需要了解換熱器、泵、閥等設(shè)備的設(shè)計要求、選型原則、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)外廠家;而想從事過程設(shè)備運(yùn)行及維護(hù)工作的同學(xué)則需要關(guān)注設(shè)備日常操作維護(hù)及檢維修中的細(xì)節(jié)、設(shè)備容易出現(xiàn)的故障及解決方案。在舉行實(shí)習(xí)動員會前，教師應(yīng)根據(jù)每位同學(xué)的實(shí)習(xí)內(nèi)容制定實(shí)習(xí)任務(wù)書，由學(xué)生進(jìn)行任務(wù)細(xì)分，明確自己在每一個實(shí)習(xí)現(xiàn)場所需學(xué)習(xí)的內(nèi)容和完成的任務(wù)，同時鼓勵學(xué)生分組合作，使每一組形成包括設(shè)備、機(jī)器及控制系統(tǒng)的完整實(shí)習(xí)體系，以此調(diào)動學(xué)生的積極性，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作、互相學(xué)習(xí)的精神，避免好學(xué)生“唱獨(dú)角戲”而其他學(xué)生“坐壁上觀”的現(xiàn)象出現(xiàn)。實(shí)習(xí)結(jié)束后，教師可鼓勵學(xué)生對照實(shí)習(xí)任務(wù)書進(jìn)行自評，并根據(jù)學(xué)生的自評情況和出勤情況給出實(shí)習(xí)成績。

2.3促進(jìn)專業(yè)“雙師型”教師培養(yǎng)，提高專業(yè)任課教師工程實(shí)踐能力

作為工科專業(yè)任課教師，在具備理論教學(xué)能力的同時要求具備工程實(shí)踐操作經(jīng)驗和應(yīng)用技能，大力加強(qiáng)“雙師型”教師隊伍建設(shè)，已經(jīng)成為社會和教育界的共同呼聲。過控專業(yè)技術(shù)應(yīng)用類的“雙師型”教師培養(yǎng)應(yīng)著重從以下幾個方面開展。第一，組織專業(yè)任課教師輪換對各類實(shí)踐課程包括實(shí)驗、實(shí)訓(xùn)和實(shí)習(xí)等進(jìn)行指導(dǎo)和講授，加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)鍛煉，提高實(shí)踐技能。第二，進(jìn)一步加強(qiáng)校企合作，定期組織教師進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)，加強(qiáng)和生產(chǎn)企業(yè)的交流，幫助企業(yè)解決生產(chǎn)難題，促進(jìn)科研項目落地，提升產(chǎn)學(xué)研水平。

2.4結(jié)合仿真實(shí)習(xí)，提高實(shí)習(xí)效果

出于安全等方面的考慮，一些生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)不允許學(xué)生直接進(jìn)入現(xiàn)場實(shí)習(xí)。在這種情況下，教師可以提前拍攝視頻或者開展仿真實(shí)習(xí)。仿真實(shí)習(xí)可以模擬實(shí)際生產(chǎn)流程，使學(xué)生單獨(dú)完成工藝操作和控制，從而提高學(xué)生的動手能力和工程意識。但仿真實(shí)習(xí)不能代替企業(yè)現(xiàn)場實(shí)習(xí)，因為現(xiàn)場實(shí)習(xí)能夠使學(xué)生直觀了解所學(xué)知識的作用及其如何與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，并充分認(rèn)識到自己的不足和知識盲點(diǎn)，從而加強(qiáng)學(xué)習(xí)，為今后就業(yè)或考研打下良好的基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，在專業(yè)工程認(rèn)證和新工科背景下，轉(zhuǎn)換專業(yè)實(shí)驗培養(yǎng)模式，優(yōu)化專業(yè)實(shí)驗課程內(nèi)容、培養(yǎng)體系是必然的選擇。作為地方院校，要做好服務(wù)經(jīng)濟(jì)，滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求的同時，要打造特色，完善專業(yè)建設(shè)，提高學(xué)生的專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，增加就業(yè)競爭力，這對行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展具有重大的意義。

參考文獻(xiàn)

[1]郭鈞，嚴(yán)晗，趙維瑋，等.新工科背景下過程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革研究[J].教育教學(xué)論壇，2020（7）：113-114.

[2]李強(qiáng).過程裝備與控制工程專業(yè)立體化實(shí)驗教學(xué)的實(shí)踐與探索[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2015，32（11）：187-190.

[3]譚帥，王彩虹，伍勇.過程裝備與控制工程專業(yè)實(shí)驗教學(xué)研究與改革[J].當(dāng)代教育實(shí)踐與教學(xué)研究，2020（11）：167-169.B7DC0F74-1091-4F3A-904E-07B43D6A7649