“过程控制”课程的教学改革与探索

许其义，武玉强，张立华，丁明亮

(曲阜师范大学电气信息与自动化学院，山东日照276826)

0 引言

“过程控制”作为自动化专业的一门重要的核心课程，主要任务是以自动控制理论、自动检测技术、自动化仪表和计算机控制技术为基础，运用控制技术并结合过程机理以及硬件和软件知识，进行控制系统的分析与工程设计。

我们结合国家应用型技术人才培养计划的要求［1]，针对我校实际，经过自纠自查，专家咨询，总结出我校“过程控制”课程教学中存在如下问题。

(1)课程教学内容相对不合理

“过程控制”现在已经成为一门比较大的相对独立的学科，要想在一门课程中把过程控制技术的相关内容全都包括进去是不现实的。

(2)教学方法与教学内容不相适应

传授的知识没有和企业应用相结合，使学生对理论的具体工业应用概念模糊。

(3)实践教学环节相对薄弱

验证性实验很难实现理论与实践结合，无法满足工程应用的要求。设备陈旧也是制约实践教学的因素。

(4)课程考核体系不科学

原有的课程考核体系已经严重不适应对创新性技术人才的培养目标，亟需更改。

1 调整课程教学内容

我们本着厚基础宽口径的原则，提出重点讲解“过程控制”的基本过程控制部分，压缩了先进控制系统这一部分的教学学时。我们认为，被压缩的部分将来在研究生等高层次学习中还会进一步探讨。

我们对教学内容和课时安排进行了调整，过程动态数学模型分析占4学时，基本过程控制系统占30学时，先进过程控制系统占6学时，过程控制工程部分占8学时。其中，基本过程控制系统包括了单回路反馈控制系统、串级控制系统、比值控制系统、均匀控制系统、前馈控制系统、选择性控制系统、分程及阀位控制系统等内容。先进过程控制我们只是简单介绍非线性控制、解耦控制、滞后补偿控制、自适应控制和模糊控制等的基本概念与应用。其目的是开拓学生视野，激发学习兴趣。过程控制工程主要介绍流体输送过程、传热过程、传质过程和化学反应过程［2，3]。

2 优化教学手段

我们经过总结教学经验，创新教学思路，提出了“四位一体”的教学模式。“四位”就是服务课程教学的四种方式;多媒体演示教学、项目驱动教学、专家进课堂教学和学生下车间见习教学;“一体”就是过程控制课程教学这个整体。

任课教师制作多媒体课件进行教学，可以提高教学效率;教学方法上采用项目驱动的教学方法，例如由单容水箱控制小项目出发，讲解单回路反馈控制系统的组成、各部分作用以及单回路系统的整定与投运等。我们开展了请专家进课堂的活动，教学过程中安排6个学时邀请企业工程技术人员或者承担工程技术项目的教授进课堂为学生讲解工业上过程控制系统的应用。同时在课程教学中要求安排学生到工厂至少见习一次，深入工厂一线了解知识的应用。

另外团队教学代替传统的课程教学中的单个教师包干制。教研室安排具体教学，团队成员承担不同的教学内容。

3 强化实践教学

“过程控制”是一门实践性很强的课程，过程控制系统已成为保证企业安全、优化、低消耗和高效益生产的主要技术手段。因此，要想学好“过程控制”课除了理论教学外、必须结合大量的实践训练。我们通过以下手段对实验教学进行了探索。

(1)引入Matlab仿真实验教学，让学生对工业过程进行建模与仿真，以提高学生研究和分析问题的能力。

(2)购置了高级过程控制实验装置，开展创新实验教学。让学生从被控对象分析、检测装置选取和控制方法等各个环节上，自己动手完成实验，切实提高他们的动手能力和工程实践能力。

(3)实验学时安排上采用灵活分配，实验室对学生开放，在设备有限的情况下学生可以自主选择时间完成实验，但实验室教师会有严格的记录制度，以监督学生满学时的完成实验任务。

4 改进课程考核体系

我们建立了平时成绩、实践能力和理论知识三位一体的考核方式。考核体系如表1所示。

表1 考核体系结构

表中的“平时成绩”包括课堂教学与实验教学的考勤和作业完成情况，其中实验占60%。“理论知识”是指卷面考试，该课程实行闭卷考试形式。“实践能力”考核是课程结束进行的实践考核，采取实验项目考核法，教师选取几个重点的综合项目，让学生选取并在指定的时间内完成，根据制定的考核评分标准进行现场评分。

我们为了突出创新型应用人才培养计划的要求，实施了实践能力一票否决制，就是没有通过实践能力考核的学生不能参加理论知识考试，也就拿不到该门课的学分，需要重修该课程。

［1] 张洪田，等.应用型人才培养体系的探索与实践［J] .北京:中国高教研究，2008，(2)

［2] 邵裕森，戴先中.过程控制工程［M] .第2版.北京:机械工业出版社.2004.8

［3] 孙洪程，李大字，翁维勤.过程控制工程［M] .北京:高等教育出版社，2009年.7