浅议中医药院校《化工仪表及自动化》的课程教学

杨岩涛 石继连 江星明 覃艳 刘文龙 周晋 张红刚 吴春英

【摘要】分析化工仪表及自动化教学现状，总结我校实际教学过程，从提升学生兴趣、整合教学内容及开展实训环节几个方面进行教学探索，提高了教学质量，获得了较好效果，为中医药院校相关专业该课程教学提供了一些有益的尝试。

【关键词】化工仪表及自动化教学质量

【基金项目】湖南中医药大学校级教改课题（2012-015，2012-003，2013-JG010），湖南中医药大学扶持专业——制药工程资助。

【中图分类号】G633.4 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）07-0247-01 伴随着多元化办学理念的逐步深入及社会对复合型人才培养的需求，各中医药院校在原有的临床医学、针灸推拿、护理以及（中）药学等专业外，相继开设了如制药工程、生物工程、食品工程及其他非中医药类专业。《化工仪表及自动化》课程原是化工专业的一门专业课程，是一门以化工原理、电工电子学和控制技术等为基础的综合性技术学科，目前我校三个工程类专业及原有的药物制剂专业开设了此课程，然由于中医药院校的专业背景，囿于授课学时、硬件设施、教师知识背景以及学生的重视程度等原因，导致该课程授课存在诸多问题，需要我们在授课过程中进行探讨，以改变传统的观念和教学方法，使中医药院校相关专业学生更深入地掌握必要的检测技术及自动化等相关知识，使相关专业学生能够更好的适应社会需求。

1.重视程度的不足与学生兴趣的提升

中医药院校专业性强，学生对分支课程的重视程度不够，因此，如何提升学生对该课程的兴趣就尤其重要。在授课过程需要采取启发式教学，引导学生不断思考，一步步提升学生对课程的兴趣。例如在利用液位人工控制引入自动控制系统组成时，抛出“对于这样一个水槽，现在你要控制该水槽的液位，会怎么做？”的问题，对于一个如此简单的问题，学生的反应非常热烈但也许稍有不屑，不就是液位高了就调大出口阀门、液位低了就关小出口阀门吗？再分析给出眼看、脑想、手动几个环节并画出示意图后，再问：如果采用一套自动控制系统去控制液位又需要什么样的装置呢？自动化装置应分别能取代人的眼、脑、手功能，则自动化装置的组成顺理成章的得以呈现。在引出自动化装置的组成后，再由学生进行人工控制与自动控制的比较，则人工控制的精度、灵敏度不足，难以满足现代化大型生产需求的缺陷得到充分暴露，通过这一问题的阐述，学生也充分认识到了自动控制系统对现代化生产的重要性。

2.授课学时的短缺与教学内容的整合

目前，开设该课程的四个专业所设置的学时为48学时，然而本课程涉及知识面广、理论较抽象、内容跨度大，且前期基础课程的开设及学习不足，学生对有关电学、自动控制原理等背景知识匮乏，造成了授课及学习难度大且课时短缺，需要对教学内容进行整合。

现在市售有十几种《化工仪表及自动化》相关教材，其中最为得到认可的教材当属厉玉鸣老师主编的教材，目前已出版到第五版，我校亦选用该教材。该教材共分十章，内容涵盖了从自动控制基本概念、常用仪表的结构与原理到典型化工单元的控制方案等等。因此48学时的教学课时量远远不够，需要我们筛选整合教学内容，设计教学主线，串接课程教学内容，构成一个简洁且重点突出的整体教学体系。鉴于我校该课程授课对象深入了解复杂控制系统的必要性不大，选择讲解教材前六章内容：绪论部分认识课程，第一章掌握相关基本概念；第二章了解被控对象数学模型及建模方法，并熟悉用于控制的数学模型与用于工艺的数学模型的区别与联系；第三章详细讲解生产过程中常用的仪表与传感器及显示仪表的工作原理与结构，使学生透彻认识常见仪表；第四章着重讲解自动控制系统的基本控制规律，兼而介绍模拟式及数字式显示仪表并补充部分动圈式仪表的知识；第五章主要介绍常用的气动执行器，然因控制系统常用电信号，故讲解电气转换器的基本概念以使之呼应；第六章总括介绍简单控制系统从设计到投运的一系列知识，与第一章相呼应，使学生对自动控制系统有一个整体性的认识。

通过整合教学内容，适当降低了学生学习负担，同时又能很好满足我校中医药背景下工程类专业学习本课程的需要，达到了较好效果。

3.硬件设施的不足与实训环节的开展

本课程应用性、实践性强，但学生到生产现场进行仪表实地操作的机会有限，凸显了实践教学在教学过程中的重要性，故应加强实验教学配合理论教学，提高学生动手操作能力，通过实践过程来加深学生对理论知识的掌握。然而，作为一所中医药院校建设的工程类专业，虽然学校对几个专业均十分重视，投入亦较大，然其硬件设施仍存在明显欠缺，则要在有限条件基础上，克服硬件设施的不足，较好的开展实训环节，以完备开展对学生的全方位培养，提高学生培养质量。

我们通过整合实验内容，开设了仪表传感器见习、温度自动控制系统设计及各传感器与仪表选择安装等三个模块的实训教学。仪表传感器见习主要是学生认知常见仪表及传感器，对常见仪表与传感器采用剖开以清晰看到其内部结构的方式，以加深对第三章理论教学内容的感性认识，使学生能更好的掌握和巩固理论学习的内容。温度自动控制系统的设计这一环节是要求学生独立设计一个简单温度控制系统，事实上这一部分是对本课程理论学习内容的综合运用。在学生其他课程学习过程尤其是实验过程中，对温度的自动控制使用较多，有较为直观的理解，可根据所见过的实物结合本课程学习的仪表及传感器原理进行整合及设计，将理论学习与实际应用很好的结合起来。第三个实训环节是传感器与仪表的选择安装，在这个环节中，我们设计了一套包含压力、流量、液位及温度检测和控制的装置，由学生从实验室自由选择合适的仪表及传感器，将之组装成一个整体。通过这一环节的训练，学生可以得到从仪表传感器的选型到安装、调试等这一全方位的训练，充分体现了课程教学的整体理念。

在有限的课时及有限的硬件设施条件下，通过几个简单的实践环节的设计，将理论学习与动手操作较好的结合了起来，使实践教学即作为教学过程的主体，同时也很好的辅助了理论教学，二者相辅相成，构成了一个完整的教学环节。

通过启发式教学等教学方法体系在教学过程中的运用提升了学生对本课程的兴趣，提高了其重视程度；通过对教学内容的整合减轻了学生的学习负担，进一步避免了学生厌学情绪的产生；通过对实训环节的开展，很好的辅助了理论教学，同时锻炼了学生的动手动脑能力。这一系列教学实践活动在我们中医药院校《化工仪表及自动化》课程教学中的实施，有效的提升了教学质量，达到了令人满意的效果。

作者简介：

杨岩涛（1981-），男，河南周口人，讲师，主要从事制药工程专业的教学与科研工作。