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1、《集散控制系統(tǒng)》課程教學(xué)方法的改革 集散控制系統(tǒng)
[摘 要] 《集散控制系統(tǒng)》課程是自動化、熱能動力、化學(xué)工程等專業(yè)的學(xué)生,在學(xué)完了相關(guān)的專業(yè)課后,開設(shè)的綜合性很強的一門專業(yè)課。傳統(tǒng)的教學(xué)方法僅限于課程理論知識的傳授,缺乏對專業(yè)知識綜合運用的訓(xùn)練。本課程的教學(xué)改革是把單一的教學(xué)過程與工程實踐相結(jié)合,要求學(xué)生將所學(xué)理論知識應(yīng)用到工程實際中,進行實踐訓(xùn)練。教學(xué)實踐證明,只有把DCS課程的教學(xué)活動和具體的工程設(shè)計相結(jié)合、將單一課程的教學(xué)化為相關(guān)專業(yè)知識的綜合運用和訓(xùn)練,才能真正培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,收到良好的教學(xué)效果。
[【關(guān)鍵詞】:^p ] 集散控制系統(tǒng);工程設(shè)計;教學(xué)改革
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2、世紀(jì)是信息技術(shù)快速發(fā)展的時代,社會生產(chǎn)力的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高也越來越依賴于信息技術(shù)的發(fā)展,自動化科學(xué)與技術(shù)、信號的檢測、分析^p 、處理、控制和應(yīng)用等各個方面,是信息技術(shù)的重要組成部分。在新的經(jīng)濟形勢下,實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化,要堅持走科技含量高、經(jīng)濟、能耗低、污染少、可持續(xù)發(fā)展的道路。集散控制系統(tǒng)(DCS)是實現(xiàn)工業(yè)自動化和企業(yè)信息化最好的系統(tǒng)平臺,是當(dāng)今工業(yè)過程控制的主流[1]。
《集散控制系統(tǒng)》課程的教學(xué)目的,在于對學(xué)生進行控制工程設(shè)計能力的培養(yǎng),通過課堂學(xué)習(xí),使學(xué)生掌握集散控制系統(tǒng)的原理、結(jié)構(gòu)、設(shè)計與實際應(yīng)用的基礎(chǔ)性、通用性,了解基本的集散控制系統(tǒng)的應(yīng)用和工程設(shè)計的一般方法
3、。在此基礎(chǔ)上,必須通過教學(xué)和工程實踐相結(jié)合,才能真正掌握應(yīng)用,形成學(xué)生自身的能力。為此,我們在《集散控制系統(tǒng)》課程的教學(xué)改革方面做了做了一些初步的嘗試。
一、把課堂教學(xué)由單純的教師傳授過程,改為師生互動的研究過程
針對《集散控制系統(tǒng)》課程對學(xué)生具備工程實踐能力和動手能力培養(yǎng)的要求,首先對課程的教學(xué)學(xué)時進行合理分配,教學(xué)過程中,采用任務(wù)驅(qū)動及理論實踐相結(jié)合的方法進行理論教學(xué)和過程考核。本課程共48學(xué)時,用30學(xué)時主要進行集散控制系統(tǒng)的概念、原理、結(jié)構(gòu)及設(shè)計進行理論講解,在適當(dāng)?shù)恼鹿?jié)針對具體的工程問題給學(xué)生布置任務(wù),如對化工生產(chǎn)過程進行模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計,DCS在鍋爐控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,DCS在
4、熱力發(fā)電廠機主蒸汽系統(tǒng)中的應(yīng)用等,學(xué)生分組進行方案設(shè)計,對比后得出最佳技術(shù)方案。用12學(xué)時進行過程指導(dǎo),6學(xué)時進行結(jié)果評估。評估的方式主要以學(xué)生匯報、作品演示為主,教師進行點評指正。因此,課堂的教學(xué)活動,由教師單純的傳授知識的過程,改為師生互動的研究過程。這種教學(xué)方式,對學(xué)生來講,不但激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、積極性和主動性,還培養(yǎng)了學(xué)生依據(jù)所學(xué)專業(yè)知識,查閱大量控制工程領(lǐng)域文獻資料的能力,這對培養(yǎng)大學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及科技創(chuàng)新能力有極大的幫助。對教師來講,針對學(xué)生任務(wù)中出現(xiàn)的問題進行有針對性的講解,采用多種教學(xué)方法相結(jié)合,靈活應(yīng)用,不但幫助學(xué)生更快、更好的學(xué)習(xí)專業(yè)知識,也使教師在教學(xué)過程充滿了樂趣
5、,對教學(xué)也越發(fā)感興趣。本課程教學(xué)方式的改革,使學(xué)生變成了學(xué)習(xí)的主體,體現(xiàn)了以人為本的教育理念。教學(xué)中突出了學(xué)生的個性發(fā)展,培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、獨立鉆研的能力。
二、將單一課程的教學(xué)化為相關(guān)專業(yè)知識的綜合運用和訓(xùn)練
傳統(tǒng)的教學(xué)方法僅限于本課程理論知識的傳授,缺乏對專業(yè)知識綜合運用的訓(xùn)練, 學(xué)生往往體會不到所學(xué)知識的真正用途,學(xué)習(xí)的積極性和主動性不高,學(xué)習(xí)效果不佳?!都⒖刂葡到y(tǒng)》課程,是自動化、熱能動力、化學(xué)工程等專業(yè)的學(xué)生,在學(xué)完了相關(guān)的專業(yè)課之后,開設(shè)的綜合性很強的專業(yè)課。而上述不同的專業(yè)各自又有不同的專業(yè)課,相關(guān)的生產(chǎn)過程對DCS系統(tǒng)又有不同的要求,因此,本課程的教學(xué)必須針對不同專業(yè)的
6、生產(chǎn)過程,安排理論教學(xué)和實踐教學(xué)。我們認為,任何一本教科書,都難以做到把不同的專業(yè)知識結(jié)合起來,而教師的課堂教學(xué)活動卻可以把相關(guān)學(xué)科、相關(guān)課程的知識,進行有機地交叉和滲透,把單一課程的教學(xué)過程與相關(guān)專業(yè)知識的綜合運用和訓(xùn)練相結(jié)合。這是對專業(yè)課教學(xué)更高層次的要求,也是教師在備課過程中對教學(xué)內(nèi)容進行再創(chuàng)作的出發(fā)點。
例如:對熱能動力專業(yè),我們給定單臺鍋爐控制的工藝流程和基本參數(shù),要求學(xué)生根據(jù)不同的參數(shù),分別計算出鍋爐燃燒所需要的空氣量和供水量;根據(jù)計算結(jié)果選用水泵、風(fēng)機、電動機等鍋爐輔機設(shè)備,進而選擇測控點,對控制儀表選型,最終確定DCS系統(tǒng)的設(shè)計方案。顯然,這樣的教學(xué)活動,已經(jīng)不再是DCS一門
7、課程的內(nèi)容,而是熱工儀表、控制工程、機械設(shè)備、電力拖動等相關(guān)專業(yè)課程知識的綜合運用。我們把一個教學(xué)班分成幾個小組,每組五至七位同學(xué)。每一組同學(xué)都要獨立設(shè)計出適合本組參數(shù)的控制方案出來。在此過程,學(xué)生自己查閱資料,自己組織選擇控件,對該項目進行組態(tài)模擬。這就要求學(xué)生將所學(xué)理論知識應(yīng)用到工程實際中,進行實踐訓(xùn)練,培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力及綜合應(yīng)用知識的能力,同時也培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極態(tài)度,極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
教學(xué)實踐證明,只有把DCS課程的教學(xué)活動和具體的工程設(shè)計相結(jié)合、將單一課程的教學(xué)化為相關(guān)專業(yè)知識的綜合運用和訓(xùn)練;才能真正培養(yǎng)學(xué)生的能力,收到良好的教學(xué)效果。
三、把課程考核方式
8、由對書本知識的考核改為對工程設(shè)計能力的考核
我校升入本科院校行列之后,課程教學(xué)的考核手段一般均沿用傳統(tǒng)的考核方法,即平時成績與期末閉卷考試,分別按 2:8加權(quán)的模式進行。對本課程進行教學(xué)改革后,我們加大了課程過程考核的力度,改進了考核辦法,從傳統(tǒng)的考核方法,變成平時成績加課程設(shè)計的形式來完成。課程設(shè)計的課題,緊密結(jié)合專業(yè)的工程設(shè)計;例如:“熱力發(fā)電廠鍋爐控制的DCS系統(tǒng)”、“DCS在熱力電廠中間再熱、回?zé)嵯到y(tǒng)中的應(yīng)用”等。課程考核的最后階段,是以學(xué)生在課堂上做匯報演示的方式進行。這種以作品設(shè)計和匯報演講的考核方式,更能體現(xiàn)對大學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)的要求;更加注重學(xué)習(xí)過程的評價和對專業(yè)知識的綜合應(yīng)用。我們認為,把課程考核方式由對書本知識的考核改為對工程設(shè)計能力的考核,符合學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的定位,也符合當(dāng)今高等教育教學(xué)改革的大趨勢。
四、《集散控制系統(tǒng)》課程教學(xué)改革的效果和體會
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