基于工程项目的智能仪表实践教学探索

周哲民

湖南化工职业技术学院 湖南株洲 412004

基于工程项目的智能仪表实践教学探索

周哲民

湖南化工职业技术学院 湖南株洲 412004

以生产过程自动化技术专业毕业生就业的主要岗位群及所从事的智能仪表的典型工程应用项目为逻辑起点，提炼智能仪表的实训操作项目，依据专业实训室仿真性、职业性、先进性、适用性和开放性的建设原则设计智能仪表实训室，采用工程项目实施过程化思路编写实训教材，实施以学生为主体的行动导向教学模式，最终实现教学过程和生产过程的零距离对接目的。

工程项目；智能仪表；核心技能；零距离对接

Abstract: According to the logical beginning of the intelligent instrument’s typical appliance project application project of graduate specialized the production process automation technology, intelligence instrument’s practical teaches project was refined. Based on construction principle of simulation, sophistication, serviceability and open, intelligence instrument train room was designed. Used the engineering project implementation procedure mentality to arrange the teaching material, implemented action-oriented teaching model of taking the student as the main body, realized the teaching process and production process zero distance.

Key words: engineering project; intelligent instrument; core ability; zero distance

在现代科学技术领域中,计算机技术和自动化技术被认为是发展最快的两个分支。随着计算机技术和自动化技术的相互渗透,生产过程控制的仪器仪表技术的主要发展趋势：仪器仪表向智能化方向发展,产生智能仪器仪表；仪器仪表网络化,产生网络仪器与远程测控系统。因此,掌握智能仪表的组态操作及工程应用是高职生产过程自动化技术专业毕业生必须掌握的专业核心技能之一。

1 智能仪表实训室功能分析

生产过程自动化技术专业培养的学生就业主要定位在以下岗位群：石油、化工、能源等行业中计量岗位、生产过程控制仪表维修岗位、检修岗位和安装岗位。经过多次行业实践专家研讨会和现场调研论证,从主要岗位群所要求的典型工程应用项目为逻辑起点进行分析,智能仪表的组态操作及工程应用是生产过程自动化技术专业核心技能。

高等职业教育最显著的办学特色在于技能性、实践性和职业性,加强校内专业实训室建设是办好高等职业教育的关键所在。高等职业教育除了人才培养功能外,还需加强科学研究和社会服务功能的建设。因此,智能仪表实训室的功能定位：人才培养功能、职业资格技能鉴定功能、生产与技术服务功能等为一体的多功能智能仪表实训室。

1.1 人才培养功能

智能仪表实训室建设符合高等职业教育的办学方向和办学定位,加大投入力度,加强对学生自动化技术应用能力和创新精神的培养和训练,从而迅速提高学生的专业技能素质,培养“下得去、留得住、用得上”的学以致用的第一线生产技能型人才。

1.2 职业资格技能鉴定功能

除了需要学校建立起高职学历证书与职业资格证书之间的融通机制外,为了促进生产过程自动化技术专业教学有效地实施“双证融通”,智能仪表实训室应具有高级化工仪表工职业资格技能鉴定功能,为该专业的学生和中小型化工企业职工进行初、中、高级仪表工的职业技能鉴定,为化工行业和长株潭区域经济的发展提供技能人才支撑,提升社会服务能力。

1.3 生产与技术服务功能

不断提高生产过程自动化技术专业服务地方区域经济社会发展的能力,完善“专业+仪表维修服务站+员工”专业建设模式。继续与浙大中控和贵州永青公司合作,负责长株潭区域内浙大中控和贵州永青公司生产的智能仪表设备的维护及检修服务。与企业合作设计、开发和建设智能仪表实训室,加强横向联系和先进技术的交流,发挥教学、技术服务和科研的纽带作用,不断加强理论教学和实践教学的耦合性,将智能仪表最新技术嵌入教学中。

2 智能仪表实训室的设计与建设

2.1 总体设计思想

依据工作过程系统化课程和项目教学以及理实一体情境教学的需要,吸收化工企业智能仪表技术的最新成果,与浙大中控、贵州永青等企业采用企业捐赠和企业合作设计、安装建设等多种校企合作形式,建设成教室与企业现场合一,实训设备与生产设备一致的集“技能与创新训练、职业培训与资格认证、技术服务与科研攻关、新技术推广”于一体的多功能的校内实训室。

2.2 设计原则

基于智能仪表实训室功能定位分析,遵循以下原则设计智能仪表实训室。

2.2.1 体现生产现场特点：仿真性原则

智能仪表实训室充分体现生产现场的特点,实训室控制台的设计与化工企业控制室的控制台几乎一样,创设与企业生产过程控制与自动化的真实职业环境,让学生在一个真实的职业环境下按照专业岗位群对智能仪表基本技术技能的要求,提升学生专业技能和职业素养。学生在反复训练中不断提高技能熟练程度,使学生体验生产操作过程,基本完成毕业上岗前的准备和训练。

2.2.2 凸显职业文化特点：职业性原则

努力创设与学习相关的化工过程自动化第一线的真实职业环境。让学生在一个真实的职业环境下按照专业岗位群对基本技术技能的要求,得到实际操作训练和综合素质的培养。营造浓厚的职业氛围,如场地的设计、设备的摆放和周围环境布置体现生产过程自动化技术专业特色,使学生感受到化工企业工作环境和专业文化氛围,有利于学生职业素质的培养。

2.2.3 跟踪技术前沿：先进性原则

智能仪表实训室是以目前石油和化工企业所采用的自动化智能仪表的现状为基础,同时考虑了国际自动化技术的发展,注重提高技术工人的理论水平和实际操作能力。以目前成熟的技术训练为主,同时兼顾部分超前技术训练。使智能仪表实训室建成后在相当一段时期内不落伍,尽可能将最新的设备、技术、知识、工艺、方法和成果集中体现在实训项目中。

2.2.4 课堂教学和培训：适用性原则

由于实训室的智能仪表使用频率高,要求仪表必须安全、方便、可靠、适用,同时考虑到综合技能训练的需要。控制台的智能仪表配置有智能差压变送器、智能无纸记录仪、智能调节器、智能闪光报警仪和智能多功能显示仪。根据实际需要和培训目标灵活开发实训项目和训练模块。以智能仪表原理、结构、性能、工程应用操作组态等为重点,注重理论与技能的紧密结合,突出技能,强调实际操作与运用。这样,既满足生产过程自动化技术专业人才培养目标的要求,也适合对化工企业仪表工提高专业技能进行技术培训的需要。

2.2.5 多种协议兼容：开放性原则

由于智能仪表发展迅速,国内外厂家林立,智能仪表通信协议并存,因此,在智能仪表的通讯接口选择上,允许多种协议兼容。

3 实训工程项目设计

智能仪表实训室是一个多功能实训室,既可以满足专业实践教学环节要求；又满足生产过程自动化技术专业高、中、初级仪表工职业技能测试的要求,更重要的是,经过该实训项目的培训和强化训练,学生能够掌握仪表工所应具备的专业技能。因此,以毕业生所从事的主要岗位群所要求的智能仪表的典型工程应用项目为逻辑起点,提炼智能仪表的实训操作项目。智能仪表实训室实训工程项目见表1。通过6个典型的智能仪表实训室实训工程项目实训和技能强化训练后,掌握一个高级仪表工最基本的智能仪表组态操作及工程应用,能够达到仪表工岗位的专业素质需求。

表1 智能仪表实训室工程实训项目

4智能无纸记录仪接线、参数组态和校验培养学生对无纸记录仪的软件组态和校验、安装和维修能力等综合专业技能；熟悉和巩固无纸记录仪的工作原理。5信号连锁报警系统接线和调试培养学生对简单的信号报警系统的系统接线、安装和参数设置能力等综合实验技能；熟悉和巩固简单信号报警系统的系统回路图。6单回路智能调节系统的接线和调试培养学生对简单调节系统的系统接线、安装和P I D参数设置能力等综合实验技能；熟悉和巩固简单调节系统的检测系统回路图。

4 实训教材编写思路

采用工程项目实施过程化的思路编写实训教材。依据职业岗位对专业能力、方法能力和社会能力的要求,同时充分考虑学生的职业生涯需要,其目标是让学生独立自主地完成规定的工作任务,学会应用已知的知识和已经掌握的技能,去学习和掌握未知的专业知识和专业技能,解决未知的生产实际问题。从而使学生学习和掌握智能仪表知识和操作技能,以培养综合能力。项目编写的内容包括了项目引导、项目计划和实施、项目评价。

4.1 项目引导

梳理完成工作任务的各个工作步骤中所需要的知识和操作技能,将这些知识和操作技能用提问的方式列出来让学生思考,使学生明确完成工作任务,哪些知识和操作技能已经掌握,哪些知识和技能还需要学习。为让学生通过完成工作任务学习和掌握未知的专业知识和技能,形成解决未知问题的能力,教材中提供学习专业知识和技能的文献和学习材料。

4.2 项目计划和实施

让学生掌握规划完成一个工作任务工作过程的知识,培养学生独立完成工作任务的能力,通过工作问题引导学习和掌握知识和技能的过程。

4.3 项目评价

根据项目任务中每道工序的质量标准、技术要求和安全规范,设计评价项目和评价标准,指引学生如何自检和如何评价。

通过对实训目标、实训内容、实训设备、实训工具、实训环境、实训要求、实训注意事项的全面介绍,使学生对实训做到有的放矢,达到预期的实训效果。实训重点是智能仪表操作技能的培养和训练,但它是在相关理论知识的指导下进行的,是以掌握相关理论知识为基础的。因此把重要的操作程序上升到理论的高度去认识,培养了学生动手能力、实践能力和可持续发展能力。

5 行动导向实践教学模式

在进行项目实施之前,要熟知项目的背景,感知和熟悉项目环境,了解工作岗位和过程相关的知识,打破“先学基础理论再进行实践实习”的传统教学方法,学生在教师的引导下,在一种完整的综合的项目设计中思考和学习,无论要解决问题的大小和复杂程度如何,都要完成“明确任务—制订方案—方案设计—反馈总结”这一过程,在解决问题中,做到知行合一、理论和实践有机融合。

在组织教学过程中,强调以学习者为中心,给学习者提供足够的控制学习方式、学习进程和学习内容的手段,建立适合学习者之间、学习者和教师之间反馈和交流的平台。将专业教育融入行业背景,理论融合于实践之中,并关注学生在行动过程中所产生的丰富多彩的学习体验和个性化的创造性活动,培养解决问题的能力和合作方法。使用学做相间、教学互动的教学方法,从而达到知识、技能与素质等职业要求一体化训练,形成融专业能力、方法能力、社会能力三位一体化教学模式。同时结合职业技能鉴定进行训练,使学生通过训练、经过考核考试获得相应的化工仪表工职业资格证书。通过基本技能训练、专业技能训练和综合能力训练三个层次循序渐进。由简单到复杂,由单项操作训练到综合系统设计。每一层次都贴近工厂工程实际。同时在实训中以工厂的标准和要求对学生进行管理,使学生在掌握技术的同时,也通过了岗前培训,毕业时能独立操作,做到“零距离”上岗。

6 结束语

基于工程项目的智能仪表实践教学改革理念符合职业教育的职业性和实践性特征。工程项目的实践教学提升了专业内涵建设,提高了人才培养质量。生产过程自动化专业毕业生获得了化工企业的高度认可,在社会上享有较高的声誉,该专业毕业生市场需求旺盛,近3年毕业生初次就业率均达95%以上。在2008年和2009年全国石油和化工职业院校第一届和第二届“中控杯”化工仪表维修工技能大赛上连续夺得了高职组全国团体一等奖。

[1] 曾令奇.高职教育实训基地功能、原则和途径建设理论探讨[J].职教论坛,2005,6：36～37

[2] 曹建平.创建国家级电工电子与自动化实训基地的实践[J].职业技术教育,2007,11：46～49

[3] 周哲民,张麦秋.高职项目课程开发的实践[J].职业技术教育,2007,32：11～13

Exploration of intelligent instrument practice teaching based on engineering project

Zhou Zhemin
Hunan chemical vocation technology college, Zhuzhou, 412004, China

2010-12-15 稿件编号：1012086

周哲民，硕士，副教授，高级工程师。

湖南省教育厅教育教学改革研究课题“基于工作过程的生产过程自动化技术专业课程体系研究与实践”(编号：ZJGB2009050)。