化工仪表及自动化教学研究

武昊宇

摘要：化工仪表及自动化是一门综合性极强的技术学科。伴随着信息技术的飞速发展，化工仪表及自动化这门课程的教学内容、教学方法、教学手段都有待于进一步的调整。这门课程实践性强、应用范围广。其内容涉及化工原理、化工制图、电工学、电子技术和控制技术等理论知识。因此，如何教好这门课程，已成为各高校重点研究的对象。

关键词：化工仪表及自动化、教学、改革

化工仪表及自动化是一门技术性学科，它综合了化工原理、电子学及控制技术等理论知识。在当今社会，化工生产越来越朝着大规模、高效率、连续生产、综合利用方向发展，这门课程对化工专业的学生的影响日益明显。但是，这门课程教学内容复杂、课时较少、自我学习难度大，所以很多学生都难以掌握这门课程的精髓。为了能够让学生在有限的时间内尽快掌握这门课程，与化工化学、化工合成等课程融会贯通，各高校掀起一股化工仪表及自动化的改革热潮。

化工仪表及自动化,最早出现在四十年代,那时的仪表体积大,精度低。但随着科学技术的不断发展和电子技术的不断进步,在五十年代就出现采用0.2~1.0kg f/cm2统一气压信号的气动仪表,接着,又出现了采用4-20cm的直流信号的电动仪表,从而实现了集中控制,并使仪表体积大为缩小,可靠性和精度也有很大提高。五、六十年代以后,特别是六十年后半期,随着半导体和集成电路的进一步发展,自动化仪表便向着小体积、高性能的方向迅速发展并实现了用计算机作数据处理的各种自动化方案。显而易见，化工仪表及自动化在化工学习中愈发重要。那么，教师如何能教好这门课程，学生是否能够学好这门课程，针对一问题在各个高校中展开了激烈的讨论。

一、教学现状

（一）教学内容更新速度慢。随着高科技的迅猛发展，使得部分教学内容略显陈旧，不符合时代发展的需要，很难与今后的工作、实践相结合，适应社会的发展趋势。如：当前数字化仪表在各类仪表中所占有的比例越来越大，但教材还是以讲解模拟仪表为主，有关数字仪表的介绍微乎其微。如不尽快更新教学内容，必将会造成教学与实际应用严重脱节的情况。

（二）教学方式落后。我院开设《化工仪表及自动化》这门课程以来，一直以黑板教学的方式为主，极少的运用现代化的教学设备。因此，在讲解过程中困难较大，仪表结构原理难以板书上体现出来，而且缺少相应的图片。故而，教学效果显而易见，不少学生久而久之便对这门课程产生了厌烦心理，难以将这门课程学好。由此可见，教学方式尤为重要。

（三）实验与实践不能相互配合。每年，我院开设《化工仪表及自动化》这一专业基础课程。但是，由于种种客观因素，并没有开设与这相关的实验课，所以学生的学习仅仅停留在理论知识的掌握，并没有更深入的了解。因此，加强学生实践教学的硬件建设，提高学生的感性认识，以便对于理性知识的了解和掌握起着至关重要的作用。

（四）传统的考试方式。考试的方式太过传统，缺少科学性的考试。考试的内容设置不够科学，缺乏针对性和实用性，所以导致学生在考试前采取死记硬背的方式，而考试过后所学的知识早已不再记得。

所以针对在教学中存在的问题，以及化工仪表及自动化不断发展的特点，通过对教学内容、理念、方法和手段进行必要的改革以使学生能更好地适应社会发展的需要。这样才能真正实现索质教育，培养现代化创新人才。

二、教学改革

（一）课程教学内容的改革     化工仪表及自动化课程教学内容突出一个字“新”。随着电子、计算机、控制技术和理论的高速发展，新型检测仪表和控制技术不断出现。这就要求改革教学内容，使之与将来的工作实践相结合，适应社会潮流发展的趋势。例如集散控制系统(Dcs)逐渐取代可编程序逻辑控制系统（PLC）数字式显示仪表逐渐取代模拟式显示仪表，气动仪表逐渐被防爆性能很好的电动仪表取代。

（二）教学方式的改革

1、随着电子、计算机、控制技术和理论的高速发展，新型检测仪表和控制技术不断出现不可能把所有的检测仪表、控制技术在给定学时内全部讲授。但在实际生产过程中，需要学生能够迅速掌握并运用新型检测仪表和制技术化工仪表及自动化涉及到自动控制学科、仪器仪表学科、计算机学科和化学工程，等等。学习化工仪表及自动化这门课程的大部分是学化学和化工专业的学生，学生对自动控制、电子知识了解得较少。但这不会影响化工仪表及自动化的教学。教学中应坚持够用为主，理论为辅。教学的主要内容不是如何制造仪表和控制系统，而是其基本原理、使用、安装和维护。当然也需要学生掌握一定的理论知识以适应可能遇到的新的控制技术和新型检测仪表。

2、对理论教学总课时量进行压缩，加强学生的自学动手能力。缩减理论教学总课时的目的就是把更多的时间留给学生，加强实验及实践环节，让学生有更多的时间进行自学、实验。化工仪表及自动化对应的实验设置多以设计性和综合性实验为主，验证性实验为辅。学生在教师指导下现场预习并拟定实验步骤通过在教师指导下自拟实验步骤，可以全面、深人地理解仪表测量和控制流程安排，从而保证通过实验得到合理的数据。采取这样的教学方式，教师需要付出更多的时间，但实践证明，教学效果得到了明显的提高。实验课应以增强学生动手能力为目标着力提高他们的操作技能和对实验内容全面的认识与实验仪器的总体把握能力。

坚持和强调学生自己动手为主，教师讲解为辅，有利于提高学生的自我学习能力，激发学生学习兴趣，从而为培养创新性人才打下良好的基础。

3、化工仪表及自动化教学的内容是仪表和控制系统的基本原理、使用、安装和维护，理论知识是基本的、少量的，培养的是学生的动手能力和解决实际工程问题的能力。这就可以打破传统的教师讲、学生听和教师示范、学生跟做的教学方式，突出以学生为主，教师为辅的角色转变，使每个学生都有机会锻炼、展示自己，激发他们的主观能动性。贯彻“学为主体、导为主线、知识传授与能力培养并重”的原则，将教学主体从“教”转移到“学”，最大限度地培养学生的能力。以学生尝试解决实际问题。这样在某种程度上可以提高学生的分析和解决问题的能力，进而提高学生的综合能力和创新能力，让学生成为学习的主人。

（三）多媒体教学。

课堂教学采取板书加多媒体。根据该课程的特点，可以采用多媒体结合板书进行课堂教学。单纯采用粉笔加黑板的传统教学方法使得学生理解困难。通过多媒体可以将各类型仪表结构原理以及工作状况生动地显示出来，加强了直观性，调动了学生的学习主动性，对于理论知识的运用和掌握、工程应用能力提高有着重大的促进作用。这样学生不必进人生产现场，就可以从任意角度、全方位地了解仪表的一切。用多媒体进行课堂教学，还能提高课程容量和质量，这样可以弥补缩减课时所带来的不便。同时，单纯的多媒体教学也容易使教学气氛沉闷、形式过于单调，因此，使用多媒体教学的同时应该再配合板书进行教学。

由于电子、计算机、控制技术和理论的不断发展，化工仪表及自动化的教学改革还会遇到新的问题不仅要对教学内容、方法和手段进一步完善，还要根据具体人才培养目标，探索与构建一套适合该课程特点的教学模式。为了实现真正的索质教育，培养学生的学习能力和创新精神打下良好的基础。

高等学校是承载着建设祖国高素质型的人才之地，在《化工仪表及自动化》的改革中，只有通过教学方式，教学内容的改革，将理论与实践相结合，才能为飞速发展的信息型社会培养出符合时代要求的化工仪表类的人才。在日后的教学中，还要进一步提高教学质量，让《化工仪表及自动化》成为一门实用性极强的课程。