过控专业一体两翼协同发展的课程体系构建

王 娟

(中国石油大学化学工程学院，北京 102249)



过控专业一体两翼协同发展的课程体系构建

王 娟

(中国石油大学化学工程学院，北京 102249)

过程装备与控制工程专业是以过程装备为主体,以过程工艺和过程控制为两翼的多学科交叉专业。过程装备控制技术及应用课程是该专业的核心课程之一。笔者以该理论课为核心，在专业实验、综合设计、毕业设计、生产实习、科技创新等多个实践环节中完善了过程控制相关的教学活动，构建了一体两翼协调发展的课程体系，提高学生过程控制方面的创新和实践能力，进一步提高过程装备与控制工程专业人才培养质量。

过程装备与控制工程；一体两翼；课程体系；人才质量

“化工设备与机械”专业创建于20世纪50年代初,为我国石油化工等工业部门培养了大批技术人才[1]。1998年，“化工设备与机械”专业正式更名为“过程装备与控制工程”专业(以下简称过控专业),成为多个学科交叉、融合而产生的学科分支，具有更为广阔的外延与更为深入的内涵[2]。毕业生具备化学工程、机械工程、控制工程等方面的知识,就业范围涉及化工、机械等多个领域和行业，工作岗位主要涉及工程设计、技术开发、生产管理等方面，历年就业率都居高不下[3]。

1 过程装备与控制工程专业“一体两翼”的专业定位

经过近20年的发展，过控专业已经确立了以过程装备为主体，以过程工艺和过程控制为两翼的专业建设方针和定位，明确了该专业与原化工机械专业的重要区别，即要加强过程工艺和控制方面的教学内容,进一步拓宽专业面,以适应市场经济的人才需求[4]。“过程装备”和“过程工艺”两大核心内容在原有专业基础上建设的比较完善。但从教育部教学指导委员会制定的关于“过程控制”这一部分内容的定位来看，它不同于机械控制，更着重于对化工过程的操作进行控制，主要是对化工过程中四大参数(温度、压力、液位、流量)的控制[5]。只有体、翼协同发展，才能达到培养合格的过控专业人才的目标。

根据上述专业定位，大多数院校都开设了过程装备控制技术及应用这一必修课程，这是过控专业内涵拓展后课程体系的一个重要特色，可以使本专业的学生能够将过程机械、计算机自动控制及自动化等方面的知识有机结合在一起，培养学生成为掌握多学科知识与技能的复合型人才。但是只有这一门理论课程来培养学生的控制理论与实践能力是远远不够的[6]。亟待在其他实践环节中充实控制类相关教学内容，来完善“一体两翼”的教学体系，达到培养合格的过控专业人才的目标。

2 构建“一体两翼”协同发展课程体系的方法与实践

结合当前创新性人才的培养目标和模式，确定了有利于实现“一体两翼”协同发展培养目标的重要内容是加强控制类课程的学习和相关实践环节。因此，笔者进行教学改革和研究的主要内容除了加强《过程装备控制技术及应用》课程的学习效果的同时，还注重在其他实践教学环节加强与学生的互动，启发并培养学生的学习兴趣，培养学生的工程实践意识，同时将基础理论与典型案例分析、实验环节和工程应用相结合。在此背景下，以《过程装备控制技术及应用》理论课程的教学改革为基础，在专业实验、生产实习、综合设计、毕业设计、科技创新等实践环节提出并探索了具有控制特色的教学方案和方法的改革与研究，并取得了良好的教学效果。具体改革和研究内容如下。

2.1 理论课程环节控制相关教学内容设置与实践

《过程装备控制技术及应用》是过控专业调整后重要的三大核心必修课程之一。该课程教学内容较多，涉及的范围较广，包括控制理论、工艺知识、计算机技术和仪器仪表相关知识。由于课程知识点多而散，加之学生学习此课程之前的先修课程较少，控制相关的基础知识比较薄弱，因此需要根据该课程的特点和教学大纲要求，教学内容应以厚基础、重应用为目的，进行教学内容的设计、组织与实施。笔者针对这门课程，在教学内容、教学方法与手段方面进行了改革与研究，取得了良好的教学效果[7]。改革和实践的内容包括以下几个方面：

①课堂理论教学贯彻“少而精”的教学原则，夯实基础理论教学,落实专业基本要求；坚持理论联系实际，学以致用，立足点是培养学生解决实际问题的能力。

②教学组织形式不限于课堂讲授，实现体验教学、实验教学、专题研讨等全方位、多样化，融知识传授、能力培养和工程应用于一体。

③加强知识综合运用的训练，使课堂教学、实验教学、课程设计以及实习等各环节都紧密围绕提高理论课程一根主线开展。

④组建合理的教学团队，保证教学质量。

2.2 综合设计环节控制相关教学内容设置与实践

过控专业的综合设计环节安排在第八学期毕业设计之前，学时3.5周，是过控专业学生培养的必修环节，也是综合运用大学所学理论知识的重要环节。为了完善过控专业培养计划中的一体两翼的设计思路，在学生完成典型设备(塔、换热器、压缩机)的设计与计算任务之后，增加了一个控制模块，即完成典型设备的自动控制系统设计任务，选择合适的控制规律，整定控制参数，至少设计4套设计方案以供选择，强化自动控制基础知识的理解与运用。

2.3 生产实习环节控制相关教学内容设置与实践

过控专业的生产实习一般安排在第六学期结束暑假的短学期学时4周，地点为机械厂、炼油厂、仿真基地和拆装室。在过控专业的现场生产实习环节，带队教师也注重自动控制知识的学习，为理论课程的学习提供准备，便于学生进入理论课程学习时可以将实习的记忆重新开启。我校新建一套催化裂化仿真装置，包含多个典型的设备，比如精馏塔、换热器、泵、压缩机等，与真实的工艺流程一致，配备各种典型的自动控制仪表。该装置可以为过控专业了解自动控制基础知识、仪表选用等提供帮助。在理论课程中，同步进行该仿真基地的认识实习，结合课程中涉及的控制工程基础知识，对照实际的装置和流程进行讲解，给学生一个更加感性的认识，便于课堂理论知识的理解和掌握。

2.4 毕业设计环节控制相关教学内容设置与实践

我校过控专业的毕业论文或设计环节的题目一般都是本专业教师的科研课题或预研课题，近年来增加了部分设计类题目，并增加了典型设备控制系统设计的设计任务，要求学生在完成上述常规工作的同时，完成控制系统的设计和比较，强化学生对过程控制基础知识的理解。

2.5 专业实验环节控制相关教学内容设置与实践

必修课程《过程装备控制技术及应用》配有8学时的实验。我校建有两套过程控制综合实验装置，可以开设四个必选实验(水箱液位和反应器温度的单回路控制和串级控制)和5个选作实验(双位控制，PID整定，比值控制等)。建有一套特色的科研实验平台，可以开设两个控制相关的演示实验(循环流化床的压力控制和比值控制)。

2.6 科技创新环节控制相关教学内容设置与实践

科技创新是培养学生创新和实践能力的重要环节。每年，我校都要投入大量的人力物力给学生提供完善的科技创新平台。笔者针对过控专业的学生，设计了过程控制相关的科技创新题目，方便对自动控制系统设计感兴趣的学生进行自动控制实验，指导学生开发新的自动控制系统，便于拓展学生的视野，提高科技创新能力。

3 结 语

笔者以《过程装备控制技术及应用》理论课程的教学改革为核心，在专业实验、生产实习、综合设计、毕业设计、科技创新等实践环节提出并探索了具有控制特色的教学方案和方法的改革与研究，构建了“一体两翼”协同发展的课程体系，从而为提高过程装备与控制工程专业人才培养质量提供保障。

[1] 刘雪东,张炳生.过程装备与控制工程专业学生工程实践能力的培养[J].江苏工业学院学报,2004(4):65.

[2] 李志义,刘志军.对过程装备与控制工程专业背景的认识[J].化工高等教育,2003(1):11.

[3] 宋鹏云,李斌,李淑兰,等.构建多学科背景本科专业课程体系的研究与实践——以过程装备与控制工程本科专业为例[J].化工高等教育,2009(4):29.

[4] 刘俊明,段滋华.过程装备与控制工程专业加强过程教学的认识与实践[J].化工高等教育, 2008(2):48.

[5] 毕明树,喻健良,李志义.“过程装备与控制工程”专业的知识结构分析和课程体系设计[J].化工高等教育,2001(4):22-25.

[6] 张慢来,张琴,周志宏.过程装备与控制工程专业课程体系改革初探[J].长江大学学报:自科版,2013(28):122-123.

[7] 王娟.过程装备控制及应用课程教学内容与方法的改革与实践[A].第十三届全国高等学校过程装备与控制工程专业教学改革与学科建设成果校际交流会论文集[C].北京:化学工业出版社,2013:183-184.

Creation of Course System for the Process Equipment and Control Engineering Specialty with the Characteristics of One Body-two Wings and Cooperative Development

WANG Juan

(College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China)

Process Equipment and Control Engineering is an interdisciplinary major with process equipment as the main body and process technology and process control as the two wings. Process Equipment Control Technology and Application course is one of the core courses of this profession. Taking the theory course as the core, the control related teaching activities were improved in many practical aspects, such as professional experiment, comprehensive design, graduation design, production practice, science and technology innovation, and so on, to construct the corresponding curriculum system, improve students’ innovation and practical ability in process control, further improve the training quality of students of Process Equipment and Control Engineering.

Process Equipment and Control Engineering; one body two wings; curriculum system; talent quality

王娟(1977-)，女，副教授，主要从事过程装备与控制相关的教学和科研工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)023-0188-02