基于综合项目教学法的过程控制系统教学改革

梁淑芬+郭敏+李澄非

摘要：过程控制系统是一门综合应用学科，是自动化专业的主要专业课之一。针对该课程的综合性提出综合项目教学法，以综合项目为主线，整合过程控制系统和其他涉及到的学科，既能培养学生的综合应用力，又能培养学生的实际工作能力，有效地为社会培养了大量的应用型人才。本文从综合项目教学法的实施情况来看，该教学方法有效地提高了学生的学习积极性，培养了学生的综合能力，取得了良好的教学效果。

关键词：过程控制系统；综合项目教学法；教学改革；综合知识技能

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）23-0109-03

一、引言

近年来教师从不同方向对教学改革进行创新，文献[1]中“问题式教学”的教学模式是直接从问题入手组织教学，将专业知识隐含在解决问题的过程中，让学科知识服务于培养学生解决实际问题的能力。文献[2]基于体验学习的“过程控制”实验教学，强调个体，强调实践，强调学习者的反思，通过学习者与现实世界的沟通与联系，不断促进学习者自身的发展，同时也促进了社会的发展，实现了人的发展和社会发展的统一。

过程控制是自动化专业的重要专业课，是与现实工程技术最接近的一门课程，针对该课程的综合性提出综合项目教学法，旨在检验学生的知识掌握水平和综合应用能力。

二、综合项目教学法

项目教学法的实施以学生活动为中心，教师扮演组织者、引导者的角色。为了跳出学校实验室的单一性实验，本文提出综合项目教学法，让项目包含更多的学科。在企业生产过程中，一个项目的制定与实施，都有一个团队进行计划和操作，项目所涉及的学科不止一个，每个成员侧重于某一方面，到最后弄清楚整个项目的原理，实现共同学习。所以，综合项目教学法是采用分小组的形式，一个项目组的成员按照共同制定的项目目标，共同起草学习工作计划，并予以实施，展示与评价。按照教师与学生在整个教学过程中的角色，综合项目教学法的一般流程如图1所示。

图1中按照教学过程中的两个角色，分别描述了各自的职责，以及教学与接受教学的一般流程。

1.项目探索。项目探究包含两个方面，一个是项目的制定，另一个是项目的探究实施。项目探索是项目教学的核心部分，是为了学生完成项目，通过各种途径和方法进行问题解决的活动。在项目探究的进程中，学生要细化教学内容和项目主题，发现问题，并小组协作解决问题。（1）制定计划。对一个项目进行探索，首先需要一个纲要进行引导，那么就需要制定一个项目计划。从学生角度来说，需要制定项目的实施方案、时间计划，对任务进行合理分工。此环节有利于学生在后期的项目进行中掌握并调节活动进度。教师在整个项目中的作用是引导和提供辅助作用，教师可以提供给学生一些相关的学习资料，也不会让学生花费太多的时间在资料的查找上面，但适当的留给学生一些搜索任务是必要的，可以锻炼他们的文献检索、网络资料检索能力。学校的网络教学是一种很好的可以分享资料与教学的一个平台，并且该平台可以让学生在课余时间也能学习到课程，同时也能记录学生的学习时间与次数。一节45分钟的课程是有限的，教师的讲解不能很深入，这需要学生按照老师的要求去进行深入学习。本课程建设相应的教学网站，可以将教学资源上传至该平台，同时也可放置相关的测验，让学生在学习后进行测试，看看自身掌握知识的情况，这也给教师的教学带来很大的方便。（2）项目的探索实施。综合項目教学法，让学生在平时的学习中参与老师的科研活动，在见习、实习时参与工厂的工程项目，将短时间的课堂教学变为长期的专业培训。这样学生培养了学习兴趣，锻炼了自学能力，可以对所学知识进行整理补充。这种集创新教育与基础教育于一体的教学模式，能在循序渐进的研究性课题教学中培养学生的探索精神与创新能力。

2.后期成果展示与评价。经过一段时间的学习和实践，在小组成员的潜心计划和努力下，对所完成的项目成果在大的范围内进行展示与交流是很有必要的，这是对学生的付出和能力的肯定。

成果交流的形式多样，可根据实际教学的需要选择合适的交流形式。汇报的内容有项目的背景和意义、项目流程、小组成员的分工、项目工作中组内成员的交流和感想记录、作品的演示等。对于大的项目，教师可以规定学生定期展示项目的阶段性成果，对于学生来说，可以通过作品反映学生已掌握的知识和技能，教师也可以根据阶段性成果了解教学效果，记录教学中学生一般会遇到的问题，进行教学反思，改进教学方法。

三、综合项目教学法在教学中的应用效果

通过教学过程中综合项目教学的应用举例，从而看到所取得的教学效果。所选取的项目课题是基于STM32单片机的自动孵化系统。从字面上来看，所涉及到的学科包含单片机、过程控制系统、传感器技术与应用、计算机软件程序设计等学科。经过学生调研收集到相关信息，能够比较清楚地看到多个模块。

在设计完外部电路后，就需要用软件来进行控制，控制方面需要用相关的程序进行驱动。采用的是RVMDK 3.80A软件基于C语言进行编程，使得该部分对学生的编程能力也会有所提高。

这一套系统的设计与完成，几乎涵盖了学生所学专业课的大部分科目。真正的培养了学生的综合学习能力。图2所示为学生所完成项目成果。

四、结论

综合项目教学法以学生完成项目为中心，综合各学科的基础知识，学生自己制定项目计划。项目完成过程中需要的资源由学生自己去搜集，需要用到的知识由学生自己组织，由学生自己确定解决方案，充分调动学生的主观能动性。学生需要对自己的学习过程负责，自己管理学习进度和计划、用各种途径进行信息收集、单独地分析自己分配的活动任务、运用新建构的知识解决复杂而实际的问题，创造性地生成作品，并对问题的解决过程进行反思和记录。该方法增强了学生学习的独立性和责任心，使学生真正地独立自主。经过教学实施发现，该教学方法取得了较好的教学效果，提升了学生的积极性，学生的综合技能得到了很大提高。

参考文献：

[1]李晶，杜锋，高艺，等.“问题式”教学模式在过程控制专业课程教学改革中的应用[J].长春理工大学学报：社会科学版，2012，25（5）：179-180.

[2]刘中，吴云杰，袁少强，等.基于体验学习的“过程控制”实验教学设计[J].电气电子教学学报，2011.

[3]徐肇杰.任务驱动教学法与项目教学法之比较[J].教育与职业，2008，（11）：36-37.

[4]张志霞.项目教学在普通高中信息技术课教学中的应用研究[D].河北师范大学，2012.

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[6]孙灵芳，李静，张利辉，等.过程控制精品课程建设与实践[J].中国教育技术装备，2014，（24）.

[7]时建伟，腾晓旭，徐建华，等.以培养学生工程实践能力为目的的化工仪表及自动化教学改革与实践[J].化工高等教育，2014，31（5）：29-31.

The Teaching Reform of Process Control System Based on Integrated Project Teaching Method

LIANG Shu-fen，GUO Min，LI Cheng-fei

（School of Information Engineering，Wuyi University，Jiangmen，Guangdong 529020，China）

Abstract：Process control system is a comprehensive applied subject，as a main course of automation major，integrating control theory，computer technology，pr