关于化工仪表及自动化课程教学的探讨

杨密 徐文斌 郝建文

[摘           要]   化工仪表及自动化是一门综合性较强的专业必修课，传统的教学内容与教学模式已不再适用于现代教育教学。安徽职业技术学院环境与化工学院根据教学大纲及学生特点，进行课程教学探讨，提出“优化教学内容、提倡信息化教学、多种实践相结合”，进一步提升学生的整体能力和综合素质。

[关    键   词]   化工仪表及自动化;教学内容;教学模式;实践教学

[中图分类号]   G712           [文献标志码]  A                 [文章编号]  2096-0603（2019）06-0038-02

一、化工仪表及自动化课程的重要性

化工仪表及自动化课程是针对我院化工类专业的学生开设的一门专业必修课程，是一门综合性较强的综合应用课程，其中涉及自动控制、仪器仪表、计算机科学、化学化工等领域。课程开设在化工单元过程与设备、化工设备认知与制图等专业基础课之后，是一门专业性较强的课程，该课程为后续的化工环保与安全、化工生产操作与控制技术等课程做好相应课程准备，起到承上启下的作用。由于现代化工正朝着大规模、连续性、高效率、综合利用的方向迅猛发展，人们对仪表及自动化的要求也越来越重视。

针对高职学生的特点及该门课程内容，我院选用的教材是厉玉鸣教授主编的《化工仪表及自动化》[1]，主要内容包括化工生产过程中压力、流量、液位、温度等参数的检测、对象特性及建模、基本控制规律、控制器、执行器等。通过学习，学生能够了解主要工艺参数的检测方法及仪表的工作原理，也能够根据现场工艺条件正确选用检测及控制仪表，并能实现简单的自动控制方案设计，因此该课程对学生后续专业课的学习以及实习就业都具有重要意义[2-3]。

二、化工仪表及自动化目前教学体系中存在的不足

（一）教学内容缺乏专业方向性

首先，大部分的《化工仪表及自动化》教材包含的内容较多，囊括了仪表知识、控制理论以及相关的电路知识。在我校化工专业的课程体系中，该课程设置为48学时，在有限的理论学时内，学生只能获取基本理论知识，而无法自主设计出合理的自动控制方案。其次，这门课程具有完善的知识体系，但缺乏化工行业的具体应用实例，缺乏专业方向性[4]。大部分教材对当前生产企业最新的仪表及应用讲述得较少，但现在石油炼化企业比较先进的装置都是从国外引进，仪器仪表也趋于新型化。长此下去，培养出的学生将无法与企业对接，学生在学校学到的知识难以应用于实践中，这就失去了职业教育的意义。

（二）教学模式单一

现在是信息化时代，但由于这门课程内容多、课时少，大部分的教学过程还是采用“多媒体课件+粉笔”的传统理论讲授模式，有的教师甚至仍采用“满堂灌”的教学方法，看似为了学生能够在课堂中学到更多的理论知识，但实则难以提起学生学习兴趣，使学生无法在短时间内接受全部的知识，使教学质量下降[5]。单一的理论讲授的教学模式使学生在学习过程中只能浅显地掌握书本上的知识，但不会使用实验室中常见的仪器儀表，甚至连仪表的名字都叫不出来，这样培养出的学生难以顺利走上工作岗位。

（三）实践教学条件不足

化工仪表及自动化应该是一门理论与实践结合紧密的课程，是一门以实验或实践为基础的课程。但目前我校化工仪表实训室装置有限，仪器数量无法满足一个班学生同时开展实训，且实训装置以自动控制环节为主，学生理解难度较大，很多学生只是机械重复调整参数，但并不知其所以然，这就影响了学生对知识的理解，也影响其后续知识的综合运用。

三、解决的方法与途径

（一）教学内容的优化

本门课程针对的是高职高专的学生，因此教学内容必须符合高等职业教育的特点，即以社会需求为目标，培养技术应用型人才[6]。在教学内容的设置过程中，教师必须要根据自身经验以及对化工类企业的认识与定位，让学生了解这门课要学什么、怎么学、要达到何种效果，让学生在课程开始时就有目的地学习。其次，教学内容应根据学生今后职业的实际需求设定，在有限的课时条件下，将有用的知识传授给学生。关于仪表中涉及的电工电路部分不做详细分析，但关于仪表结构及工作原理部分、如何正确选用仪表、控制系统分析等知识点则需要重点讲解，讲解过程中注重实际，以实用内容为主，无需过多的理论推导。

教师还应紧跟时代步伐，在每一章结束时，应增加目前企业常用的、先进的国外仪器仪表的相关拓展，这样不但能增强学生学习的兴趣，同时也为学生今后步入企业做好知识储备。

（二）大力提倡信息化教学

现代社会是一个信息化社会，针对传统课堂讲授教学手段单一、与学生互动极少、理论知识枯燥这一现状，我院引入信息化教学。所谓信息化教学，就是在教学过程中应用信息化的技术手段，使所有教学环节数字化，从而达到提高课堂教学质量的效果[7]。我院针对本门课程所采用的信息化手段有线上线下混合式教学（云课堂）、仿真软件、VR以及视频、QQ、微信等辅助手段。我们利用云课堂，可与学生展开讨论、发起“头脑风暴”;对实训室无法进行研究的仪表，如石化厂用到的防爆仪表，教师利用仿真软件实现，学生可以通过虚拟仿真技术，便捷、清晰、直观地了解这些仪表在工业生产过程中是如何使用的，出现了故障如何排除;学生利用VR技术，能够通过拆装仪表了解其内部构造。

总而言之，信息化技术为教学带来便利，也让课堂不再死气沉沉。现在的学生对信息化技术的接受能力很强，目前信息化手段也很多，教师可以根据学生特点选用其中一二，以达到学生“想学、爱学、乐学”这样一个目的。

（三）多种实践方式相结合，培养学生实践能力

为培养学生的动手能力，让知识从课本走向实践，我们建有化工仪表实训室。仪表实训室的装置由浙江中控引进，与“化工仪表自动化”技能大赛对接，不但采用与化工厂生产线上相同的设备、仪表，配备DCS控制系统，还能够实现故障模拟;不但拓展了教学内容，也锻炼了学生动手操作的能力。

为培养学生动手的能力，我院鼓励学生积极参与各类技能大赛，目前已参与的赛项有化工生产技术赛、化工安全赛及化工仪表自动化赛。大赛能够全方面考查学生的综合素质，包括学生对设备的认识、流程的理解、仪表参数调节和判断等，也能锻炼学生的心理素质。我们发现：积极参加大赛的学生比其他学生具有更强的学习能力、动手能力及事务处理能力，为今后顺利进入职场打下坚实基础。

四、结语

针对目前大部分院校教授本課程时所存在的一些问题，我院提出了实施方案及应对措施。我院根据现代教育教学的要求及高职院校学生的特点，提出“优化教学内容、提倡信息化教学、多种实践相结合”方法，希望学生能够在有限的课时内学到更扎实的知识，增强其动手操作能力，达到“想学、爱学、乐学”的目的，为学生今后快速成长为合格的化工人才打下良好基础。

参考文献：

[1]厉玉鸣，刘慧敏.化工仪表及自动化[M].第5版.北京：化学工业出版社，2014.

[2]张俊杰.化工仪表及自动化现状及问题研究[J].化工设计通讯，2016（42）：103-104.

[3]许炜.现代化工仪表及化工自动化的过程控制研究[J].中国战略新兴产业，2018（5）：126.

[4]余颖，朱玲，徐凤霞，等.项目式教学在化工仪表及自动化教学中的应用[J].高师理科学刊，2016（36）.

[5]王树江，尹丽，王承学.化工仪表及自动化互动式教学的探索与实践[J].广东化工，2012（39）：209-210.

[6]陈俊英.化工仪表及自动化教学中工程概念的培养[J].教育教学论坛，2012（9）：54-55.

[7]王剑，赵红坤，吴德峰，等.化工仪表及自动化课程教学改革探索[J].化工教学，2016，42（7）：113.

◎编辑 陈鲜艳