信息背景下的DCS实训教学改革探索

路泽永

【摘 要】在DCS实训教学中通常采取分组教学的方式进行。指导教师偏少，学生数多，导致教学过程组织困难，学生的实训效果较差。云班课作为信息化教学的一种技术手段以其全新的视角被应用于课堂教学，逐渐显现出越来越大的优势。本文探索了基于云班课等信息手段的DCS实训改革方法，分三个层次设计了信息化的实训教学资源和活动，极大的提高了学生的学习兴趣和实训参与度，提高了实训教学效果。

【关键词】DCS实训;信息化教学;云班课

中图分类号： TP273.5-4;TP391.6文献标识码： A文章编号： 2095-2457（2019）24-0111-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.24.051

【Abstract】In the course of DCS teaching， group teaching is usually adopted. There are few instructors and many students， which leads to the difficulty of the teaching process and the students' learning effect is poor. As a technical means of information-based teaching， cloud class has been applied to classroom teaching from a new perspective， showing more and more advantages. This paper explores the DCS training reform method based on information means such as cloud class and designs information-based training resources and activities in three levels， which greatly improves students interest and participation in training， and improves the teaching effect of training.

【Key words】DCS training; Information teaching method; Cloud class

集散控制系统又称为 DCS，即分散控制系统或分布式计算机控制系统，在具体的设计实践中，通常基于分散控制、集中管理思想指导，采用多层分级、合作自治的结构形式实现[1]。该实训课程是工业自动化仪表专业系统级技术方向的教学做一体化的专业核心课程。学生在教师指导下，结合其他相关的专业课知识，以学生为主体，构建一个基于PLC、智能PID调节器、现场总线和工控计算机的小型工业自动化监控系统。传统教学方法是学生分组、教师集中授课和现场指导。由于学生组数多，指导教师少，导致辅导不及时不到位，教学效果不好。云班课是一种教学辅助用APP，可运行于手机和电脑端，是以移动互联网环境为基础，将其应用于教学活动中，能够满足师生课堂内外的需求[2]。本学期引入云班课这一新的教学平台和手段，精心设计教学资源和课堂活动，经过一轮课程实施检验，学生的学习积极性明显增强，实训教学效果得到了很大的提高。

1 基于云班课的课程顶层设计

基于云班课的课程顶层设计如图1所示。

DCS课程顶层设计从企业需求出发，通过调研学生就业企业，明确该专业的行业岗位需求为DCS操作工、仪表工。结合企业具体的岗位任务和我校实训室实际情况，确定了学生的典型岗位工作任务为（1）DCS系统组态、调试;（2）DCS系统使用、维护;（3）简单DCS系统的构建;学生的任务目标为是通过DCS实训课程的学习，能够熟练掌握DCS的硬件结构和组态软件的使用;通过一定的工程训练能够具备系统的维护能力和一定的工程开发能力。课程的开展主要为顶层设计服务，也对接了企業岗位需求，使教学的开展更有岗位针对性。

2 基于云班课的课程中层设计

课程的中层设计的目标是更加明确教学内容，针对性更强。中层设计主要从课程的知识点、技能点和素质点提出大纲和要求。

1）课程知识点：（1）集散控制系统的基本概念、体系结构及各层次的主要功能，能够识别现有实训装置中集散控制系统的各个组成部分及相互联系;（2）网络基础知识及组态基本概念，数据通信基本知识;（3）罗克韦尔过程控制装置的基本组成、硬件结构和功能特点;（4）DCS控制系统的组成及各部分的作用，现场控制站的构成及组态软件的使用;（5）DCS设备的工作原理及其安装技术。

2）课程技能点：（1）集散控制系统的安装与硬件认识;（2）集散控制系统组态方法;（3）集散控制系统的监控、调试、评价与选择;（4）熟练使用SE组态软件，能够对系统实现实时监控;（5）能够对系统进行必要的调试和维护，能够对系统软件进行安装。

3）课程素质点：（1）在完成工作任务中培养学生获取新知识的方法，为学生的后续独立学习新知识、新技术打好基础;（2）培养学生具有解决实际问题的思路;（3）能独立制定工作计划并进行实施;（4）能够查找中英文资料与文献已取得有用的知识，不断提升自己的能力。

3 基于云班课的课程底层设计

课程的底层设计主要是对中层设计的资源支持，主要包括以下几点：

1）知识点资源建设：（1）关于集散控制系统的相关课件、文档、案例的建设;（2）关于网络基础知识数据通信的课件、手册、微课的建设;（3）关于罗克韦尔DCS系统的文档、说明资料的建设;（4）关于DCS控制系统及组态软件的手册、文档的建设;（5）关于DCS设备的技术资料、说明书资源的建设。

2）技能点的资源建设：（1）关于集散控制系统的安装与硬件的视频、微课、说明书、图纸的建设;（2）关于集散控制系统组态微课、课件建设;（3）关于集散控制系统的监控、调试等任务单、微课、课件的建设;（4）关于SE组态软件视频、课件建设;（5）其他微课、文档建设。

3）素质点资源建设：通过借鉴企业管理方法进行素质资源建设，包括工作守则、6S管理原则、工程实施步骤等资源的开发建设。

4 基于云班课的教学活动组织设计和管理

4.1 教学活动的组织设计

（1）建设前期，课程组要收集制作各种教学资源，包括相关资料、课程文件、教学PPT、微课教学视频、操作示范视频、岗位规范、职业标准、文档范本等。

（2）移动课堂信息化平台宣传。对平台的优越性和通过平台进行学习、考核的规定进行说明。

（3）学习资源的推送组织：根据实训进行的进度进行逐一推送，并附学习建议。

（4）在线学习和测试：根据课程进度，每个学习节点要布置相应的学习内容和相应的测试，并计入过程考核成绩。

（5）课程的线上线下讨论：该讨论将贯穿整个实训过程，对有真知灼见的同学给予加分。

（6）划分学习小组：成立以组长负责制的学习小组，基本上为在教师指导下的自我管理。

（7）为展示学习效果，鼓励学生对重点问题进行上台讲解并答疑，教师从旁辅导。

4.2 教学活动的开展和管理

（1）信息发布：根据学情和学习的进程进行逐一发布，并組织、指导同学们学习。

（2）课堂表现：通过软件平台的考勤功能对迟到、旷课等行为进行统计分析，情况严重的要对学生进行引导和教育。

（3）过程评分：教学评价的方法有测验、成果汇报、观察提问、作业检查等[3]。利用云课堂主要完成对学生学习过程的监督和考核评分，如通过头脑风暴、抢答、举手等活动来调动学生的学习积极性。

（4）过程关注：每个学习任务进行中，教师可以通过提问功能检查学生的学习进度和效果，成绩也计入过程考核中。

（5）过程反馈：每个学习情境、任务完成后，可通过调取平台后台的统计数据，对学生学习情况、效果等进行分析，找出问题、公布问题，和学生一起解决和提高。

（6）相互学习：借鉴其他课程的经验，完善教学的组织、管理及水平提升。

5 应用实例

（1）资源发布与使用：教师将与课程相关的各种资源包括行业标准、企业案例、学习资料、习题练习等发布到客户端，学生可以通过下载进行浏览学习，为进一步动手实操打下了基础，另外，对于一些实训中出现的问题可以查找资料进行解决。

（2）课堂提问与测试：教师可以充分利用客户端的摇一摇或随机点名的方式进行提问，增加课堂的神秘气氛吸引学生的注意力;当学生回答问题后，教师还可以根据回答的具体情况进行打分，增加学生的经验值，通过经验值排名，学生间有了竞争，能促进学习积极性和增强学习信心。

（3）实践指导：在学生多教师少的实训课上，教师通过录制微课视频进行发布，学生可以学习微课进行操作前的准备，这样在实训操作过程中可以完成自我指导，提高教学效率，也间接增强了学生的自学能力。

（4）课后复习与评教评学：教师在每天课程结束后可以发布课后的作业或学习计划，让学生使用手机查看和提交作业;教师通过分组功能，利用空闲时间进行评价和批改评分，学生也可以进行互评。此外，教师通过头脑风暴让学生复习强化重点知识，通过调查问卷的形式组织调研活动，倾听学生的真实想法和意见，以便互相促进。

6 结语

《DCS实训》课程是工业自动化仪表专业的一门专业核心课，工程应用性与操作性较强。课程内容整合、序化为教学过程以模拟现场教学和企业教学为主，以培养技术应用性人才知识能力素质和职业素养为目标，实现了“工学结合”理念。基于云班课下的移动混合学习模式为传统的课堂教学注入了活力[4]，以此为平台推送资源、发布教学材料、开展学习活动等，大大增强了学生的学习兴趣，提高了教学质量。由于是首次尝试信息化教学方法，因此还有很多资源没有开发利用，在后续教学中将继续研究和推进。

【参考文献】

[1]齐金成.集散控制系统对通信机房温度检测的应用研究[J].机电技术应用，2019.5：205.

[2]祁爱萍.云班课在教学过程中的应用探讨[J].信息与电脑，2016.19：207-208.

[3]谭倩芳.论提升职业教育信息化教学实效性的举措[J].高校论坛，2019.22：12.

[4]张莹.基于云班课的移动混合式教学模式探析[J].现代商贸工业，2019.16：159-160.