高职院校“过程控制技术”课程教学内容改革分析

杜晓妮

（青岛职业技术学院海尔学院，山东 青岛266555）

1 对“过程控制技术”课程教学中各因素的分析

用合理的教学理论知识和实践方法分析教学工作中的一些现象、一些问题，分析它们出现的原因，通过讨论提出解决措施，进行相应的教学改革，以期得到更好的教学效果。在教学过程中，更要全程关注“教学评价”，真正理解考核的概念，检验学习者对学习内容的掌握情况，同时还要考虑学生的文化背景、知识储备情况[4]，也就是要进行严格的学情分析。明确了考核的目的，就是检验学习目标、学习成果是否达到，让老师了解学生的学习兴趣、积极性如何。理清了考核与课程的学习效果、毕业生规格之间的关系，这样才能设计出合理的考核方案。教学效果评价方式的改革是一个不断尝试的过程。确定了自己所授课程将要使用的考核的形式，可以采用过程性考核、结果性考核相结合的形式，同时要确定考核的环境、要用到的相关指标，还要搜集到与评价相关的证据，以及什么时候进行考核。知道了考核的设计方法及步骤，明确了各种不同的考核应该使用怎样的量规及标准，意识到对于考核要进行严格的前审和后审，以及对学生要有及时的反馈，还要对自己所做的与考核相关的各种工作有理有据地加以说明来证实这些工作是有效的。合理的课程考核方案设计与实施，能使教学工作更加完整、有效、有意义。这才是我们在教学工作中进行改革的初衷。比如，笔者设计了“过程控制技术”这门课程的考核方案，包括考核的内容、考核的形式、相关的学习效果和毕业生规格都有哪些、每一部分的权重是怎样的。设计出了用于对这份考核方案进行自我审核、同伴审核的前审、后审的工具，开发相应的表格，便于审核这份考核的公平性、精确性、一致性、合理性。并详细地反思了这份考核的设计过程，用充足的理论依据来进行论证和说明笔者所设计的考核方案的意义。这些评价过程中的改革工作使笔者的教学更加规范，使学生学有所获。

1.1 学生现状分析

本学期笔者担任电气2018级三个班“过程控制技术”这门课。上课过程中，边介绍教与学的方法，边讲解课程内容及操作技能，这不同于以往的纯知识讲解与技能教授。学生们逐渐习惯了这种上课方式，笔者对学生的情况也逐渐有所了解。从这个方面来说，后续的课程开展起来会比较顺利，会根据每个班的学生的实际情况来安排、调整教学内容的前后顺序以及难易程度，以便达到更好的教学效果。有的学生基础课知识掌握得不扎实，笔者也针对这种情况对所有学生提出了更高的要求，这使得同学们在学习态度上有所改变，能够更加认真地对待新学期课程的学习。师生双方都做好了教与学的准备，课程的教与学活动能够顺利进行。

1.2 对所授课程第一次授课分析

“过程控制技术”的第一次课时间为90 min，主题是“过程控制系统的认知”，一改以往的“课程初识”式的纯介绍，现在的上课形式是通过一些图片、视频向学生们说明这门课的主要内容，添加了课程的教学目标、教学方法以及课程的用途，通过实物向学生们展示过程控制系统的主要组成部分、连接方式，通过让学生们绘制过程控制系统被控对象的结构图、控制台的结构图来检验大家对本次课主要内容的掌握情况。毕竟不是每个学生都有绘画天赋或者绘画基础。学生们第一次上课就要画过程控制系统的结构图，大部分学生不知道该怎么画，不知道怎么表示控制系统的控制器、执行器、被控对象、传感器等组成部分。于是，笔者给学生们举了一个例子，当然，这个例子中的图非常漂亮。在这个例子的基础上，对学生们降低难度要求，让他们用方框来表示组件，用直线来表示管道。很快，大部分同学完成了被控对象的结构图，而且，他们画得都很好，完全符合实际系统的组成和连接关系，没有遗漏任何组件。学生们现在能够独立地画出这个结构图，就达到本堂课目的了。而各个组件的画法，会在后续的课程中慢慢学到。这极大地提高了学生们的信心，也为后续教学内容的进度及难易程度的调整提供了依据。

1.3 对理论教学内容的改革

“过程控制技术”课程的第一个教学项目是“简单控制系统的设计与运行”，主要的理论知识内容有简单控制系统的组成、控制原理、过程控制系统正反作用的分析，过渡过程品质指标及其计算，测量仪表误差、精确度等级的计算。学生对这些理论知识的掌握情况如何，主要是通过对具体的控制系统的分析、设计的情况来检验的。目前，已经学习了液位、温度、流量三种热工参量的单回路控制系统的分析与设计。学生接触的第一个过程控制系统的任务是“单容水箱液位定值控制系统”，虽然在理论知识的学习过程中他们已经了解了控制系统中的控制器、执行器、被控对象、被控变量、操纵变量等信息的含义，但是真正遇到实际控制系统的分析时，只有几个学生能够说出相应的答案，大部分学生仍是不知道该如何回答。到了第二个任务“锅炉内胆水温定值控制系统”的分析时，已经有2/3的学生能够快速正确地说出分析的结果了。而到了第三个任务“单回路流量定值控制系统”，几乎所有学生都能立刻说出正确的答案。通过学生对理论知识的掌握情况的分析，也更加坚定了笔者对教学内容、教学进度的设计[6]，事实证明，这种教学内容上做出的改革措施能够让学生更好地掌握理论知识并应用到实际中。

1.4 对学生应用理论知识的教学改革

在过程控制系统的设计阶段，学生需要根据对控制系统的分析结果，绘制过程控制系统的原理图、方框图、接线图。这些专业性非常强的图不是那么简单就能完全画正确的。大部分学生在最简单的“方框图”的绘制中，就遇到了困难。方框图表示了过程控制系统中的控制信号在各环节间的传输关系。因此，方框图的绘制是有规律可循的，各环节的位置是固定的，各信号线的含义也是非常明确的。学生接到的第一个任务“压力变送器的误差调整”，是一个开环控制系统，智能调节仪只需要进行信号的检测、显示，无需比较、控制，因此，本系统的方框图中不需要比较环节。而后续的液位、温度、流量控制中，都需要相应变量的检测、控制，因此，都是闭环控制系统。对于“开环”“闭环”的确定，需要学生通过控制系统运行过程及运行结果的分析来正确判断。设计是基于分析的。这部分知识，由以往的讲图、画图，改为通过实际控制系统的分析来进行。两个任务过后，大部分学生已经非常熟悉控制系统的控制原理，完全可以独立绘制过程控制系统的方框图了。

1.5 对学生操作智能调节仪的教学改革

过程控制系统投入运行阶段时，首先要进行的操作是对智能调节仪进行参数的设置。AI-708系列的智能调节仪的参数比较多，有实验室参数，现场参数，基本的报警参数，有常规的输入、输出参数，还有设定控制作用形式的参数。并不要求学生记住所有参数的含义、设置依据及数值。比如一些基本不变的参数，设置一次即可，不用每次都进行设置，这样的参数，学生了解即可。但是，一些涉及到输入、输出、控制作用的参数，学生必须要十分清楚，否则，每次进行参数设置的时候都需要查资料，非常浪费时间。要求学生前两次进行参数设置时可以查阅参考资料来操作，但是，要逐渐地脱离参考资料而进行独立操作。在课程进行过程中，这个目标只在个别同学身上能够实现，大部分学生仍不能做到独立操作，由于班级人数多，实训设备少，课堂的时间是有限的，每个学生练习的时间非常有限。针对这种情况，我们为学生提供了课下练习的机会。只要学生有练习的需要，实验室都是向他们开放的。这种做法大大提高了学生对设备独立操作的能力。

1.6 对理实一体化教材使用的教学改革

“过程控制技术”这门课程的学生用书，是我们课程组编写的，内容主要分为两部分：一是课程需要的主要理论知识；二是方便学生做任务的报告单。对于这种编写方式，课程组经过多次讨论、反复修改。上个学期的“传感器应用技术”课程，学生用书有两本，一本是理论知识，一本是任务册。学生反映，把一门课程的两部分分开成两本书，非常方便使用，查阅资料、复习任务时都一目了然。但是，有的学生容易丢三落四，经常忘记带理论书或者忘记带任务书。于是，这个学期的“过程控制技术”课程，我们把两部分合二为一。这样做也带来了一些不便，课堂上学生做任务需要查找相应的参考资料时，翻前翻后不方便，而且整本书比较厚。对于在同一本书中又要做任务、又要查资料，学生的解决方法是利用手机的拍照功能，这样就不用翻来翻去了。对于学生做任务的报告单的情况，教师会定期检查、批阅，也会让学生相互检查、督促，这些报告单是根据理论知识、实际工程的情况精心编写的，对学生的学习非常有帮助。

1.7 对学生操作技能如何提高的教学改革

过程控制系统运行的第一步是系统的搭建。对于这个操作，我们严格要求学生必须在断电的情况下进行，这也是为了培养学生安全用电的意识。学生在实验室使用的都是教学设备，相应的接线端子上面都有明确的标签表明该端子的功能、信号，这样方便了学生的辨识与使用，在接线过程中降低了学生的出错率，提高了学生的掌握速度。学生的接线最初是在设计阶段接触的，在进行控制系统的接线设计时，学生可以到设备上进行实物的观察、连接，而不仅仅是画图。有了实物的参考，学生学习起来也轻松了许多。在检查他们的接线时，笔者也发现了许多问题。比如，电源线的连接，不同的设备需用的电源也不同，有三相电源的，有单相电源的，个别学生出现了信号接反的情况。比如，智能调节仪的输入信号，对于不同的热工参量，接入的端子也是不同的。液位、温度、流量等，都有相应的检测装置进行测量，其输出信号接往智能调节仪，就有不同的端子来接收。在这个环节，个别学生也总是分不清楚。接线的操作需要大量练习，只要对控制系统的控制原理熟悉了，对设备熟悉了，接线还是很容易的。学期过半，大部分同学已经能够独立正确地进行接线，并能够对不熟练的同学进行指导。

1.8 对如何维护学习环境的教学改革

一个良好的学习环境能够促进学生更好地学习。“过程控制技术”这门课程的理论学习和实训操作都是在过程控制技术实训室进行的，实训室分为学习区和操作区。学生被分为6个小组，每个组都有自己的学习区和操作区，便于他们组内讨论与学习。根据学院教学工作的需要，这个教室也安排了其他课程的教学活动。这就要求每位任课教师都作为第一负责人，带领各自班级的学生共同维护实训室的学习环境。对于这项工作，有的班级能够做好，而有的班级则做不好。作为教师，我们有责任教给学生如何去做，从而培养其良好的职业习惯，这样，他们将来真正走上工作岗位之后，就会习惯成自然，也会去维护好自己的工作环境，提高工作效率。

2 结束语

高等职业教育培养出来的学生需要更好地掌握应知应会的理论知识和实践技能[5]，从而更加符合用人单位的需求，能够更快地从事相关的岗位工作。

为了这个目标，笔者参加了各种教学方法、专业知识等方面的培训、学习，去一些与专业相关的企业、单位进行参观、研修，这些经历使得对电气专业的认识更加深刻、全面，也为后期在专业教学中能够给学生提供真实的实践案例奠定了基础，能够在教学改革的实施中调整教学方法、教学内容从而适应不同类型的学生（普通高中、对口职高、3+2学生、同行同事）。通过对德国“双元制”职业教育的学习、参观，对职业教育有了更加深刻的认识与全面的理解，使后续的专业教学工作方向更加明确、思路更加清晰、教法更加恰当、效果更加良好。

通过分析，明确了“过程控制技术”教学实践中遇到的一些现象、问题，并进行了深入的思考，在教学工作的各个环节，我们需要循环进行这项工作。学教无止境，作为一名教师，在后续的教学工作中会继续通过全程工作的分析与反思来提高教学效果，也希望引起各位同行的重视并积极付诸实施。