《化工儀表及自動化 》課程的教學(xué)改革

1、化工儀表及自動化 課程改革初探何愛江 劉麗秀(宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川 宜賓 644003)【摘要】：本文就化工儀表及自動化課程中存在的問題進(jìn)行分析，然后有針對性對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法手段、實踐教學(xué)的問題的提出教學(xué)改革的方法和措施，經(jīng)過改革，提高教學(xué)效果，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。關(guān)鍵詞：化工儀表、方法手段、教學(xué)內(nèi)容、課程改革化工生產(chǎn)的整個過程都是在密閉的管道和設(shè)備中進(jìn)行，生產(chǎn)條件比較復(fù)雜，如易燃易爆、有毒有害和高溫高壓等。從整體管理到局部操作管理，從技術(shù)設(shè)計到工藝執(zhí)行，要嚴(yán)格認(rèn)真，一絲不茍?；x表及自動化是改善勞動條件，保障安全生產(chǎn)，提高管理水平、技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量的有效途徑1。因此，掌握化工過程參

2、數(shù)檢測與控制技術(shù)是化工專業(yè)學(xué)生在未來的事業(yè)中必不可少的。目前，國內(nèi)大多數(shù)本?？圃盒５幕I(yè)均開設(shè)了化工儀表及自動化一課，對于無論是即將走上工作崗位還是繼續(xù)專升本的學(xué)生來說，這是一門非常實用的課程。然而，化工儀表及自動化課程內(nèi)容多，涉及的知識面廣，既有深刻的理論闡述，又有很多的實踐經(jīng)驗歸納。針對課程特點，本著“夠用”原則，提出了對該課程的改革設(shè)想。1教學(xué)中存在的問題在近幾年的教學(xué)中，發(fā)現(xiàn)化工儀表及自動化 課程教學(xué)中存在的問題如下：1. 1教學(xué)內(nèi)容需不斷更新隨著自動控制、化工儀表及計算機的快速發(fā)展，新型檢測儀表、新的控制技術(shù)不斷發(fā)展，一些老型儀表逐步被淘汰 ，使得部分教學(xué)內(nèi)容顯得陳舊且不實用 ，

3、這就要求改革教學(xué)內(nèi)容，使之與將來的工作實踐相結(jié)合，適應(yīng)社會潮流發(fā)展的趨勢。如隨計算機的快速發(fā)展，集散控制系統(tǒng)（DCS）逐漸取代PLC，在化工生產(chǎn)中所占的比例越來越大，但教材還是花費大量章節(jié)講解PLC，關(guān)于DCS的介紹內(nèi)容很少，如不更新教學(xué)內(nèi)容，勢必造成教學(xué)與應(yīng)用的脫節(jié)。1. 2教學(xué)方法及手段需要改革化工專業(yè)自開設(shè)化工儀表及自動化 一課以來，一直采取黑板教學(xué)的方式。然而在講解各類檢測儀表時困難較大，儀表結(jié)構(gòu)原理難以在黑板上畫出，且缺少相應(yīng)的掛圖，教學(xué)效果不很理想。很多學(xué)生反映該門課程內(nèi)容比較枯燥，難于理解，學(xué)習(xí)興趣不高。甚至部分學(xué)生只在考試前對學(xué)習(xí)內(nèi)容采取死記硬背的方式，考試過后，所學(xué)內(nèi)容早已忘

4、記了很多。不當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方式和手段將會大大影響教學(xué)效果。1. 3實驗及實踐環(huán)節(jié)需要加強每學(xué)期，大概有90多學(xué)生學(xué)習(xí)化工儀表及自動化 一課，也安排了 40學(xué)時的實訓(xùn)，但由于校內(nèi)實訓(xùn)條件不足（無實訓(xùn)設(shè)備），只有到企業(yè)實訓(xùn)。然而，校外實訓(xùn)存在實訓(xùn)費用高，聯(lián)系繁瑣且無保證。總之，為提高學(xué)生對化工儀表及自動化 一課的興趣以及教學(xué)效果，應(yīng)刻不容緩地針對當(dāng)前教學(xué)中存在的種種問題，進(jìn)行教學(xué)改革與實踐，以提高教學(xué)效果和質(zhì)量。2教學(xué)改革方法和措施2. 1教學(xué)內(nèi)容以“夠用”為主，突出重點目前，化工儀表及自動化 一課的教學(xué)課時只有 （64+40）學(xué)時，在如此短的時間內(nèi)要詳細(xì)講授全部的內(nèi)容很不現(xiàn)實，因此教學(xué)當(dāng)中應(yīng)強調(diào)基礎(chǔ)及

5、其應(yīng)用，重點突出。即在教學(xué)中適當(dāng)降低理論要求，著重講清結(jié)構(gòu)、工作原理及選用方法，增強實用內(nèi)容，減少微觀分析，注重外部特性及其應(yīng)用。在制定教學(xué)大綱和計劃，作了如下調(diào)整：2.1.1被控對象數(shù)學(xué)模型 該部分涉及到高等數(shù)學(xué)微分等內(nèi)容，且在今后的工作中用處不大，因此沒有納入教學(xué)計劃中。2.1.2測量儀表對于各類檢測儀表與傳感器，每一類只重點講解一至兩種，其他以簡介和自學(xué)為主?！皦毫z測儀表 ”重點講解彈性式和電氣式壓力計；“流量檢測儀表 ”重點講解差壓式和轉(zhuǎn)子式流量計；“液位檢測儀表 ”重點介紹差壓式液位變送器；而“溫度檢測儀表 ”以熱電偶和熱電阻溫度計為主。2.1.3 自動控制部分講解“自動控制儀表

6、”時，對于模擬式控制器，只重點介紹 DTL - 121型控制器的 PID運算反饋電路，正好與前一節(jié)的基本控制規(guī)律的內(nèi)容銜接起來，即節(jié)約了課時，又突出了重點。2. 2參加精品課程建設(shè)2008年，化工儀表及自動化申報立項為院級精品課程。在建設(shè)過程中，結(jié)合課程特點，在網(wǎng)絡(luò)提供了大量的教學(xué)資源?？梢岳镁W(wǎng)絡(luò)的豐富教學(xué)資源，提供各種形式的教學(xué)活動。如網(wǎng)絡(luò)課程可以為學(xué)生提供自學(xué)的條件；而在線檢測可以檢驗學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等。在精品課程建設(shè)過程中，積極借鑒同類課程的成功經(jīng)驗和優(yōu)秀的教學(xué)方法、教學(xué)資源，實現(xiàn)在精品建設(shè)中教學(xué)質(zhì)量有一定的提高。2.3 合理采用多媒體教學(xué)手段， 計算機的已經(jīng)普及，多媒體輔助教學(xué)已成為現(xiàn)

7、代化教育中的一種有效手段。在化工儀表及自動化 一課的教學(xué)過程中，應(yīng)充分利用多媒體教學(xué)能利用圖形、圖像、文本、聲音、動畫等直觀、生動的形式描述知識形成過程的特點，使學(xué)習(xí)活動處于積極狀態(tài)，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高教學(xué)效果。例如，通過采用動畫制作，將在黑板教學(xué)中難于表達(dá)的儀表工作原理進(jìn)行動態(tài)演示；將拍攝的工廠車間內(nèi)實際操作系統(tǒng)及操作過程進(jìn)行播放，強調(diào)實際應(yīng)用的重要性；另外，通過模擬DCS系統(tǒng)（如合成氨運行仿真分析系統(tǒng)），模擬化工生產(chǎn)的控制過程，便于學(xué)生對知識的理解。2.4采用“興趣教學(xué)法 ”提高教學(xué)效果學(xué)生信息反饋發(fā)現(xiàn)，化工儀表及自動化 中有很多內(nèi)容枯燥且難于理解，學(xué)習(xí)的興趣不高。因此，在教學(xué)中采用

8、“興趣教學(xué)方法 ”提高教學(xué)效果是非常必要的。將生活中的事例結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，生動形象的比喻和舉例是激發(fā)興趣的一種主要方法，例如，在講解“簡單控制系統(tǒng)原理”時，結(jié)合發(fā)燒病人治療例子：某人（被控對象）由于感冒（干擾作用f）發(fā)燒，到醫(yī)院后首先是護(hù)士（測量元件）測量體溫（被控變量y），得到病人體溫（測量值z）和正常體溫（給定值x）比較，醫(yī)生（控制器）根據(jù)發(fā)燒情況（偏差e）給出治療方案（控制方案p），讓護(hù)士根據(jù)治療方案給病人（被控對象）吃藥打針（控制作用q），可能會發(fā)燒情況有變化，但是還得去測量體溫查看退燒情況，這樣就形成了一個循環(huán)，形成一個簡單控制系統(tǒng)（如圖1）。圖1 簡單控制系統(tǒng)方塊圖興趣教學(xué)手段提供了

9、客觀依據(jù)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動了學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動力，提高了學(xué)生的理解能力，通過實踐證明，采用這樣的教學(xué)方式，教學(xué)效果得到了很大的提高。2. 5加強實驗及實踐環(huán)節(jié)，注重培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)意識進(jìn)行實驗及實踐是配合理論教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)，尤其是化工儀表及自動化 一課的教學(xué)以實踐應(yīng)用為目的，缺乏實驗及實踐環(huán)節(jié)將嚴(yán)重影響教學(xué)效果。然而我校面臨著現(xiàn)有實驗室資源有限，設(shè)備陳舊老化的不足，在這種情形之下，應(yīng)想方設(shè)法克服缺點，加強該環(huán)節(jié)的教學(xué)。我們采取的方法是除了在現(xiàn)有條件下盡量多開實驗外，還有以下幾種：第一，課程實習(xí)盡量到化工企業(yè)進(jìn)行，如到化肥生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行零距離教學(xué)，縮短理論和實踐的距離。第二，將該課程與學(xué)生的課程實習(xí)（如化工工藝等）相結(jié)合，提前布置實習(xí)任務(wù)，利用同學(xué)到工廠現(xiàn)場實習(xí)的機會，了解各類檢測儀表及控制系統(tǒng)；第二，自行拍攝一些工廠車間內(nèi)儀表及控制系統(tǒng)及其操作過程，提高感性認(rèn)識；第三，在課堂講解儀表工作原理的同時，多向?qū)W生展示實物，并通過仿真軟件適當(dāng)增加演示實驗的內(nèi)容?？偟膩碚f，實驗及實踐環(huán)節(jié)是化工儀表及自動化 一課必不可少的一個環(huán)節(jié)，必須引起足夠的重視。通過這一環(huán)節(jié)，即增強了學(xué)生學(xué)習(xí)的感性認(rèn)識和實際操作能力，又培養(yǎng)了學(xué)生的工程意識，鍛煉了利用所學(xué)知識解決實際問題的能力。3結(jié)語在化工儀表及自動化 的教學(xué)過程當(dāng)中，只有不斷改革，與時俱進(jìn)，才能為快速發(fā)展的社會培養(yǎng)出符