基于工作过程系统化的课程设计

山东工业技术 / 2018年10月14日 01:31

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摘 要:《过程控制系统及应用》是本校工业过程自动化技术专业的一门核心课程。文章从该专业的职业属性入手,分析其特殊的知识与技能需求,指出传统教学模式中存在的不足,再对课程的相关知识与技能进行整合,形成多个系统化设计的工作过程,最终形成基于工作过程系统化的课程设计。实践证明,基于工作过程系统化的课程设计,提高了学生的学习积极性,使学生能够更有效地掌握本门课的基础知识及相关技能,缩小了人才培养效果与市场需求的差异。

关键词:工作过程;控制系统;课程设计

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.04.197

高等职业教育以培养适应生产、建设、管理、服务一线的高素质技能型专门人才为根本任务。学校在培养人才时,应当以就业为导向,以服务为宗旨。了解企业对本专业学生的知识与技能需求,了解工作生产过程,应用于课程设计,才能培养出适应工作岗位的人才。

1 職业面向分析

通过对建峰化工厂、四川天华、新疆美克科技、重庆精本科技等企业的调研,确定本专业毕业生主要面向油气化工、制药、冶金、生物化工、环保等行业、企业,在仪表维修工、自动化系统工程师等岗位上,从事仪表维护管理,自动控制系统维护管理、自动控制系统设计与安装等相关岗位工作。《过程控制系统及应用》课程主要涉及自动控制系统设计与安装、自动控制系统维护管理的相关知识与技能。因此本门课程对于学生以后能否适应市场需求起重要作用。

2 传统教学模式分析

本专业《过程控制系统及应用》课程的内容由控制理论与控制工程两大部分组成,前期主要学习自动控制原理,具体内容包括控制系统微分方程的建立、控制系统的传递函数、系统方框图的绘制及化简、控制系统性能的分析等;在学习完基本的控制理论之后,开始学习各类控制系统,了解其结构组成、工作原理、控制方案、系统参数整定与投运、系统维护等。本门课程曾经进行过一次课改,确定采用理实一体化的教学模式,将理论知识融入实验,让学生通过完成实验项目提高动手能力,同时理解知识点。经过几年的教学实践证明,在这种教学模式下,学生学到的是单独的知识与技能,无法将所学串联成整体,不能独立完成系统化的工作任务。经过调研发现,不少学生到企业顶岗实习时,一段时间内无法适应一线工作任务。纠其主要原因是学校的教学任务不是完整的工作过程,与实际的工作存在差异。为了培养出能快速适应一线工作的高素质、高技能人才,需要对本门课程内容根据工作过程再次进行整合和系统化的设计。

3 系统化的课程设计

工作过程系统化的课程是归纳、整合出典型工作过程,以实际工作过程为导向实施课程的开发和设计。本专业学生主要从事各种自动控制系统的安装、调试、投运、维护和管理工作。以此为典型的工作过程来系统化设计课程项目。将知识点与技能融入到四个基于工作过程的项目当中,从简单控制系统到复杂控制系统,从易到难,不断强化训练,做到工学结合。

项目一,中水箱液位控制系统。任务一、控制方案的确定。画出该系统的流程图、接线图、方框图;确定被控变量、操纵变量,阀门的气开、气关作用形式,选择合适的控制规律,确定控制器的正、反作用等。任务二、系统的安装与接线。完成调节阀、控制器、检测仪表等装置的接线与安装。任务三、系统的调试。对控制器、检测变送装置、执行器进行联动调试,确保信号传输正常,各仪表功能正常。任务四、系统的投运。要求控制系统在手动控制状态达到工况稳定,再平稳切换到自动控制状态;进行PID参数整定,达到工艺要求。任务五、系统的维护。随机设置故障,让学生排查故障,解决问题。由于学生刚接触本门课程,知识与技能有所欠缺,项目一应当以老师教为主导,带领学生完成各项任务。

项目二,锅炉内胆温度与夹套温度串级控制系统。任务一、串级控制方案的确定。包括主、副控制器的控制规律以及正、反作用,主被控变量、副被控变量、操纵变量、调节阀作用形式的选择等。任务二、串级控制系统接线与安装。任务三、串级控制系统调试。任务四、串级控制系统PID参数整定及投运。任务五、串级控制系统维护。串级控制系统在结构上比简单控制系统复杂,用到的仪表更多,参数整定、系统投运及维护、管理的难度更大。本项目由学生分小组完成任务,老师从旁指导。

项目三,比值控制系统。要求学生根据被控对象和控制要求,选择合适的仪表,设计比值控制方案,完成系统接线与安装。运用浙大中控组态软件,完成系统组态,整定参数、投运系统,达到控制要求,并做好系统的故障处理与维护。

项目四,分程控制系统。任务与之前的项目基本相同。经过前两个项目的训练,学生已基本掌握各项专业技能,要求项目三与项目四由每位学生独自完成。在完成项目过程中遇到问题,同学之间可以相互探讨,也可以求助老师,由老师引导学生解决问题,最终完成项目。

4 课程考核方式改革

课程考核方式是课程实施的一个重要组成部分,对最终的教学效果起关键作用。因此,考核方式必须科学化。本门课程的成绩由以下几个部分组成:1)平时成绩。包含考勤情况、课堂表现、作业完成情况。2)小组项目成绩。根据各小组完成任务的质量、答辩情况,采用自评、各小组互评以及老师评分的方式,确定每位同学的得分。3)个人项目成绩。制定项目评分表以及评分细则,根据每位同学完成的情况,由同学与老师共同打分确定成绩。4)期末考试成绩。

5 小结

以改革的思路办好职业教育,对提升劳动大军就业创业能力、产业素质和综合国力,意义重大。根据工业过程自动化技术专业的职业特点,基于真实的、完整的工作过程,系统化地设计课程,使学生的职业技能得到了很大提升,满足了社会对职业的需求,进而实现学生在职业生涯中的可持续发展。

参考文献:

[1]李法春.基于工作过程的高职课程设计与实践初探[J].教育与职业,2009(32):92-93.

[2]姜大源.论高等职业教育课程的系统化设计[J].中国高教研究,2009(04):66-70.

[3]高林,鲍洁,王莉方.基于工作过程的课程设计方法及实施条件分析[J].职业技术教育,2008(13):50-53.

[4]姜大源.论高职教育工作过程系统化课程开发[J].徐州建筑职业技术学院学报,2010,10(01):1-6.

作者简介:雷雪梅(1991-),女,四川资阳人,本科,助教,研究方向:自动化。endprint

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