《过程控制技术》课程创新教学论文

《过程控制技术》课程创新教学的探索摘要：结合《过程控制技术》课程的特点，提出《过程控制技术》课程创新教学的探索与实践。通过科学安排教学内容，研发过程控制仿真库，创造开放式实验环境，加强互动式教学，以调动学生学习的主动性和积极性，切实提高教学的效果。

关键词：过程控制课程教学控制仿真库互动教学

中图分类号：g642 文献标识码：a 文章编号：1673-9795（2012）12（a）-0030-01

《过程控制技术》是自动化专业的一门重要专业课，在自动化专业的课程体系中具有重要的地位。本课程具有理论与实际结合紧密、被控对象多样性、实验时间比较长等特点，传统的教学模式难以取得较好的教学效果。结合《过程控制技术》课程的特点以及多年来的授课经验，提出《过程控制技术》课程创新教学的改革，以调动学生学习的主动性和积极性。

1 针对课程特点，科学安排教学内容

通过广泛收集过程控制领域就业的毕业生的反馈信息，征求用人单位对人才培养的要求，听取相关专家的意见和建议，对教材中各章节的内容进行适当地选取和调整，修订了现有的教学大纲，在保证总学时不变的前提下，拓展了教学的内容[1]。

结合该课程的先修课程以及本专业的指导性教学计划，删掉在其他课程中重复的内容，如智能pid控制、达林算法、集散控制等，增加了教材没有涉及到的部分内容，如对象动特性对调节过程的影

响、精馏的原理等。另外，为避免与“检测技术”课程内容的重复，简要介绍温度、压力、液位三大参量，重点讲述流量参量，并补充六大类流量检测仪表，使学生对学过的物理学、传感器知识融会贯通于自动控制系统中。在涉及到实验部分的理论内容时，可在课堂上结合实验室的具体装置进行讲解，增加了学生对理论知识的感性认识，使学生在进入实验室后感到似曾相识，而不至于无从下手。

探索以专题讲座的形式增加了学科体系概述以及国内外最新的技术成果，如自动化学科的地位与体系、支持向量机控制、智能优化算法等新的理论知识。通过一系列的专题讲座，使学生能从整体上把握和理解自动化学科的特点、专业的特点等，并使他们及时了解了自动化领域最新的技术发展动态。

2 优化多媒体课件，研发过程控制系统仿真库

过程控制课程与实际工业控制对象结合非常紧密，过程控制存在被控对象的多样性，为了让学生能够更深入地掌握工业过程控制的原理及方法，针对本课程中的重点概念和难点问题，特别是过程控制系统的动态特性，优化完善现有的多媒体课件，使教材中抽象的概念和物体形象更加简洁、直观[2]。例如，在pid控制中，比例、积分、微分作用对控制系统动态性能的影响，单从理论上分析不够直观，可借助于多媒体中的动画功能，把控制系统运行时的动态性能非常逼真地“动态”演示出来，使一些看不见、摸不到的动态响应过程及响应指标（如超调量、上升时间等）得以“可视化”，使学生更好地理解和消化各个重点和难点问题，有效地保证课堂教

学效果。

为了加深学生对课堂内容的理解与掌握，研究开发了基于matlab的过程控制仿真库，共开发了pid控制系统、串级控制系统、变比值控制系统、前馈-反馈控制系统等50多个仿真实例。这些仿真实例，全部是在matlab中通过编程语句实现的，既可以通过matlab在课堂上实时仿真，又可以通过ppt动态演示响应的过程，非常方便、直观、灵活。通过过程控制仿真库的建设，大大激发了学生的学习兴趣和主观能动性。

3 加强实践训练，创造开放式实验环境

《过程控制技术》的实验具有一定的特殊性，每做一次实验需要花费好几个小时，加之综合实验台的配件全部来自于工业现场，价格比较高而限制了购买的套数，因此，急需创造开放式实验环境，对过程控制实验室实行开放式管理。

首先，对实验内容进行优化整合，适当减少验证性实验，对部分综合性、设计性实验项目，如水箱液位流量串级计算机控制、前馈反馈计算机控制等实行开放式教学。另外，制定了开放式实验的具体实施办法和相应的配套措施，以激发学生和任课教师参与开放实验的积极性。再者，鼓励利用实验室的条件参加大学生科技活动或进行毕业设计，使学生获得自主学习和创新思维的广阔空间[3]。

修订相应的教学计划，在原来8个学时实验的基础上，新增了一周的《过程控制技术》课程设计，使实验教学、课程设计和毕业设计有机地结合了起来。在课程设计中，学生可以在指导老师的指

导下，进行控制方案的选取、系统的设计，包括设备的硬件连接、软件组态以及个性化人机交互界面的设计和调试，然后观察实验现象、记录实验数据、分析实时曲线。通过课程设计环节，使学生掌握了控制系统设计的方法和步骤，并建立起了初步的工程经验。

4 注重启发学生的思维，加强互动式教学

课堂教学是教师传授知识与学生获取知识的双向交流的过程，因此在讲课过程中，需加强与学生的互动，充分利用启发式教学，引导学生主动学习，以启迪学生的创新思维。在互动式教学中，一方面，需创造学生积极发言讨论的环境，比如，采取回答正确加分奖励等措施，激励学生主动思考，主动发言；另一方面，要注重设疑-质疑-提示分析-归纳总结-推广延伸教学法在课堂教学中的应用，从而提高学生分析问题、解决问题和归纳总结的能力。同时，可通过学生的表情、神态等及时观察学生的反馈信息，尽可能保持学生的良好情绪，使整个课堂教学过程张弛有度。

在生产过程中，流量是需要经常测量和控制的重要参数之一，因此，流量的自动检测是非常重要的。实际上，流量的自动测量方法很多，有容积式、电磁式、涡轮式等。在这部分的讲述中，仅采用常规的教学方法，学生对流量的测量印象不深，且引不起足够的重视。此时，可让学生利用所学习过的物理学知识和日常生活常识，思考如何自动测量液体的流量。通过互动式教学，可引导学生主动思考，同时可使学生切身体会到以前学习过的基础知识（特别是物理学）是非常有用的。

5 结语

结合《过程控制技术》课程的特点，通过科学安排教学内容，研发过程控制仿真库，创造开放式实验环境，注重启发学生的思维等几个方面的改革与实践，激发了学生的学习兴趣和主观能动性，达到了预期的教学效果。

参考文献

[1] 谢启，李智超，陈飞.“过程控制与自动化仪表”课程教学改革与实践[j].中国电力教育，2009，25（7）：80-81.

[2] 林屹，叶小岭.“过程控制”课程数字化资源库建设研究与实践[j].中国电力教育，2010，26（4）：78-79.

[3] 黄艳岩，徐红伟，金英连.过程控制实验课程教学改革实践[j].高校实验室工作研究，2009，26（3）：9-10.