于紅霞，楊利，宋孚紅，尹常永

(沈陽工程學(xué)院 國際教育學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

測量技術(shù)及儀表類課程改革初探

于紅霞，楊利，宋孚紅，尹常永

(沈陽工程學(xué)院 國際教育學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

“熱工測量及儀表”是生產(chǎn)自動化、熱能與動力工程等專業(yè)的必修課。由于其培養(yǎng)方案多年未修訂，課程內(nèi)容及實施過程已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于市場的需求。針對這一現(xiàn)狀，有必要對原有課程體系進(jìn)行重新修訂。教學(xué)改革中，首先應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力為目標(biāo)，確定整個課程的教學(xué)目標(biāo)，再根據(jù)教學(xué)目標(biāo)確定課程具體內(nèi)容，然后以具體的崗位職責(zé)任務(wù)設(shè)計學(xué)習(xí)情境，最后按照認(rèn)知規(guī)律合理有序安排教學(xué)內(nèi)容，保證課程內(nèi)容有效的落實。

測量技術(shù)及儀表;職業(yè)能力;試題庫管理

“熱工測量及儀表”又稱測量技術(shù)及儀表，是一門應(yīng)用性與實踐性很強(qiáng)的專業(yè)課，是生產(chǎn)自動化、熱能與動力工程等專業(yè)的必修課。在自動化及相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域，測量技術(shù)對整個學(xué)科的連續(xù)性和完整性起著重要的作用。隨著過程工業(yè)向大規(guī)模、高效率、智能化方向發(fā)展，大量新型儀表和先進(jìn)的測量技術(shù)不斷涌現(xiàn)，對現(xiàn)場工作人員提出了更高的要求。但經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)研分析后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)行的測量技術(shù)及儀表課程的培養(yǎng)方案已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足行業(yè)的需求，亟需改進(jìn)。

一、現(xiàn)狀分析與解決思路

“測量技術(shù)及儀表”課程具有學(xué)時少、涉及知識面廣、內(nèi)容抽象且更新速度快的特點。目前很多高等學(xué)校的“測量技術(shù)及儀表”課程的培養(yǎng)方案多年未修訂，課程內(nèi)容及實施過程已遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于市場的需求，這主要體現(xiàn)在智能儀表部分的缺失、儀表校驗方法落后等方面。在實施過程中還存在著理論與實際脫節(jié)嚴(yán)重、實踐環(huán)節(jié)嚴(yán)重不足等問題。為了實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)，有必要根據(jù)市場的需求和行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，對原有課程體系進(jìn)行重新修訂。在教學(xué)改革中，如何利用先進(jìn)的技術(shù)手段和科學(xué)的教育理念加強(qiáng)課程的內(nèi)涵建設(shè)、提升學(xué)生對該門課程的興趣、提高教學(xué)質(zhì)量，是該門課程任課教師需要認(rèn)真研究的問題。在教學(xué)改革中，首先應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)崗位能力為目標(biāo)，確定整個課程的教學(xué)目標(biāo)，再根據(jù)教學(xué)目標(biāo)確定課程具體內(nèi)容，然后以具體的崗位職責(zé)設(shè)計學(xué)習(xí)情境，最后按照認(rèn)知規(guī)律合理有序安排教學(xué)內(nèi)容，保證課程內(nèi)容有效的落實。具體的課程改革思路如圖1所示。

圖1 測量技術(shù)及儀表課程改革思路

二、課程內(nèi)容開發(fā)

為了解行業(yè)的最新發(fā)展?fàn)顩r和需求，首先應(yīng)進(jìn)行有效的調(diào)研，通過電話、郵件或網(wǎng)絡(luò)方式進(jìn)行問卷調(diào)查，收集行業(yè)的典型工作任務(wù)描述，經(jīng)過歸納整理后得到典型崗位和典型崗位任務(wù)描述。工作任務(wù)描述為該領(lǐng)域課程開發(fā)和設(shè)計提供簡潔、基本而又重要的信息。崗位任務(wù)描述中隱藏著該職業(yè)重要的知識要求和技能要求，與課程目標(biāo)有著直接的聯(lián)系。只有在充分了解典型工作任務(wù)的內(nèi)涵及其過程后，才能科學(xué)地確定課程目標(biāo)與課程內(nèi)容。根據(jù)調(diào)研得到自動化及儀表行業(yè)典型工作任務(wù)和任務(wù)描述。典型崗位可分為與測量技術(shù)及儀表有關(guān)的研發(fā)、應(yīng)用、銷售和維護(hù)。然后進(jìn)行能力分解，整理出課程內(nèi)容，最后再對內(nèi)容進(jìn)行整體優(yōu)化和局部調(diào)整。下面以火電廠熱工檢修崗位為例，詳細(xì)說明測量儀表課程內(nèi)容的確定過程。

該崗位責(zé)任包括對本班組所轄所有自動控制儀器、儀表進(jìn)行日常巡回檢查和維護(hù)，以及定期檢修，并作好巡檢記錄;做好備品、備件計劃，以保證機(jī)組正常運(yùn)行所需;修舊利廢;定期校驗溫度、壓力、軸位移、振動儀表，并出據(jù)檢定記錄等。工作內(nèi)容包括:①檢測元件(溫度、壓力、流量、轉(zhuǎn)速、振動、物位、火焰等物理量及其他的一次傳感器)的檢修和定期校驗。②脈沖管路(一次閥門后的管路及閥門等)的檢修。③二次線路(補(bǔ)償導(dǎo)線、補(bǔ)償盒、熱工儀表及控制裝置的電纜、電纜槽架、支架、二次接線盒及端子排等)的檢修。④二次儀表及控制設(shè)備(指示、記錄、累計儀表、數(shù)據(jù)采集裝置、調(diào)節(jié)器、操作器、調(diào)節(jié)執(zhí)行器、運(yùn)算單元及輔助單元等)的檢修。⑤保護(hù)聯(lián)鎖及工藝信號設(shè)備(保護(hù)或聯(lián)鎖設(shè)備、信號燈及音響裝置等)的檢修。⑥所有風(fēng)門的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的檢修。⑦電動閥門電動機(jī)構(gòu)的檢修。⑧所有調(diào)節(jié)型電動門電動機(jī)構(gòu)的檢修。⑨氣動門控制電磁閥和反饋裝置的檢修。⑩爐膛火焰和汽包水位監(jiān)視系統(tǒng)的檢修。（11）給煤機(jī)控制柜的檢修。（12）汽水分析系統(tǒng)熱工儀表的維護(hù)。（13）化水車間熱工儀表的維護(hù)。（14）燃運(yùn)車間熱工儀表的維護(hù)。根據(jù)以上分析確定工作內(nèi)容中的工作對象、工具、方法和組織形式，再進(jìn)行能力分解，最后確定課程內(nèi)容包括溫度、壓力、流量和液位等測量儀表的安裝、使用和檢修等。

對能力分解進(jìn)行歸納總結(jié)，可以得到新的課程體系，如圖2所示。對比新舊課程體系可以發(fā)現(xiàn)，原有的體系中存在的學(xué)時分配不合理，知識陳舊等問題，在新的課程體系中已被克服。例如原有課程體系中模擬式顯示儀表部分占用6學(xué)時，而對智能測量儀表部分只要求做簡單了解，這顯然不能滿足現(xiàn)實需求;在流量檢測儀表部分，對體積流量的測量方法介紹得比較全面，對直接式的質(zhì)量流量計卻沒有要求。目前環(huán)保行業(yè)對質(zhì)量流量的直接測量要求較高，相應(yīng)的測量技術(shù)和儀表也比較成熟，所以新的體系中加入了質(zhì)量流量的直接測量部分內(nèi)容?？偟膩碚f新的課程體系對原有課程體系的內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化、整理和補(bǔ)充，利用腦圖系統(tǒng)建立了課程的內(nèi)容體系，并根據(jù)反饋情況不斷地優(yōu)化授課內(nèi)容。

圖2 “熱工測量及儀表”課程體系

職業(yè)能力分解中的專業(yè)能力需要專業(yè)知識和實踐能力作為支撐。一方面要滿足職業(yè)能力的要求，同時又要保證學(xué)科的完整性和連續(xù)性，因此，應(yīng)把教學(xué)任務(wù)分解為測量基礎(chǔ)知識、溫度測量及儀表、壓力測量及儀表、流量測量及儀表、料位測量及儀表、成分分析儀表等單元。每一單元的教學(xué)可根據(jù)崗位需求不同，將授課內(nèi)容分為基礎(chǔ)知識、儀表組成和安裝、原理介紹和分析、故障原因和故障排除四部分。不同的崗位能力需求對四方面的要求也有所不同，如基礎(chǔ)知識在四種崗位中都需要掌握，而對于故障排除的內(nèi)容顯然是想從事儀表應(yīng)用和維護(hù)方面的學(xué)生應(yīng)該重點關(guān)注的內(nèi)容。

三、基于實踐的學(xué)習(xí)情境開發(fā)

實踐操作是重要的學(xué)習(xí)情境?？茖W(xué)合理地設(shè)計實踐環(huán)節(jié)對課程改革起到關(guān)鍵的作用，而且部分專業(yè)能力和個人能力的培養(yǎng)可以通過實踐環(huán)節(jié)得到鍛煉和加強(qiáng)。所以根據(jù)培養(yǎng)方案和授課大綱對實踐環(huán)節(jié)進(jìn)行改革應(yīng)是工作的另一個重點。該門課程的應(yīng)用性與實踐性很強(qiáng)，所以設(shè)計科學(xué)、執(zhí)行有力的實踐環(huán)節(jié)是課程教學(xué)成功與否的關(guān)鍵。對于實踐環(huán)節(jié)的設(shè)計，可根據(jù)課程內(nèi)容及特點和學(xué)校軟硬件資源情況，將實踐內(nèi)容分為演示性實驗和動手操作性實驗。

儀表課程具有學(xué)時少、內(nèi)容多的特點，很多教學(xué)內(nèi)容如果沒有實驗作支撐會很枯燥，學(xué)習(xí)效果也很難保證，而部分內(nèi)容又不宜單獨(dú)開設(shè)實驗課并占用大量學(xué)時。為了解決這一矛盾，開設(shè)大量的演示性實驗，并融于理論教學(xué)之中，就能充分體現(xiàn)理論與實踐相結(jié)合的原則。演示性實驗分為理論教師課堂演示、實驗室演示和多媒體視頻演示。采用何種演示形式取決于實驗內(nèi)容和資源情況。以熱式流量計演示實驗為例，由于體積較大，不適合教師課堂演示，實驗室也沒有相應(yīng)的資源。為了加強(qiáng)授課效果和學(xué)生對知識的掌握，多媒體視頻演示成為一個有效的方法和手段。熱式流量計演示實驗動態(tài)地展示了流量計的工作原理、結(jié)構(gòu)和安裝等內(nèi)容。多媒體演示實驗可全方位、多層面、形象生動地向?qū)W生展示儀表的相關(guān)內(nèi)容，課堂效果明顯。原則上任何一個演示實驗都可以用多媒體視頻完成。但是，多年的教學(xué)經(jīng)驗和學(xué)生反饋顯示，對于部分演示性實驗，教師的直接演示效果要優(yōu)于多媒體演示。所以在教學(xué)實踐中可根據(jù)學(xué)生的評價和課堂效果，動態(tài)地對演示實驗進(jìn)行優(yōu)化和重新整合分類。例如在壓力儀表的結(jié)構(gòu)實驗中，教材中的圖片呆板，語言描述枯燥;多媒體演示形象，但學(xué)生很難在腦海中形成立體思維。而老師在講臺上一步一步地拆解，緩慢地講解，學(xué)生很容易接受新的知識點，形成印象，即使不完全明白，課下也可以靠近仔細(xì)觀察，直至掌握該部分內(nèi)容?？偟膩碚f，對這類知識點的演示實驗，多媒體演示要稍遜教師演示。當(dāng)然在學(xué)時充足的情況下，二者結(jié)合使用效果會更好。

動手操作性實踐根據(jù)利用的資源和內(nèi)容不同，又分為綜合性實踐和單項加強(qiáng)型實踐。其中綜合性實踐主要根據(jù)課程大綱要求和實驗室條件開設(shè)，它將多種實踐能力和個人能力融于實驗當(dāng)中。每個綜合性實踐項目有詳細(xì)的實驗指導(dǎo)和說明，學(xué)生在實驗室獨(dú)立或合作完成相應(yīng)的工作。完成后需要提交實驗報告和分析，針對問題能夠提出改進(jìn)方案或解決辦法。以熱電偶校驗的使用綜合性實踐項目為例，該項目綜合了儀表的組成、測量系統(tǒng)的構(gòu)成、誤差分析等內(nèi)容。該實踐項目采用2～3人一小組，組內(nèi)采用分工合作的方式完成校驗任務(wù)。項目培養(yǎng)和鍛煉了學(xué)生良好的溝通、資料分析和整理、時間安排等個人能力，同時培養(yǎng)了能夠完成整個儀表的使用這一職業(yè)能力。實踐環(huán)節(jié)部分結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 實踐環(huán)節(jié)設(shè)計

四、考核體系與試題庫優(yōu)化

課程的考核體系是對整個課程開發(fā)到實施的一個質(zhì)量反饋?？茖W(xué)的考核體系不僅能夠反映學(xué)生對知識的掌握程度，同時也能反映教學(xué)實施效果。改革后的評價體系包括過程評價和結(jié)果考核。結(jié)果考核是檢驗課程的教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)到的重要依據(jù)，為此重點要對考試部分進(jìn)行改進(jìn)。首先，根據(jù)職業(yè)能力分解和培養(yǎng)大綱，設(shè)計和開發(fā)了試題庫，由授課教師進(jìn)行管理。其次在專業(yè)委員會的監(jiān)督下，動態(tài)地優(yōu)化題庫，主要的優(yōu)化原則是體現(xiàn)行業(yè)需求，緊跟行業(yè)步伐和強(qiáng)化職業(yè)能力培養(yǎng)。該題庫有五種題型，分別是選擇、填空、判斷、簡答和計算。根據(jù)職業(yè)階段能力要求不同進(jìn)行難度分級，共分四個等級。等級越高，難度越大。其中職業(yè)階段與知識難度的關(guān)聯(lián)，如表1所示。

表1 職業(yè)階段與學(xué)習(xí)難度對應(yīng)表

為了提高試題庫的實用性和高效性，建立了以培養(yǎng)大綱要求的課程內(nèi)容為基礎(chǔ)，按照題型和難度分類的試題庫管理體系，部分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

根據(jù)期末考試后的試題分析，統(tǒng)計每道試題難度。當(dāng)難度偏差大約15%時，經(jīng)過將報告提請專業(yè)委員會研究，討論并及時調(diào)整和更新試題庫的難度。為了使考核內(nèi)容與職業(yè)認(rèn)證類考試內(nèi)容一致，需要關(guān)注行業(yè)的注冊類考試和儀表工程師類考試，根據(jù)實際情況補(bǔ)充試題庫。目前該系統(tǒng)運(yùn)行三年，內(nèi)容平均年更新率為1.56%。

圖4 試題庫管理系統(tǒng)

經(jīng)過幾個學(xué)期實踐，從畢業(yè)生和用人的單位反饋綜合分析可以看出，測量技術(shù)及儀表的課程改革探索取得了很好的效果。大部分學(xué)生能夠使用典型儀表完成自己的工作，能夠解決實際應(yīng)用中的問題，例如儀表維修和校驗等任務(wù)。有的學(xué)生學(xué)完該課程后參與了老師的科研項目，展現(xiàn)出了一定的職業(yè)能力，與制訂的培養(yǎng)目標(biāo)完全一致。當(dāng)然在有些細(xì)節(jié)部分還需要優(yōu)化，例如實施方案如何設(shè)計才能更充分地利用資源，高效地完成培養(yǎng)目標(biāo)，這是下一步需重點考慮和研究的問題。

［1］楊志堅．中國本科教育培養(yǎng)目標(biāo)研究(之六)——本科教育培養(yǎng)目標(biāo)的戰(zhàn)略調(diào)整［J］．遼寧教育研究，2004(10): 1－16．

［2］劉春雅．化工儀表及自動化課程教學(xué)改革研究［J］．陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2013(2):27－29．

［3］肖新敏．化工儀表及自動化課程教學(xué)方法探索［J］．廣東化工，2009(5):222－223．

［4］石梅，李中，郝紅，等．化工儀表及自動化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)模式的改革與探討［J］．化工高等教育，2010(2): 78－80．

［5］張春勇，徐曉娟，鄭純智，等．化工儀表及自動化教學(xué)改革探討［J］．江蘇技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報，2010(12):98－100．

［6］馮建華，吳剛，葛秀濤，等．基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的化工儀表及自動化課程教學(xué)改革與實踐［J］．宿州學(xué)院學(xué)報，2013(10):100－102．

［7］成春明．化工儀表常見故障與檢修方法研究［J］．化工管理，2014(6):132．

［8］梁剛鋒，劉亞，鄭紹成．化工儀表及自動化課程教學(xué)改革的研究與實踐［J］．廣州化工，2011(18):158－159．

［9］劉澤，許德平，解強(qiáng)，等．雙語課程《化工儀表及自動化》教學(xué)的實踐與思考［J］．廣東化工，2012(2):211－212．

［10］張麗．自動化儀表課程項目化重組的實踐與探索［J］．河南教育:職成教版，2014(2):43－44．

Study on Reform of the Courses of Measurement Technology and Meter

YU Hong-xia，YANG Li，SONG Fu-hong，YIN Chang-yong
(International Education，Shenyang Institute of Engineering，Shenyang 110136，China)

“Thermal measurement and instrument，also known as”measurement technology and meter，is an applied and practical professional course，is the production automation，thermal energy and power engineering and other majors'required course．At present the scheme of“measurement technology and instrument”in most of the universities has not been revised for many years，course content and the implementation process has been far behind the demand of the market．In order to achieve the aim of the cultivation，it is necessary to revise the original curriculum system according to the demand of the market and present industry development situation．In the reform of teaching，first of all we should treat cultivating the students'professional ability as the goal，and determine the teaching goal．According to the teaching goal，we determine the specific content，and design learning situations with specific responsibility task，finally according to the cognitive law，get a reasonable and orderly arrangement of teaching content，to ensure effective implementation of curriculum content．

measurement and instrumentation;occupational competency;examination management

G642.0

A

1672－9617(2014)03－0412－04

(責(zé)任編輯 祁剛 校對 伯靈)

2014－03－15

遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究立項課題(2012－221)

于紅霞(1978－)，女，遼寧莊河人，講師，碩士。