池雄飛，張科強(qiáng)，張寧芳

（1.鄂爾多斯職業(yè)學(xué)院，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017010；2.鄂爾多斯市云東農(nóng)林牧產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017200）

過(guò)程控制技術(shù)課程是高職院校自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)非常重要的一門(mén)課程，過(guò)程控制技術(shù)在化工、冶金、裝備制造等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。隨著社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)提出了新要求，過(guò)程控制技術(shù)課程的教學(xué)模式改革也勢(shì)在必行。

一些發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)形成了較為成熟的高職課程教學(xué)模式，如德國(guó)的雙元制職業(yè)教育[1]，雙元制職業(yè)教育的特點(diǎn)是學(xué)生在企業(yè)和職業(yè)院校交替完成學(xué)習(xí)過(guò)程，在企業(yè)完成60%～70%的實(shí)踐教學(xué), 在學(xué)校完成30%～40%的理論教學(xué)，企業(yè)與職業(yè)院校共同培養(yǎng)學(xué)生[2]。美國(guó)職業(yè)教育主要由社區(qū)學(xué)院承擔(dān)，多數(shù)專(zhuān)業(yè)具備完善的專(zhuān)業(yè)認(rèn)證體系，認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)由行業(yè)、企業(yè)和學(xué)校根據(jù)職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)共同制定。這種教育模式促進(jìn)了職業(yè)教育的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化[3-4]。澳大利亞的TAFE（Technical And Further Education）建立了以技術(shù)與繼續(xù)教育學(xué)院為代表的現(xiàn)代職業(yè)教育體系，從而解決了技能人才緊缺的問(wèn)題[5]。發(fā)達(dá)國(guó)家的高職教育模式雖有其特點(diǎn)和先進(jìn)性，但不能直接照搬其做法，我國(guó)高職院校有自身特點(diǎn)，需立足實(shí)際情況開(kāi)展職業(yè)教育。

我國(guó)高職教育產(chǎn)生于20 世紀(jì)90 年代，出現(xiàn)較晚，高職課程教學(xué)方法仍處于研究和探索中。對(duì)于過(guò)程控制技術(shù)課程而言，大多數(shù)高職院校采用理論教學(xué)或理實(shí)一體化教學(xué)，雖然理實(shí)一體化教學(xué)法，如任務(wù)驅(qū)動(dòng)法、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)法等有其優(yōu)點(diǎn)，可以讓學(xué)生動(dòng)手完成設(shè)定好的任務(wù)，提升了學(xué)生的技能，但同時(shí)還需要考慮學(xué)生的知識(shí)水平和興趣愛(ài)好等，需對(duì)不同項(xiàng)目組的學(xué)生進(jìn)行合理劃分，以?xún)?yōu)化項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施的流程[6]。

基于此，本文提出了一種新的教學(xué)方法——過(guò)程控制技術(shù)課程典型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)式教學(xué)法。該方法旨在使學(xué)生在教師引導(dǎo)下開(kāi)發(fā)已設(shè)定的5 個(gè)過(guò)程控制技術(shù)課程的典型項(xiàng)目，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，每個(gè)學(xué)生都能全程參與。該方法不僅能提高高職學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和綜合實(shí)踐能力，也能提升學(xué)生的溝通和協(xié)作能力，解決了學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、學(xué)習(xí)難度大等問(wèn)題，為高職院校其他課程的教學(xué)提供了一種新的教學(xué)方法。

1 過(guò)程控制技術(shù)課程的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)式教學(xué)法

過(guò)程控制技術(shù)課程是高職院校自動(dòng)化類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)綜合性課程，實(shí)踐性較強(qiáng)，學(xué)習(xí)難度較大。為了讓學(xué)生掌握過(guò)程控制技術(shù)課程的主要內(nèi)容，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力，依照該課程的內(nèi)容和特點(diǎn)，將課程分為5 個(gè)典型項(xiàng)目，5 個(gè)典型項(xiàng)目由教師設(shè)定。在教學(xué)過(guò)程中，教師負(fù)責(zé)項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)的制定并指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)發(fā)項(xiàng)目。學(xué)生在教師的指導(dǎo)和幫助下開(kāi)發(fā)完成過(guò)程控制技術(shù)課程的典型項(xiàng)目。在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，學(xué)生按照項(xiàng)目要求承擔(dān)一定的任務(wù)，參與項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)、實(shí)施全程，雖然課程學(xué)習(xí)難度較大、實(shí)踐性強(qiáng)，但因每名學(xué)生都有具體的項(xiàng)目任務(wù)，可促使其主動(dòng)參與項(xiàng)目。

按照過(guò)程控制技術(shù)課程的主要內(nèi)容，設(shè)計(jì)該課程的5 個(gè)典型項(xiàng)目，分別是壓力儀表控制、溫度儀表控制、流量?jī)x表控制、液位儀表控制和PID 串級(jí)控制，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備提前制定每個(gè)項(xiàng)目的說(shuō)明書(shū)，說(shuō)明書(shū)要明確需要實(shí)現(xiàn)的功能、所用到的儀表設(shè)備、操作流程，學(xué)生依據(jù)項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)提前查閱硬件和設(shè)備資料等。項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)包含了硬件組成、接線(xiàn)方式、軟件編程、項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等過(guò)程。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前，首先，教師將班級(jí)學(xué)生按實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)數(shù)分為8 小組，每個(gè)小組由3～4 人組成；其次，小組組長(zhǎng)負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程，組長(zhǎng)對(duì)本組成員進(jìn)行分工,組員依據(jù)分配的任務(wù)開(kāi)展項(xiàng)目工作；最后，組長(zhǎng)負(fù)責(zé)安排和協(xié)調(diào)開(kāi)發(fā)過(guò)程，完成整個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)[7-9]。在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，教師的主要任務(wù)是輔導(dǎo)學(xué)生，當(dāng)學(xué)生遇到問(wèn)題時(shí)，教師及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生，并提出解決問(wèn)題的方法，推進(jìn)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)進(jìn)度，學(xué)生在課程教學(xué)學(xué)時(shí)內(nèi)需完成5 個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)式教學(xué)流程如圖1 所示。

圖1 項(xiàng)目開(kāi)發(fā)式教學(xué)流程圖

在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生需學(xué)習(xí)各項(xiàng)目的說(shuō)明書(shū)、操作流程、接線(xiàn)方式、程序設(shè)計(jì)等，需投入大量時(shí)間查找資料，并與其他學(xué)生積極溝通、合作，共同開(kāi)發(fā)整個(gè)項(xiàng)目。

2 過(guò)程控制技術(shù)課程典型項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程

2.1 典型項(xiàng)目資料查閱與分析

過(guò)程控制技術(shù)課程典型項(xiàng)目開(kāi)展前，教師應(yīng)將班級(jí)學(xué)生進(jìn)行分組，為了平衡各個(gè)小組的綜合能力，分組時(shí)每個(gè)小組由3 個(gè)層次的組員（學(xué)習(xí)能力強(qiáng)、學(xué)習(xí)能力中等、學(xué)習(xí)能力較弱）組成，然后每組指定一名綜合能力和協(xié)調(diào)能力較強(qiáng)的學(xué)生為組長(zhǎng)，剩余的學(xué)生為組員。各小組在組長(zhǎng)的安排下針對(duì)各具體項(xiàng)目查閱資料，開(kāi)展項(xiàng)目開(kāi)發(fā)工作[10-12]。

教師將項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)下發(fā)給小組，組長(zhǎng)拿到說(shuō)明書(shū)后，和組員認(rèn)真分析該項(xiàng)目，共同查閱相關(guān)資料，如實(shí)訓(xùn)室儀表的種類(lèi)、結(jié)構(gòu)、工作原理、接線(xiàn)及控制方式等方面的書(shū)籍和電子資料，然后將項(xiàng)目具體工作分配給各組員。

2.2 典型項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)

以“壓力儀表及控制”典型項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)由主講教師以文件形式下發(fā)到各個(gè)小組，在主講教師的指導(dǎo)下，小組組長(zhǎng)按照項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)安排開(kāi)展項(xiàng)目設(shè)計(jì)和系統(tǒng)文件學(xué)習(xí)工作。組長(zhǎng)安排組員認(rèn)真閱讀項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)文件，了解機(jī)械式指針壓力儀表的硬件組裝、接線(xiàn)、調(diào)試等設(shè)計(jì)知識(shí)，分析電容式壓力儀表的硬件組裝、接線(xiàn)、調(diào)試等內(nèi)容，并認(rèn)真查閱實(shí)訓(xùn)室的壓力儀表和PLC 控制器等參數(shù)信息，組織組員學(xué)習(xí)該實(shí)訓(xùn)室控制器（西門(mén)子300 系列）的相關(guān)資料，進(jìn)行下一個(gè)階段的工作。

2.3 典型項(xiàng)目硬件組裝

設(shè)計(jì)并閱讀典型項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)后，組長(zhǎng)先安排組員完成硬件組裝和調(diào)試工作，每名組員承擔(dān)一部分工作，如壓力儀表電源連接、信號(hào)線(xiàn)接線(xiàn)端子的連接、阻尼調(diào)節(jié)、零點(diǎn)調(diào)節(jié)等工作；為了完成壓力信號(hào)采集和控制，選用313C-2 DP 控制器完成系統(tǒng)控制，壓力儀表要連接到模擬量輸入輸出模塊，模擬量輸入模塊采用SM331，模擬量輸出模塊采用SM332，學(xué)生依照模塊相應(yīng)的說(shuō)明書(shū)給定電流接線(xiàn)方式完成連接。在硬件組裝過(guò)程中，組長(zhǎng)應(yīng)檢查各組員的工作，同時(shí)協(xié)調(diào)、解決出現(xiàn)的問(wèn)題，將開(kāi)展情況及時(shí)反饋給任課教師，在任課教師的輔導(dǎo)下完成硬件組裝過(guò)程。

2.4 典型項(xiàng)目軟件編程和調(diào)試

完成典型項(xiàng)目硬件組裝后，小組成員進(jìn)入項(xiàng)目軟件編程和調(diào)試階段。該項(xiàng)目采用西門(mén)子Simatic Manager 軟件對(duì)典型項(xiàng)目進(jìn)行硬件組態(tài)、編程和調(diào)試工作，小組要先對(duì)所有硬件模塊進(jìn)行組態(tài)，將各個(gè)模塊信息下載到控制器中，然后針對(duì)項(xiàng)目要求編寫(xiě)，該項(xiàng)目的主要程序，如通過(guò)模擬量模塊（SM331）采集鍋爐壓力信號(hào)，編程時(shí)調(diào)用FC105 功能塊采集壓力信號(hào)；通過(guò)模擬量模塊（SM332）控制壓力閥的輸出開(kāi)度，調(diào)用FC106功能塊和PID控制塊完成鍋爐系統(tǒng)壓力的控制。在軟件程序編寫(xiě)過(guò)程中，每個(gè)小組會(huì)遇到不同的問(wèn)題，如PLC 的硬件組態(tài)與通信、功能塊的調(diào)用、引腳參數(shù)設(shè)定等，教師要及時(shí)講解，指導(dǎo)學(xué)生明確“壓力儀表及控制”典型項(xiàng)目的編程思路。

在典型項(xiàng)目硬件組裝和軟件編程完成后，項(xiàng)目進(jìn)入調(diào)試階段，該階段的主要任務(wù)為核驗(yàn)典型項(xiàng)目是否達(dá)到了設(shè)計(jì)功能，若項(xiàng)目不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，小組要認(rèn)真分析出現(xiàn)問(wèn)題的原因，提出相應(yīng)的解決方法；若小組不能解決項(xiàng)目問(wèn)題，組長(zhǎng)要將情況反饋給教師，教師及時(shí)介入解決項(xiàng)目存在的問(wèn)題，并指導(dǎo)完成該項(xiàng)目調(diào)試工作[13]。

2.5 典型項(xiàng)目總結(jié)

小組成員通過(guò)參與典型項(xiàng)目資料查詢(xún)、硬件組裝、軟件開(kāi)發(fā)和調(diào)試等過(guò)程，開(kāi)發(fā)完成了一個(gè)典型項(xiàng)目，小組成員要總結(jié)整個(gè)典型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中存在的問(wèn)題和不足，為下一個(gè)典型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)做好準(zhǔn)備。

通過(guò)典型項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，學(xué)生學(xué)會(huì)了溝通、協(xié)調(diào)、配合和協(xié)作，同時(shí)提升了分析和解決問(wèn)題的能力。學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，從而進(jìn)一步理解了學(xué)習(xí)內(nèi)容[14]。當(dāng)某個(gè)學(xué)生遇到困難時(shí)，會(huì)及時(shí)查閱資料或與教師和其他學(xué)生溝通，在教師和同學(xué)的幫助下解決問(wèn)題，在該過(guò)程中，學(xué)生能體會(huì)到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。

在典型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中，授課教師主要發(fā)揮了引導(dǎo)和輔助的作用，小組的每個(gè)成員都是開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的主角，每名成員在項(xiàng)目中都有自己的任務(wù)，需要及時(shí)完成自己的工作。這種以小組成員為主導(dǎo)、以主講教師為引導(dǎo)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)式教學(xué)不僅提升了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了高職院校的教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)語(yǔ)

過(guò)程控制技術(shù)課程的典型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)式教學(xué)方法，是在教師的引導(dǎo)下由小組成員自己開(kāi)發(fā)每個(gè)典型項(xiàng)目，每名小組成員按照項(xiàng)目說(shuō)明書(shū)完成相應(yīng)任務(wù)，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中提升了學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。該教學(xué)方法使學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生慢慢掌握了分析和解決問(wèn)題的能力。典型項(xiàng)目開(kāi)發(fā)式教學(xué)方法不僅培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力，而且培養(yǎng)了學(xué)生協(xié)作配合的能力，有效解決了當(dāng)前高職院校學(xué)生基礎(chǔ)薄弱、課程學(xué)習(xí)難度大等問(wèn)題。