“互联网+化工仪表及自动化”的教学与探索*

杜 妮，康顺吉

(武汉工程大学邮电与信息工程学院，湖北 武汉 430073)

伴随着科学技术的迅猛发展，自动化技术已成为当代举世瞩目的高技术之一。在化工生产中，自动化技术的应用不仅加快了生产的速度、提高了产品的质量，使生产过程更加连续化、规模化，这也要求广大工艺生产技术人员需要学习和掌握必要的检测技术及自动化方面的知识[1]。为适应现代化企业的需要，我校开设了《化工仪表及自动化》课程，但由于课程内容广而课时量有限，教学效果还有待提高。本文结合学院办学定位及现况，对化工专业而言，就当下化工类企业关于仪表自动化应用岗位的要求分析，结合“互联网+”概念下的教育改革背景，通过不断的实践探索来提高教学质量，适应企业需求更促进学生自身成长。

1 现状分析

在前期教学改革的推进下，本课程开设时间为第四学期，理论课时 36 学时，所用教材为化学工业出版社厉玉鸣主编的《化工仪表及自动化》第六版教材。第六版教材在针对工艺类学生特点的基础上，减少了理论的推导，并且将设计课程内容的许多新概念、新系统、新方法和工具进行介绍，涵盖了国内外化工仪表的最新技术和发展动态，来更好的满足学生学习的需要[1]。并且在授课过程中结合企业仪表自动化应用岗位的要求[2]，重点讲解仪表设备的选型、安装、并增加仪表故障诊断、分析以及维修等知识的讲授，解决了课程内容和企业实际需求脱轨且授课内容陈旧的问题。但由于课程内容涉及面广，而化工类专业学生控制理论、计算机科学等跨学科课程上基础薄弱，在课程理解上有一定困难，且课程与实践的结合，由于授课教师、实验条件、实践侧重内容等问题，难以协调。对此，如何在有限的资源条件下获得更好的教学效果，在满足企业对学生知识储备、动手能力及发展的要求下提升教学质量，让学生在课时有限的情况下获得更多，在课程的引导下从掌握基本知识点到学会自己“学”是进行课程改革的主要思考方向。

2 课程改革思路

在现有的36理论学时条件下，结合本人的教学实践，主要从教学方法、内容、考核方式几个方面进行改革。

2.1 教学方法

(1)利用互联网教学平台，转变理论教学方法

充分利用互联网教育资源，寻找和本校课程内容大纲紧密结合的课程，将基本的概念这样容易理解的理论知识点转化为学生通过网络课程来进行，例如化工自动化包含的内容、分类，简单自动控制系统方框图各部分含义等简单知识点通过网络课程和配套的网络平台练习题来让学生完成，在课堂上利用生活中的自动化电器、工业生产的自动化装置对比说明自动化包含的内容有哪些，转化为方框图后各个部分具体是什么，再添加典型的自动控制单元的练习来检测学生理解的正确性与完整性。

(2)创新教学模式，任务驱动

教学模式的创新，主要体现在减少基础知识传授的同时，扩大学生关于课程内容的认知和应用范围，并积极引导学生利用互联网教育平台，来优化学生的学习方式从而提高学习广度和深度。比如以任务驱动模式，制作关于新型检测仪表的Pecha Kucha。例如本课程中主要是对压力、流量、物位、温度四种检测仪表工作原理及应用范围进行的讲授，但随着生产过程的日益复杂化，为了提高检测仪表的准确性适应在不同条件下的测量，各种新型仪表应运而生。以制作关于新型检测仪表的Pecha Kucha为任务，需要学生搜集、整理文献资料，并转化为自己的理解来表达，一方面学生在搜集整理文献资料的过程中，对检测仪表现况、存在的问题、发展方向有更全面的了解，另一方面在制作Pecha Kucha的过程中，只有对查找的新型检测仪表有透彻的认识，才能转化为流畅的表达，也能同时锻炼学生文献检索、PPT制作及口头表达的能力。并且在新、旧仪表的学习中，通过对比、总结仪表结构、适用范围等方面，不难发现新的检测仪表有些是将不同的检测方法进行了融合，有的是同一种检测仪表的，有的是不同检测仪表的部分结构，这样的创新思维模式可以运用于仪表的研发也可以用于其他自动化装置的改进等。在制作关于新型检测仪表的Pecha Kucha任务过程中，有关Pecha Kucha的制作方法可以在MOOC平台上通过《PPT从入门到精通》这门课程进行学习，有关文献检索的方法，新东方多媒体学习库中的《文献调研与信息检索》课程也能让学生受益匪浅。教学模式的创新，一方面希望就本课程而言，学生能够在接受、理解知识点上有所提高，另一方面期望通过本课程的教学模式，让学生真实的体会到自己可以通过互联网平台逐步提高学习的深度和广度，并在这一体验过程中感受自己获取知识提升能力的乐趣。

2.2 教学内容

虽然已采用最新版教材，但由于课程涉及面广，只能精选教学内容。首先需注意绪论内容的介绍，通过这部分使学生明确化工仪表及自动化在工业生产中的重要地位[3]，并注意结合当前企业岗位需求，使学生明白学习的侧重点及应用方向。在此基础上，增加化工领域如节能环保测控，适应领域细分需求的科学仪器和专用仪器等热点研究内容[4]，通过互评、讨论等方式依托互联网教学平台实现学生即时分享、共享信息获取知识的能力，其次为实现与企业岗位需求的连接，将课程内容与化工原理实验、化工单元仿真开停车、故障处理等实践环节相结合，例如将化工仪表及自动化第三章液位及流量计检测的学习结合化工单元仿真中离心泵及液位的控制进行说明，从检测的准确性到控制的开停车操作再到离心泵故障的判断与解决，并联系化工设计大赛，使理论知识的学习能够在实践中得到锻炼。

2.3 考核方式

课程考核的转变主要体现在需要学生更多的参与到课程中来，在更加透彻理解课程内容的基础之上，积极投入到互联网平台的学习提升中，在课程的带动下，养成连续学习进而终身学习的态度与坚持。最终考核将有几个部分组成：网络课程学习证书(分数)(15%)、课堂表现(10%)、平时考勤(10%)、任务(15%)、讨论作业完成情况(10%)以及期末测试(40%)。其中网络课程的分数或获得的证书这部分的考核，需要教师提前做好课程的学习、挑选与设计课程结合方式等工作。

3 可行性分析

在现有的条件下，结合本校该课程情况，基于互联网的教学模式，突破了学习时间和空间的局限，在课堂上就能改变教学模式从而提高学生参与程度进而加深课程理解深度，省去了修改培养计划、再制定教学计划的较长周期，转变了传统的以教师为主体的授课方式，从教学方法、内容、考核方式上的可行性而言：

(1)教学方法上，通过MOOC平台，可以搜集到和课程基础理论部分比较契合的课程，如哈尔滨工业大学的《工业过程控制》，扩展课程华中科技大学《自动控制原理》、哈尔滨工业大学《传感技术及应用》等。结合互联网教育平台，使学生在课前线上学习或预习，课上采用小组模式利用设计题进行练习和应用，提高探究能力及团队合作意识，课后还可以反复观看，将知识点进行补充、巩固。

(2)教学内容上依托学院采用的优学院网络平台，教师推送课程资源，发布课程任务、学生上传并互评制作成果。结合化工仿真软件模拟实训的DCS 操作生产过程、故障处理方法等环节，使课程教学内容与实践即时、紧密的结合起来，避免了以往课程间衔接不连续无法既学既练的问题，通过DCS操作界面数据参数的截屏及描述提交至优学院平台，评价实践效果。

(3)考核方式上，增加了平时网络课程、课堂表现、讨论、任务完成的评价考核，在优学院平台、微助教[5]等网络教学平台及应用工具的助力下，一方面通过选人、投票、抢答等课堂互动，将学生平时网络课程的学习以游戏化的方式进行这部分的知识点的检验，并进行过程的记录。另一方面布置的课程任务能够在网络平台自由组队、播放分享、学生互评及教师评价，这样将任务成果展示在每位学生的眼前并相互评价的方式，使学生能更加认真积极的完成任务，在评价他人成果的同时吸取他人的优点并弥补自己的不足。需要注意的是在这个过程中，教师必须制定全面细致的评分条件，并审核评价结果。

4 结 语

在互联网+教育的教学环境下，结合学院应用型人才的培养定位，不断总结经验，探索“互联网+”与本课程的结合方式，提高学生课堂参与度、学习主动性，培养学生自己“学”、终身学的自我成长观念，并促进自身教学水平的提升，为“互联网+教育”的推广进行积极实践和探索。