过程控制课程教学实践与改革探析

摘要：过程控制课程是现代教育过程中自动化专业的课程组成之一。随着当前计算机技术和相关智能水平的提升，这项课程的应用也在逐渐完善。但是经过笔者的实际研究发现，这项课程在开展过程中仍然存在一些细节上的问题，如果不将这些问题进行解决，那么就将对这项课程的开展起到十分不利的影响。针对这种情况，该文就将对《过程控制》课程的教学实践展开研究，进一步研究教学中存在的问题，提出了过程控制的改革思想与措施，从而更好的提升课程教学质量，以期收获更好的教学效果。

关键词：过程控制；教学实践；改革

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）25-0121-02

过程控制是对理论在实际应用过程中对再创造过程进行控制的一项过程。这项工作的开展需要将工业作为背景条件，从而以控制理论为主要工作基础进行发展。在对过程控制进行理解和掌握的过程中，本质上仍然属于数学学科的自动控制理论，因此对这门学科做到学以致用也将起到十分重要的作用。但是当前在实际教学过程中经常会出现自动控制专业学生在毕业时，不太清楚这项工作怎样进行和实现[1]。出现这种情况的原因就是因为当前学生对于控制工程的了解不够全面，甚至对控制知识的掌握停留在原理上，这样才能全面认识到自身知识的不完善性。针对这种情况，本文就将对过程控制课程的教学实践和改革展开进一步研究，希望对这项教学工作的开展能起到更大的帮助作用。

1 过程控制的硬件平台构建

在一个控制硬件系统开展中，可以利用不同的控制方式。将几个典型的控制系统作为工作轴线，利用组织过程控制的课程内容，将传感器和控制器等所学知识融入到系统设计工作中，这也将对学生系统设计控制能力的培养起到十分重要的帮助。所谓的过程控制指的就是以表征生产过程的参量为被控制量，从而确保其更接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。这里“过程”是指在生产装置或设备中进行的物质和能量的相互作用和转换过程[2]。表征过程的主要参量有温度、压力、流量、液位、成分、浓度等。通过对过程参量的控制和管理，能够确保生产过程中产品的产量增加、质量提高和能耗减少。一般的过程控制系统通常采用反饋控制的形式，这是过程控制的主要方式。但是在学生的学习过程中却很难对其进行掌握和理解，这就需要广大教师在教学过程中完善对平台的构建。

2 教学方法的改革实践

通过实际研究和学习我们可以发现，过程控制知识本身十分抽象并且学生在理解起来也存在很大的困难，那么针对知识点多杂和应用多变等问题，我们也在不断进行实践和研究，逐渐探索了一系列有效的教学方式。

2.1 引导式教学

在教学过程中，我们应该认识到“过程控制”是一门实践性较强的学科，因此当前很多学生都会认为这门课程的内容比较枯燥，在理解和分析过程中也存在很大的问题，尤其是过程控制策略相对抽象，所以很多学生对这门学科的学习兴趣并不高，甚至会对这门课程的学习产生恐惧心理[3]。针对此种问题，教师在实际教学过程中就要相应的利用引导式教学对学生进行引导和帮助。也就是通过具体案例对学生进行引导，让学生更为自然的对问题进行理解，从而寻找解决问题的方式。在这个过程中，通过形象的类比也将对学生直观理解问题有着十分积极的影响，对于提升学生学习兴趣将起到不可替代的作用。

2.2 系统性教学

“过程控制”课程中的知识点相对比较多，同时内容也相对比较复杂，学生无论是在理解还是在记忆上都存在十分明显的困难。在这个过程中，教师在可以采用典型的控制系统案例将知识点进行有效贯穿，从而更好地促进学生对课程知识点的掌握与理解。比如，教师在实际教学过程中以单回路控制系统为主要的线索，将全书的知识进行有效连接，在这种基础上学生对于控制系统也将有着更加全面和系统性的认识，对于学生理解、记忆和掌握都将产生明显的促进作用，对于学生充分利用所学知识也将起到积极的影响[4]。

2.3 灵活性教学

评价过程的控制系统是否能对生产需求进行满足的判断标准是过程控制系统的重要指标。对于某个过程参数来说，控制方案也并不是唯一性质的，所以在实际教学过程中，教师就需要积极引导学生展开研究性学习，从而提出和探究不同控制方案的可行性，帮助学生培养出具体问题具体分析的思维模式和意识，从而对学生的工程实践水平进行充分提升。

3 对教学方法进行改革和优化的措施

3.1 对课程教学内容进行调整

在实际教学过程中，教师应该本着厚基础宽口径的工作原则，对过程控制中的基础过程控制部分进行重点讲解，而对先进控制系统教学的课时需要进一步压缩。之所以如此安排是因为在今后的教学过程中，会在研究生或是更高领域的学习中会有所涉及[5]。

教师对教学内容和的课时安排上进行调整，在此环节中，过程动态教学模型占据了四个学时左右，而基本过程控制课程占据了三十个学时，其他环节也分别占据了六或八个学时。在这种教学方式和课程设计上，主要的目的就是为了对学生的视野进行开拓，进一步调动和激发学生的学习兴趣。在某种程度上说，过程控制工程的学习就是对流体传输过程、传热过程和相关化学反应的介绍[6]。

3.2 对教学手段进行优化

在实际教学过程中，教师要善于总结教学经验，积极创新教学思路，在这个过程中，“四位一体”的教学模式。“四位”指的是为课程教学服务的四种方式，即多媒体演示教学、项目驱动教学、专家讲解式课堂教学和学生实践教学。而所谓的一体指的就是过程控制这项整体教学过程。

任课教师在实际教学过程中可以相应的利用多媒体课件展开教学工作，这种方式也将在很大程度上提升教学质量和效率。在教学方法上采用项目驱动方式展开教学，比如在对电容水箱控制小项目出发，讲解单回路反馈控制系统的组成方式和各种作用等。在这个过程中，教师可以请专业的人员在课堂上对学生进行讲解，通过这种方式让学生更为深入和真实的感受这项工作的方式，从而对于其深入到一线工厂也将起到极大的促进作用[7]。

3.3 对实践教学进行强化

在某种程度上讲，“过程控制”专业是一门实践性很强的课程，在当前的社会发展过程中，过程控制系统也逐渐成为了企业得到发展的重要方式和技术手段。所以对于广大学生来说，要想对“过程控制”进行理论性知识的学习，还需要适当结合大量的实践性训练。我们要想对这项教学工作进行全面落实，就需要采用以下手段对实验教学进行相应探索。

1） 适当引进Matlab仿真实验教学，也就是在实际学习过程中让学生对工业的过程进行建模或是仿真工作的开展，从而更有效的提升学生对问题的研究和分析能力。

2） 在教学工作的开展过程中，购置相应的过程控制实验装备也是一项十分重要的工作，通过这种方式对的实验教学教学进行落实。让学生更有效的对被控对象进行分析，从而选择不同的方式展开学习，在自己动手操作的情况下更有效的落实实验工作，切实提升和完善学生动手能力和工程实践能力[8]。

3） 在对实验课时进行安排的过程中，教师要注重灵活分配的原则，实验室要对学生进行开放，特别是在设备有限的情况下，学生也可以自己选择时间对实验进行完成，但是在这个过程中要求实验室教师在工作中切实履行职责，制定相应的记录制度，通过这种方式对学生的实验任务进行监督。

3.4 坚持科学研究和教学的结合，对学生实际解决问题的能力进行培养

在日常课堂教学工作的开展过程中，教师要注重对科研最新成果的吸收，从而更有效的对教学内容进行充实和完善[9]。在这个过程中教师要给学生充分讲述到专业的学术发展动态，让学生更充分的了解到学科的最新成果和前沿知识，这样才能更有效地扩展学生的眼界。比如在对学生讲解“预测控制技术”的过程中，教师可以结合之前教学研究课题的经验和体会，重点介绍多变量理论的算法怎样将其简化为工程算法，或是尝试研究怎样让其在计算机上进行开发，对于出现的問题应该怎样解决等，都是当前学生在课本上很难学会的知识。

3.5 对课程考核体系进行改进

在实际教学过程中，为了良好对学生能力进行提升，教师可以相应的建立平时成绩、实践能力和理论知识考核方式。在这个过程中，平时成绩所占的比例通常为百分之二十，在对学生平时成绩进行考核的过程中，教师可以将学生的考勤和作业完成情况作为平时成绩考核标准[10]。而对理论知识的考核过程中则需要采用闭卷考试的方式对学生进行考核，占据考试比例成绩中的百分之六十。在对学生进行实践考核的过程中，教师可以相应的制定符合学生实际发展的实验项目设计，这对于学生综合成绩的评定夜间占据十分重要的位置。

在对学生进行教育和指导的过程中，教师要适当的拓展一些实验教学内容，更好地对学生的基本技能进行训练和完善。在实验工作的过程中，学生也将更为准确地认识到自动控制系统的组成。

4 结束语

通过上文的研究和分析，确定过程控制是一门比较抽象的课程，同时此门课程需要学生掌握丰富的基础知识，那么要想让学生真正掌握课程中的学习内容，教师在实际教学过程中就注重对学生基础知识的教育和指导，从而让学生对过程控制理论有着更为深刻的理解。过程控制课程是现代教育过程中自动化专业的课程组成之一。随着当前计算机技术和相关智能水平的提升，这项课程的应用也在逐渐完善。但是经过笔者的实际研究发现，这项课程在开展过程中仍然存在一些细节上的问题，如果不将这些问题进行解决，那么就将对这项课程的开展起到十分不利的影响。希望在本文研究下，能对广大教学工作者提供更有效的帮助和教育指导意义。

参考文献：

[1] 王伟， 郭丽峰， 李建立，等. 过程控制课程教学实践与改革探索[J]. 安徽师范大学学报：自然科学版， 2016， 39（2）.

[2] 许其义， 武玉强， 张立华，等. “过程控制”课程的教学改革与探索[J]. 电气电子教学学报， 2013， 35（6）.

[3] 李维. 高职院校食品安全检测课程教学实践改革探索[J]. 继续医学教育， 2015， 29（6）.

[4] 谢启， 李智超， 陈飞，等. "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， 2014， 51（13）.

[5] 李东林， 杨海洪. 巴中两国MBA教学的过程控制和结果控制的思考与实践——以巴基斯坦国立现代语言大学和我国清华大学为例[J]. 教育探索， 2013， 31（12）.

[6] 戴立红， 王玉昆， 徐少川，等. 过程控制及仪表教学改革探索[J]. 中国现代教育装备， 2015， 85（17）.

[7] 张利辉， 李静. “过程控制”课程建设与教学改革[J]. 教育教学论坛， 2015， 63（5）.

[8] 张爱文. TQM在物流教学实践中的应用分析[J]. 物流工程与管理， 2015， 32（12）.

[9] 黄宜庆. 《过程控制系统》课程教学和实践环节的改革与创新探索[J]. 科技视界， 2014， 47（5）.

[10] 贺乃宝， 高倩. 《智能控制技术》课程的教学研究与实践[C]. 第二十二届中国过程控制会议论文集. 2015， 26（2）.

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