過(guò)程控制競(jìng)教研創(chuàng)一體化實(shí)踐教學(xué)模式研究

　　摘 要 為滿足流程工業(yè)對(duì)自動(dòng)化人才在工程觀念、實(shí)踐與創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)方面的要求，提高學(xué)生的復(fù)合型素質(zhì)，就教學(xué)內(nèi)容整合、競(jìng)賽性實(shí)驗(yàn)改造、科研創(chuàng)新和項(xiàng)目孵化等問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，不僅強(qiáng)調(diào)多層次一體化的實(shí)踐教學(xué)模式，而且為開(kāi)展卓越工程師教育計(jì)劃提供思路。
　　關(guān)鍵詞 過(guò)程控制系統(tǒng)；實(shí)踐教學(xué)；創(chuàng)新教育
　　中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1671-489X（2016）24-0169-03
　　Research on Integration Practice Teaching Mode of Competition， Teaching， Research and Innovation in Process Control System//TAO Hongfeng， XIE Li， YANG Huizhong， CHEN Gang
　　Abstract In order to meet the requirements of the process industry on the engineering concept， practice innovation ability and the com-prehensive quality of automation specialty talents， and improve the
　　quality of students’ compound quality， this paper analyzes the pro-blem of integration of course content， reformation of competition experiment， research innovation and project incubation. It not only emphasizes the multi-level integrated practice teaching mode， but
　　also provides the access to carry out the excellent engineers educa-tion training plan.
　　Key words process control system； practice teaching； innovation education
　　1 前言
　　目前，新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展使得社會(huì)對(duì)高質(zhì)量工程技術(shù)人才的需求更加迫切，世界各國(guó)無(wú)一不把培養(yǎng)一流的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才放在突出的位置。特別是美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，在培養(yǎng)人才的類型和要求上、教學(xué)思想上、課程體系結(jié)構(gòu)和教學(xué)方法上都進(jìn)行了重大的轉(zhuǎn)變，不斷加強(qiáng)工程實(shí)踐創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)，進(jìn)行課程的綜合與集成，以及更新教學(xué)手段與設(shè)施。美國(guó)康奈爾、斯坦福、加州伯克利等8所大學(xué)聯(lián)合進(jìn)行的工程教育改革計(jì)劃的核心思想就是“綜合實(shí)踐創(chuàng)新”，要求在培養(yǎng)人才過(guò)程中將工程知識(shí)與實(shí)際問(wèn)題相結(jié)合[1]。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（NSF）作為美國(guó)政府的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)，持續(xù)推動(dòng)美國(guó)的工程教育改革，使得高等工科院校出現(xiàn)幾種變化：由科研優(yōu)先、注重研究生轉(zhuǎn)向重視本科生教育；開(kāi)始重視與工業(yè)企業(yè)界的結(jié)合，重視工程實(shí)踐；師資隊(duì)伍由原來(lái)注重學(xué)術(shù)研究型開(kāi)始轉(zhuǎn)向注重工程實(shí)踐型，并以此改革和修訂專業(yè)教學(xué)計(jì)劃[2]。
　　國(guó)內(nèi)最近一份調(diào)查表明，60.4%的受訪者認(rèn)為現(xiàn)在的創(chuàng)新教育不能給工科大學(xué)生提供充分的工程訓(xùn)練，工科學(xué)生對(duì)工程設(shè)計(jì)和動(dòng)用綜合知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的重要性普遍缺少理解。為此，國(guó)內(nèi)高校開(kāi)始與企業(yè)聯(lián)手，啟動(dòng)一批合作培訓(xùn)項(xiàng)目和卓越工程師計(jì)劃，進(jìn)行一系列創(chuàng)新型工程人才的教育研究與實(shí)踐，加深學(xué)生對(duì)工程的理解，提高他們的創(chuàng)新意識(shí)和工程實(shí)踐能力。
　　過(guò)程控制系統(tǒng)是自動(dòng)化專業(yè)的一個(gè)主流方向，具有明顯的行業(yè)背景特色。它針對(duì)工藝原理，運(yùn)用自動(dòng)控制理論，采用計(jì)算機(jī)控制、可編程邏輯控制、自動(dòng)化儀器儀表、現(xiàn)場(chǎng)總線和檢測(cè)技術(shù)等實(shí)施流程工業(yè)的過(guò)程控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的安全、平穩(wěn)、節(jié)能降耗[3]。因此，過(guò)程控制系統(tǒng)是一門涉及眾多內(nèi)容、體現(xiàn)寬口徑知識(shí)體系的課程，具有綜合性、實(shí)踐性的特點(diǎn)，對(duì)于實(shí)施工程實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新教育具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
　　2 國(guó)內(nèi)外教育現(xiàn)狀分析
　　在針對(duì)流程工業(yè)的自動(dòng)化專業(yè)過(guò)程控制方面，國(guó)外大學(xué)緊密結(jié)合實(shí)際流程工業(yè)對(duì)象，學(xué)習(xí)流程工業(yè)對(duì)象的工業(yè)問(wèn)題，再通過(guò)化工、煉油項(xiàng)目和鍋爐、水箱等實(shí)物裝置培養(yǎng)學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力，不斷提煉實(shí)際對(duì)象和模擬工業(yè)環(huán)境下的具體控制科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題。一方面，通過(guò)工程獲取的化工過(guò)程數(shù)據(jù)和模擬軟件，用多個(gè)操作單元組成的過(guò)程控制流程模擬實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程，在理論學(xué)習(xí)的同時(shí)考慮過(guò)程控制方法在實(shí)際應(yīng)用狀況下的補(bǔ)償和實(shí)施問(wèn)題；另一方面，通過(guò)生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)或半實(shí)物仿真裝置訓(xùn)練學(xué)生的現(xiàn)場(chǎng)操作調(diào)試技能，再結(jié)合實(shí)際操作結(jié)果分析與理論結(jié)果不同的原因，完成“理論—實(shí)踐—理論”的過(guò)程控制系統(tǒng)人才培養(yǎng)的反饋學(xué)習(xí)過(guò)程。
　　在國(guó)內(nèi)，清華大學(xué)、浙江大學(xué)、北京化工大學(xué)、華東理工大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)等自動(dòng)化過(guò)程控制特色鮮明的高校開(kāi)展了一些校內(nèi)與校外相結(jié)合的過(guò)程控制人才培養(yǎng)方式。在校內(nèi)將過(guò)程控制系統(tǒng)與其他學(xué)科其他專業(yè)課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行相互補(bǔ)充，突出過(guò)程控制系統(tǒng)的流程工業(yè)背景；在校外聯(lián)合西門子、中國(guó)石化、浙大中控等企業(yè)，走進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)以熟悉工藝原理為基礎(chǔ)的方式，使得過(guò)程控制問(wèn)題不再是簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)模擬和仿真，提煉的問(wèn)題從實(shí)踐中來(lái)，最終通過(guò)實(shí)踐來(lái)反饋學(xué)習(xí)，一定程度上也提升了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和實(shí)踐技能，走的是一條卓越工程師培養(yǎng)方案下的“校內(nèi)理論—校外實(shí)踐”的多層次學(xué)習(xí)方式[4]。
　　當(dāng)前，在自動(dòng)化專業(yè)的過(guò)程控制系統(tǒng)人才培養(yǎng)方面仍存在以下亟待解決的問(wèn)題。
　　1）過(guò)程控制相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性不強(qiáng)，基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程和實(shí)踐教學(xué)等教育方式未實(shí)現(xiàn)有效融合，多是單門單節(jié)課程的局部改造，缺乏整體性教學(xué)內(nèi)容的突破。

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