王 娟

(中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，北京 102249)

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過控專業(yè)一體兩翼協(xié)同發(fā)展的課程體系構(gòu)建

王 娟

(中國(guó)石油大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，北京 102249)

過程裝備與控制工程專業(yè)是以過程裝備為主體,以過程工藝和過程控制為兩翼的多學(xué)科交叉專業(yè)。過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用課程是該專業(yè)的核心課程之一。筆者以該理論課為核心，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、科技創(chuàng)新等多個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中完善了過程控制相關(guān)的教學(xué)活動(dòng)，構(gòu)建了一體兩翼協(xié)調(diào)發(fā)展的課程體系，提高學(xué)生過程控制方面的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，進(jìn)一步提高過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量。

過程裝備與控制工程；一體兩翼；課程體系；人才質(zhì)量

“化工設(shè)備與機(jī)械”專業(yè)創(chuàng)建于20世紀(jì)50年代初,為我國(guó)石油化工等工業(yè)部門培養(yǎng)了大批技術(shù)人才[1]。1998年，“化工設(shè)備與機(jī)械”專業(yè)正式更名為“過程裝備與控制工程”專業(yè)(以下簡(jiǎn)稱過控專業(yè)),成為多個(gè)學(xué)科交叉、融合而產(chǎn)生的學(xué)科分支，具有更為廣闊的外延與更為深入的內(nèi)涵[2]。畢業(yè)生具備化學(xué)工程、機(jī)械工程、控制工程等方面的知識(shí),就業(yè)范圍涉及化工、機(jī)械等多個(gè)領(lǐng)域和行業(yè)，工作崗位主要涉及工程設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)管理等方面，歷年就業(yè)率都居高不下[3]。

1 過程裝備與控制工程專業(yè)“一體兩翼”的專業(yè)定位

經(jīng)過近20年的發(fā)展，過控專業(yè)已經(jīng)確立了以過程裝備為主體，以過程工藝和過程控制為兩翼的專業(yè)建設(shè)方針和定位，明確了該專業(yè)與原化工機(jī)械專業(yè)的重要區(qū)別，即要加強(qiáng)過程工藝和控制方面的教學(xué)內(nèi)容,進(jìn)一步拓寬專業(yè)面,以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的人才需求[4]?！斑^程裝備”和“過程工藝”兩大核心內(nèi)容在原有專業(yè)基礎(chǔ)上建設(shè)的比較完善。但從教育部教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)制定的關(guān)于“過程控制”這一部分內(nèi)容的定位來看，它不同于機(jī)械控制，更著重于對(duì)化工過程的操作進(jìn)行控制，主要是對(duì)化工過程中四大參數(shù)(溫度、壓力、液位、流量)的控制[5]。只有體、翼協(xié)同發(fā)展，才能達(dá)到培養(yǎng)合格的過控專業(yè)人才的目標(biāo)。

根據(jù)上述專業(yè)定位，大多數(shù)院校都開設(shè)了過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用這一必修課程，這是過控專業(yè)內(nèi)涵拓展后課程體系的一個(gè)重要特色，可以使本專業(yè)的學(xué)生能夠?qū)⑦^程機(jī)械、計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制及自動(dòng)化等方面的知識(shí)有機(jī)結(jié)合在一起，培養(yǎng)學(xué)生成為掌握多學(xué)科知識(shí)與技能的復(fù)合型人才。但是只有這一門理論課程來培養(yǎng)學(xué)生的控制理論與實(shí)踐能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的[6]。亟待在其他實(shí)踐環(huán)節(jié)中充實(shí)控制類相關(guān)教學(xué)內(nèi)容，來完善“一體兩翼”的教學(xué)體系，達(dá)到培養(yǎng)合格的過控專業(yè)人才的目標(biāo)。

2 構(gòu)建“一體兩翼”協(xié)同發(fā)展課程體系的方法與實(shí)踐

結(jié)合當(dāng)前創(chuàng)新性人才的培養(yǎng)目標(biāo)和模式，確定了有利于實(shí)現(xiàn)“一體兩翼”協(xié)同發(fā)展培養(yǎng)目標(biāo)的重要內(nèi)容是加強(qiáng)控制類課程的學(xué)習(xí)和相關(guān)實(shí)踐環(huán)節(jié)。因此，筆者進(jìn)行教學(xué)改革和研究的主要內(nèi)容除了加強(qiáng)《過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用》課程的學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，還注重在其他實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)加強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)，啟發(fā)并培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐意識(shí)，同時(shí)將基礎(chǔ)理論與典型案例分析、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)和工程應(yīng)用相結(jié)合。在此背景下，以《過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用》理論課程的教學(xué)改革為基礎(chǔ)，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技創(chuàng)新等實(shí)踐環(huán)節(jié)提出并探索了具有控制特色的教學(xué)方案和方法的改革與研究，并取得了良好的教學(xué)效果。具體改革和研究?jī)?nèi)容如下。

2.1 理論課程環(huán)節(jié)控制相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與實(shí)踐

《過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用》是過控專業(yè)調(diào)整后重要的三大核心必修課程之一。該課程教學(xué)內(nèi)容較多，涉及的范圍較廣，包括控制理論、工藝知識(shí)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和儀器儀表相關(guān)知識(shí)。由于課程知識(shí)點(diǎn)多而散，加之學(xué)生學(xué)習(xí)此課程之前的先修課程較少，控制相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)比較薄弱，因此需要根據(jù)該課程的特點(diǎn)和教學(xué)大綱要求，教學(xué)內(nèi)容應(yīng)以厚基礎(chǔ)、重應(yīng)用為目的，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)、組織與實(shí)施。筆者針對(duì)這門課程，在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法與手段方面進(jìn)行了改革與研究，取得了良好的教學(xué)效果[7]。改革和實(shí)踐的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：

①課堂理論教學(xué)貫徹“少而精”的教學(xué)原則，夯實(shí)基礎(chǔ)理論教學(xué),落實(shí)專業(yè)基本要求；堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，立足點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。

②教學(xué)組織形式不限于課堂講授，實(shí)現(xiàn)體驗(yàn)教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、專題研討等全方位、多樣化，融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和工程應(yīng)用于一體。

③加強(qiáng)知識(shí)綜合運(yùn)用的訓(xùn)練，使課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、課程設(shè)計(jì)以及實(shí)習(xí)等各環(huán)節(jié)都緊密圍繞提高理論課程一根主線開展。

④組建合理的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，保證教學(xué)質(zhì)量。

2.2 綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)控制相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與實(shí)踐

過控專業(yè)的綜合設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)安排在第八學(xué)期畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，學(xué)時(shí)3.5周，是過控專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)的必修環(huán)節(jié)，也是綜合運(yùn)用大學(xué)所學(xué)理論知識(shí)的重要環(huán)節(jié)。為了完善過控專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中的一體兩翼的設(shè)計(jì)思路，在學(xué)生完成典型設(shè)備(塔、換熱器、壓縮機(jī))的設(shè)計(jì)與計(jì)算任務(wù)之后，增加了一個(gè)控制模塊，即完成典型設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇合適的控制規(guī)律，整定控制參數(shù)，至少設(shè)計(jì)4套設(shè)計(jì)方案以供選擇，強(qiáng)化自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)的理解與運(yùn)用。

2.3 生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)控制相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與實(shí)踐

過控專業(yè)的生產(chǎn)實(shí)習(xí)一般安排在第六學(xué)期結(jié)束暑假的短學(xué)期學(xué)時(shí)4周，地點(diǎn)為機(jī)械廠、煉油廠、仿真基地和拆裝室。在過控專業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)，帶隊(duì)教師也注重自動(dòng)控制知識(shí)的學(xué)習(xí)，為理論課程的學(xué)習(xí)提供準(zhǔn)備，便于學(xué)生進(jìn)入理論課程學(xué)習(xí)時(shí)可以將實(shí)習(xí)的記憶重新開啟。我校新建一套催化裂化仿真裝置，包含多個(gè)典型的設(shè)備，比如精餾塔、換熱器、泵、壓縮機(jī)等，與真實(shí)的工藝流程一致，配備各種典型的自動(dòng)控制儀表。該裝置可以為過控專業(yè)了解自動(dòng)控制基礎(chǔ)知識(shí)、儀表選用等提供幫助。在理論課程中，同步進(jìn)行該仿真基地的認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，結(jié)合課程中涉及的控制工程基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)照實(shí)際的裝置和流程進(jìn)行講解，給學(xué)生一個(gè)更加感性的認(rèn)識(shí)，便于課堂理論知識(shí)的理解和掌握。

2.4 畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)控制相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與實(shí)踐

我校過控專業(yè)的畢業(yè)論文或設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的題目一般都是本專業(yè)教師的科研課題或預(yù)研課題，近年來增加了部分設(shè)計(jì)類題目，并增加了典型設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)任務(wù)，要求學(xué)生在完成上述常規(guī)工作的同時(shí)，完成控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和比較，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)過程控制基礎(chǔ)知識(shí)的理解。

2.5 專業(yè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)控制相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與實(shí)踐

必修課程《過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用》配有8學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)。我校建有兩套過程控制綜合實(shí)驗(yàn)裝置，可以開設(shè)四個(gè)必選實(shí)驗(yàn)(水箱液位和反應(yīng)器溫度的單回路控制和串級(jí)控制)和5個(gè)選作實(shí)驗(yàn)(雙位控制，PID整定，比值控制等)。建有一套特色的科研實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可以開設(shè)兩個(gè)控制相關(guān)的演示實(shí)驗(yàn)(循環(huán)流化床的壓力控制和比值控制)。

2.6 科技創(chuàng)新環(huán)節(jié)控制相關(guān)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置與實(shí)踐

科技創(chuàng)新是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié)。每年，我校都要投入大量的人力物力給學(xué)生提供完善的科技創(chuàng)新平臺(tái)。筆者針對(duì)過控專業(yè)的學(xué)生，設(shè)計(jì)了過程控制相關(guān)的科技創(chuàng)新題目，方便對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)感興趣的學(xué)生進(jìn)行自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)，指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)新的自動(dòng)控制系統(tǒng)，便于拓展學(xué)生的視野，提高科技創(chuàng)新能力。

3 結(jié) 語

筆者以《過程裝備控制技術(shù)及應(yīng)用》理論課程的教學(xué)改革為核心，在專業(yè)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、綜合設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、科技創(chuàng)新等實(shí)踐環(huán)節(jié)提出并探索了具有控制特色的教學(xué)方案和方法的改革與研究，構(gòu)建了“一體兩翼”協(xié)同發(fā)展的課程體系，從而為提高過程裝備與控制工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量提供保障。

[1] 劉雪東,張炳生.過程裝備與控制工程專業(yè)學(xué)生工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)[J].江蘇工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),2004(4):65.

[2] 李志義,劉志軍.對(duì)過程裝備與控制工程專業(yè)背景的認(rèn)識(shí)[J].化工高等教育,2003(1):11.

[3] 宋鵬云,李斌,李淑蘭,等.構(gòu)建多學(xué)科背景本科專業(yè)課程體系的研究與實(shí)踐——以過程裝備與控制工程本科專業(yè)為例[J].化工高等教育,2009(4):29.

[4] 劉俊明,段滋華.過程裝備與控制工程專業(yè)加強(qiáng)過程教學(xué)的認(rèn)識(shí)與實(shí)踐[J].化工高等教育, 2008(2):48.

[5] 畢明樹,喻健良,李志義.“過程裝備與控制工程”專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)分析和課程體系設(shè)計(jì)[J].化工高等教育,2001(4):22-25.

[6] 張慢來,張琴,周志宏.過程裝備與控制工程專業(yè)課程體系改革初探[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào):自科版,2013(28):122-123.

[7] 王娟.過程裝備控制及應(yīng)用課程教學(xué)內(nèi)容與方法的改革與實(shí)踐[A].第十三屆全國(guó)高等學(xué)校過程裝備與控制工程專業(yè)教學(xué)改革與學(xué)科建設(shè)成果校際交流會(huì)論文集[C].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2013:183-184.

Creation of Course System for the Process Equipment and Control Engineering Specialty with the Characteristics of One Body-two Wings and Cooperative Development

WANG Juan

(College of Chemical Engineering, China University of Petroleum, Beijing 102249, China)

Process Equipment and Control Engineering is an interdisciplinary major with process equipment as the main body and process technology and process control as the two wings. Process Equipment Control Technology and Application course is one of the core courses of this profession. Taking the theory course as the core, the control related teaching activities were improved in many practical aspects, such as professional experiment, comprehensive design, graduation design, production practice, science and technology innovation, and so on, to construct the corresponding curriculum system, improve students’ innovation and practical ability in process control, further improve the training quality of students of Process Equipment and Control Engineering.

Process Equipment and Control Engineering; one body two wings; curriculum system; talent quality

王娟(1977-)，女，副教授，主要從事過程裝備與控制相關(guān)的教學(xué)和科研工作。

G642.0

A

1001-9677(2016)023-0188-02