趙丹丹，陳盛余,2

(1.百色學院，廣西 百色 533000；2.廣西師范大學 化學與藥學學院，廣西 桂林 541004)

化工儀表及自動化是化工類專業(yè)的一門專業(yè)選修課。雖然該課程是選修課，但由于現代化工生產大多數是規(guī)?；?、自動化、因此大部分高校的化工類專業(yè)都開設了該課程?；x表及自動化屬于交叉學科課程，涉及化工儀表設備、自動化控制理論、計算機科學等內容。在當今教學中，由于其內容涉及面廣，課時少，因此課程教學往往難以達到預期效果。對于地方院校而言，其主要是以培養(yǎng)應用型人才為導向，側重培養(yǎng)動手和實踐能力。而化工儀表及自動化課程理論性較強，如何在有限的課時內提高學生的實踐能力顯得更為迫切。項目化教學是當前能夠有效提高學生實踐能力的教學模式之一[1]，并在多個課程教學中得到應用[2-3]。下面以筆者所在學?！偕珜W院的化工儀表及自動化課程為例談談項目化教學在該課程中的改革，以期為化工類專業(yè)的教學改革提供一些實踐參考。

目前，百色學院是在化學工程與工藝專業(yè)開設化工儀表及自動化課程，教材使用的是厲玉鳴主編的《化工儀表及自動化》第五版[4]。該教材主要以理論為主，無實踐內容。該課程原來的教學模式主要是老師講授為主。經過筆者教學探索研究，目前在課程中筆者嘗試了項目化教學，并取得了一定效果，具體教學改革如下。

1 優(yōu)化項目教學內容

教材第一章主要對自動化控制系統(tǒng)進行了介紹，讓學生對控制系統(tǒng)有個總體認識；第二章介紹過程特性及其數學模型；第三章介紹檢測儀表與傳感器 。接下來的第四章至第九章節(jié)主要介紹不同的控制系統(tǒng)；最后第十章舉例介紹。從內容設置來看，課程理論較多，學生學習非常困難。因為學生沒有進行過工業(yè)化生產，沒有接觸過相關的控制儀表和裝置，所以如果只是按照書本進行介紹，學生非常難進行理解。因此，在進行教學的時候要對相關內容進行優(yōu)化。不能完全按照書本內容進行講解，要有針對性和有所側重。該教材雖然設計內容多，學生不容易理解，但是可以從學生容易理解的內容引導學生進行學習。比如該教材第三章的檢測儀表與傳感器 內容主要是化工儀表，在實驗室可以找到相關的部分產品，方便學生找到實物進行學習。學生可以從感性到理性步步深入進行學習，從而提高學生學習興趣。所以該內容可以將作為重點內容之一，這與教學大綱相符。這也就是所講的內容優(yōu)化。

2 教學內容的項目化實施

2.1 老師設置具體項目內容

第三章的檢測儀表與傳感器內容也是較多，也需要有其重點內容，因此還要對這一章內容進行具體設置，避免學生盲目選擇。第三章的檢測儀表主要是檢測化工生產的工藝參數，比如流量、壓力、物位、溫度等。為了讓學生更好更快的進行項目化內容，一般選擇的內容不能太多。因此在這里可以選擇每一種工藝參數里面的一種儀表作為一個子項目進行教學。

檢測壓力的儀表一般有壓力表，在實驗室的各種鋼瓶就有這些表，比如氮氣瓶、氫氣瓶、氦氣瓶。這些氣瓶在使用前需要降壓，因此都會安裝減壓閥，減壓閥上就有壓力表用于指示氣瓶內外壓力。因此可以選擇壓力檢測儀表作為項目化教學的實施項目之一。選擇此項目進行實施可以有實物作為教學工具進行實踐，學生的動手能力將迅速提升。在傳統(tǒng)教學中，書本內容只有壓力表的圖片，學生可能根本不清楚儀表是什么樣。當老師講授儀表工作原理的時，由于從來沒有接觸過該儀表，學生會更加迷茫和困惑。因為學生沒有接觸過，對儀表的結構組成都不一定完全清楚，更談不上理解其工作原理。如果實驗室有真實的儀表，教師可以將其提供給學生進行對照參考學習，必要的話可以拿出一些容易拆裝的儀表給學生拆卸，以便學生了解其內部構造。這樣學生可以與書本的內容進行比對，更好地掌握相關知識。學生從實際的儀表學習儀表的工作原理，學生對知識的掌握就非常牢固。對于流量參數可以選擇液體的轉子流量計作為例子進行說明。因為液體可以采用自來水作為液體流動介質，經濟簡便，液體轉子流量計安裝也方便，因此選擇其作為第三章的子項目進行教學也是比較合理。液位測量可以尋找的儀器也很多，最好的就是儲液罐外的液位計，這是最常用的，工廠進行工業(yè)用的此類儀表也較多，主要是由于這種液位裝置操作方便，成本低，易于實現。溫度檢測有水銀溫度計，熱電阻，熱電偶等，水銀溫度計比較簡單，其原理在中學就進行了學習，大部分學生都完全掌握。因此需要選擇一種具有探索內容的溫度檢測儀器。在項目化教學時，教師選擇熱電阻或者熱電偶比較合適，其內容難度適中。比如恒溫水浴鍋種就有熱電阻檢測器，這個儀器和相關工作原理可以用來引導學生作為項目化內容進行學習。大部分學生對其工作原理是不完全清楚的，該內容具備進一步探索的可行性，具有開展項目化教學的基礎。

2.2 學生實施項目

學生實施項目前，首先進行分組。對于子項目，一般2位學生作為一組比較合理，這樣可以相互討論。對于學習能力強，基礎比較好的學生可以單獨作為一個小組。這個可以由學生自己決定。但是必須完成項目的任務。學生接到項目后要自己查閱資料，了解知識背景和相關原理。比如轉子流量計的使用，這是流量檢測的內容。學生要學習流量計的概念、工作原理，這些在教材中有介紹。但是并不是說教材中的有學生所有的知識。學生在教材中查閱到的是共性內容，還有一些是書本沒有的內容。比如液體密度不一樣時，轉子流量計具體流量需要換算。這些換算依據在哪里，如何證明，教材中就沒有詳細說明。所以對于實施項目的學生來說，學生需要通過網絡、圖書館等資料庫、電子數據庫等查閱更多知識。如果學生沒有去查閱這些知識，那么得到的結果可能是錯誤的。因為轉子流量計一般只顯示一個流量值，當液體流經時會有一個值，而不同的液體其質量流量是不同的。比如水作為測量對象時，流量計會有一個讀數，當對象變?yōu)橐掖紩r如果也顯示同樣的流量值，其質量流量就得進行校正，因為兩種物質的密度是不一樣的。那如何校正就是學生具體要去分析的，而不是隨便記錄個數據而已，這樣促使學生繼續(xù)查閱相關知識。資料查閱完畢，學生需要對流量計進行安裝試驗，如何安裝又成為學生需要去解決的另外一個問題。教材中有介紹流量計是如何安裝，但是都是內容介紹相對簡單，學生根據書本學習完畢也沒有完全清楚。對于儀表的安裝其實有專門的工具書，如果學生僅僅停留在書本還遠遠不夠，因為流量計安裝也有很多情況，需要根據實際具體分析。當然如果只是簡單的管路倒不是很大問題。在這里學生就可以根據項目實施中的問題一個一個去解決，學到更多知識。

此外，還可以以熱電偶的使用再進行說明一下學生的項目化實施。當學生以此為項目進行實施的時候，學生就會疑惑，檢測溫度一般都使用溫度計，為什么使用熱電偶。所以需要去查資料了。平時使用的溫度計一般測量溫度都不是很高。在馬弗爐中，溫度可以達到1000度以上，學生在日常生活中是很少接觸1000度以上的高溫的，所以一開始對該溫度檢測裝置有點陌生。這些需要學生自己去尋找答案。熱電偶是如何工作的？這是一個新的知識點，學生沒有學習過。學生需要查閱資料，教材中有簡單說明。熱電偶是工作原理主要是由于溫差導致金屬兩端或者不同金屬之間有電勢差，一般稱為熱電勢，當形成回路時就有微弱的電流，這個電流跟溫差大小有關。根據電流信號大小可以指示其溫差值，進而反算出其具體溫度。如果學生學生需要了解熱電勢如何產生那就需要進一步查資料了。在這里學生最基本的工作是把熱電偶的工作原理理解清楚，否則就無法正確使用熱電偶。資料查閱完畢，熱電偶可以進行安裝試驗。如何安裝又是要去繼續(xù)學習的一個內容。馬弗爐是商品化儀器，儀器已經安裝好，并固定好。如果在工業(yè)生產中我們自己安裝，這個裝置應該安裝在哪里？雖然教材也有一些內容介紹，但是其內容并不是很詳細，因此想掌握全面，學生還得繼續(xù)查閱課外資料。當學生把這些任務都做完的時候，學生的知識面和動手能力都會得到極大的提高。當然在項目實施過程中，老師也要進行指導，指出一些明顯不可行的做法。其它項目的實施都可以參考這種模式進行。

2.3 項目實施效果評價和反思

項目實施完畢實施者要對項目實施效果進行評價和反思。項目實施效果的評價首先由學生自己進行評價，學生相互之間進行評價。比如轉子流量計的使用，其工作原來是否弄清楚了？這個需要各個實施小組進行說明，分別介紹自己查閱到的資料。這時候就可以分辨出那個小組查閱的資料比較齊全。同時，相互之間的知識可以得到相互交流和討論。轉子流量計的安裝是否正確也可以進行評價，各個小組可以把不同類型的轉子流量計安裝方法進行討論，然后評價自己的安裝是否達到要求。通過這些，學生自己總結是否已經學會的轉子流量計的使用，還差哪些還不是很清楚，那么下一步該怎么改進。還有熱電偶的使用實施效果評價，學生首先要評價是否清楚其工作原理。其實熱電勢的產生機理是比較復雜的一個過程，目前很多內在機制還不是完全清楚，所以只要學生將自己查閱到的知識進行交流就可以了。對于熱電偶的安裝，一般要求在安裝在一定位置，否則就會有誤差和滯后，影響整個控制系統(tǒng)。學生如果沒有按照要求進行安裝會出現什么后果？這個可以讓學生試驗一下，真實體驗一下，這樣可以對比不同小組檢測的的數據，讓學生有一個驗證過程，并對相關知識充分理解。而不是簡單的按照書本的要求做。只要在保證安全的情況下，可以讓學生大膽地試驗一下，再來評價效果。這樣有時候可以達到意想不到的效果。在評價時，指導老師也要參與，老師要指出各個小組的優(yōu)點和存在的不足。老師要對學生查閱的資料給予肯定，鼓勵學生，這樣可以促使學生進一步改進。存在的一些不足，老師主要是給建議改進，畢竟學生自主學習很不容易，不可能做到完美。學生知識面相對較窄，需要老師進行引導。老師在說明缺點時要注意語氣，以免打擊學生學習積極性和主動性。

3 小結

在化工儀表及自動化實施項目化教學是教學改革的一種嘗試。通過此次項目化實施，可以極大地提高學生的自主學習能力。學生在項目實施過程中可以學習很多跟專業(yè)相關但教材又沒有的知識。通過項目實施，學生的自主學習能力得到極大提高。但是在項目實施過程也存在一些問題，比如基礎較差的學生對于這種教學模式無從下手，相對被動。雖然學生在項目實施過程中可以進行自主學習，但是項目花費的時間較多。這些需要老師在項目實施過程進行引導，提高效率。課程項目化教學的實踐證明，這種模式教學為教學改革的提供了一種新模式，可以適當選取一部分內容作為長期實施，以進一步推動應用型人才培養(yǎng)的發(fā)展。