浅论技工引入任务驱动法革新技工院校化工仪表及自动化课程教学方式

【摘要】化工仪表及自动化是一门主要针对化工类专业开设的专业基础课程。传统的教学模式在教学目的、教学内容和教学手段上都存在着问题，削弱了化工仪表及自动化在化工专业中的作用。本文试图通过对目前化工仪表及自动化课程教学中存在问题的分析，探讨引入任务驱动教学法优化本课程教学模式的思路及方法。
【关键词】任务驱动 化工仪表及自动化 教学模式
化工仪表及自动化是一门主要针对化工类专业开设的专业基础课程，是一门集自动控制、仪器及计算机为一体的综合性学科。该课程具有涉及知识面广、理论比较抽象、内容跨度较大、教学时数少等特点。
由于化工类专业学生对有关电学、自动控制原理等方面的基础知识了解较少，而传统的教学模式在内容上只注重化工仪表及自动化知识的系统性，忽视其在化工行业不同方向的应用，教学方法也是采用老师课堂讲授理论、课后学生做练习，所以教学模式的陈旧和落后造成教学效果不好是目前该课程的主要问题。这大大削弱了化工仪表及自动化在化工专业中的作用。因此，改革并探索新的教学模式势在必行。本文将通过对目前化工仪表及自动化课程教学中存在问题的分析，探讨引入任务驱动教学法优化本课程教学模式的思路及方法。

1.目前教学中存在的问题

教学目标模糊，重点不突出 化工仪表及自动化既不同于工艺专业的基础课，又不同于专业课，它实际上是工艺专业重要的一门辅助课。对其教学目标的一般描述是，使学生掌握化工生产中的检测技术和自动控制系统方面的知识，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。
厉玉鸣教授主编的《化工仪表及自动化》（第三版）对教学目标给出了更为具体的描述。即“通过本课程的学习，应能了解化工自动化的基本知识，理解自动控制系统的组成、基本原理及各环节的作用；能根据工艺要求，与自控设计人员共同讨论和提出合理的自动控制方案；能在工艺设计或技术改造中，与自控设计人员密切合作，综合考虑工艺与控制两个方面，并为自控设计人员提供正确的工艺条件与数据；能了解化工对象的基本特性及其对控制过程的影响；能了解基本控制规律及其控制器参数与被控过程的控制质量之间的关系；能了解主要工艺参数（温度、压力、流量及物位）的基本测量方法和仪表的工作原理及其特点；在生产控制、管理和调度中，能正确地选用和使用常见的测量仪表和控制装置，使它们充分发挥作用；能在生产开停车过程中，初步掌握自动控制系统的投运及控制器的参数整定；能在自动控制系统运行过程中，发现和分析出现的一些问题和现象，以便提出正确的解决办法；能在处理各类技术问题时，应用一些控制论、系统论、信息论的观点来分析思考，寻求考虑整体条件、考虑事物间相互关联的综合解决方法。”
从上述对教学目标的典型描述中可以看出，一方面，目前所注重的都是知识和技能方面的要求，尤其是在知识目标上，基本上将自控专业的所有内容都浓缩在这一门课程中，不分轻重。另一方面，只考虑了自控专业的要求，忽视了这是一门针对化工工艺专业的课程，没有将本课程的知识与工艺专业的其他课程结合起来，影响了对学生实际应用能力的培养。而且化工仪表的品种多，更新速度又快，自动控制理论也处于快速发展的过程中，如果学生没能将理论与实际结合起来，对其应用有较深的理解，就很难跟上其发展，必然造成面对新型仪表和控制方式手足无措的局面，难以适应生产实际的需要。而且理论知识的面面俱到，也有违技工院校主要培养技能型人才的特点。
教学内容庞杂，条理不清晰 教学目标的问题，表现在教学内容上就是极度庞杂，求全而不求精，重理论而不重应用。由于课程内容涵盖了自控专业几乎所有的知识，又造成了教学顺序安排的混乱，不同的教材按不同的思路组织。如厉玉鸣教授主编的《化工仪表及自动化》（第三版）的目录是：
绪论、第一章 自动系统基本概念、第二章 被控对象的数学模型、第三章 检测仪表与传感器、第四章 显示仪表、第五章 自动控制仪表、第六章 执行器、第七章 简单控制系统、第八章 复杂控制系统新型控制系统、第九章 计算机控制系统、第十章 典型化工单元的控制方案。
而乐建波主编的《化工仪表及自动化》（第三版）的顺序安排却是：
绪论、第一章 化工测量仪表、第二章 自动成分分析仪表、第三章 自动控制仪表、第四章 执行器、第五章 化工自动化基础、第六章 新型控制系统与智能仪表[3]。
上述两种是目前教材编排的典型顺序。其主要区别是，前者先介绍化工自动化的基础知识，以理论为基础，从自动控制系统的组成出发，分别讲解各组成部分的具体仪表，然后再回到自动化的内容，介绍控制工程的相关内容，最后以典型化工单元的控制方案，即实际应用结尾。
后者则先介绍各类具体的仪表，再到理论知识，即化工自动化的基础知识和控制工程的相关内容等，并将实际应用包括在控制工程的相关内容中，最后以新技术介绍结尾。
但现状是，无论哪种安排，都不能完全做到按知识的先后顺序进行。这是因为同一专业的知识是有相关性的，彼此交叉，在本专业学习时，这个问题可以通过几门课程同时开设来解决。但现在所有的内容都在同一门课程中，必然造成在学习过程中，需要用到后面知识的困境，并且在没有对相关知识有较多了解的情况下，很难真正理解当前所学的内容。教师在教学过程中，只能一会儿前面，一会儿后面，无法做到条理清晰、流畅地进行。而学生也会感觉迷惑，往往在还没能将知识串起来以供应用时，就已失去学习的兴趣和信心。
教学方法陈旧，效果不理想 教学目标的模糊，以及由此引起的教学内容的庞杂，使得教师在教学过程中只能依赖于“教师讲，学生听”的满堂灌的教学方法，因为只有这样才能在有限的教学时数内完成教学任务。这样就进一步增加了学生学习的困难。
另外，化工仪表及自动化是一门与生产实践源于：论文封面格式范文www.618jyw.com
密切结合的课程，理论上应该开设一些实验。但实际情况是，由于仪表普遍较高，而技工院校的办学条件往往都不太好，所以，能开设实验并让学生真正动手操作的很少。多数情况下，都是黑板加粉笔的教学方法。这对于缺乏实际工作经验、甚至连工厂是什么样都没见过的技校生而言，会造成在学习时，很快就失去兴趣，而在毕业后需要实际应用时，又完全不能将学过的知识与实际联系起来的现象。摘自：毕业论文格式字体www.618jyw.com
第三步：任务实施。基本内容讲完后，将学生分为四组，每两组完成一种控制方案的编制。如在完成过程中有困难，教师可就共性问题进行讲解，直至完成任务。需要注意的是，在任务实施的过程中，最好放手让学生独立完成，即使出错也不必立刻指正，错误会给学生更深的印象。并且允许所完成的任务带有瑕疵，因为刚开始学习的学生不可能完美地实现所有的控制方案，留有遗憾可以作为作业，或下一次任务的引入。
第四步：任务交流。组织各小组将自己的成果向大家展示，并介绍完成任务的过程，解说思路和方法。
第五步：任务评价。任务评价应包括两个方面的内容，一是对完成的方案进行评价；二是对完成任务的过程进行评价。这两方面都可以采取自评、互评和师评的方法进行。至此，学生不但会对自动控制系统的组成及控制过程有深刻的理解，而且也从开始就了解了自动控制在化工生产中的实际应用。并将本课程与以前所学的知识有机地结合起来，做到知识的完整性。
第六步：任务总结。对本次课的知识以及学生在完成任务过程中的表现进行总结。并可根据存在的问题布置作业，让学生在课后进一步对本次课的内容进行探究。
下次课可以从构建的方案中所用的仪表出发，引入各类仪表的讲解。这样，通过一个个的控制方案，就可以将本课程的所有内容都串起来。不但可以让学生从应用的角度学习，而且训练了学生的思维，当他们将来在工作中遇到问题时，不会手足无措，从而培养了学生继续学习的能力。

4.改进教学方法，优化教学效果

4.1 多种教学手段并用。

化工仪表及自动化是一门实用的专业课程，因此，要想使学生真正掌握所学的内容，还要注意理论联系实际。所以，多开设实验课会取得较好的效果。
但目前的实际情况是，一般的技工院校条件有限，无论是课时、师资、还是仪器设备，都很难满足要求。在这种情况下，可以通过多种教学手段并用的方式，尽量在现有的条件下，取得较好的教学效果。比如，无法完成的实验，可以利用多媒体教学，通过图片、动画和演示运行来替代；有条件的话，还有以带学生到生产现场观摩实习，即使只是简单地参观现场，也会起到很好的效果。这样的活动最好摘自：硕士论文格式www.618jyw.com
能多次进行，第一次在绪论之后，然后每过一段时间就到现场，用生产现场的实际验证所学的知识；而计算机控制部分的内容最好能配合计算机仿真实验。

4.2 多种教学方法并用。

引入任务驱动教学法，可以优化化工仪表及自动化课程的教学模式，但并不等于只能囿于这一种教学方法。在实际教学过程中，应根据不同的内容，采取最合适的教学方法。这样一方面利于教学，同时多变的教学方法也有利于活跃课堂气氛，提升并保持学生的学习兴趣。

4.3 多种考核方式并用。

传统的课程考核方法都是期中、期末考试，且无外乎考实验和用笔试的方式考理论知识，学生只要照书本、笔记复习即可，更有甚者，照背复习题就能得高分。这样不仅会造成考完即忘，而且会影响平时的学习积极性。如果能多种考核方法并用，将平时的学习与考核结合起来，会取得更好效果。
首先可以对每次任务完成情况进行评估，将其结果作为平时成绩；其次是每次下厂参观后，都撰写心得报告，优秀的报告可以作为加分依据；而期末考核时，不只是简单地进行笔试，还可以用完成任务的方法进行。任务的形式多种多样，学生可自由选择，既可以独立完成，也可以自由组合，以小组的形式完成。任务可以是理论知识类，如分析计算等；也可以是实验类，如按要求构建一个控制系统；或是研究探索类，如利用现有条件，设计并制作完成一个实验设施；或制作多媒体课件；或撰写论文、调研报告等。
总之，为了能在有限的课时内、在现有的条件下，取得化工仪表及自动化课程较好的教学效果，首先要将培养学生的能力放在首要的位置，所谓能力应包括实际应用和继续学习两个方面的能力。为此，需要改革教学内容，改进教学方法，优化教学模式，引入任务驱动教学法就是一种尝试和探索，希望能起到抛砖引玉的效果。“十年树木，百年树人。”为了培养具有综合素质的中、高级工程技术人才，我们还需要锲而不舍地进行教学的创新和改革，提高教学质量。
参考文献
化工仪表及自动化教学内容与教学模式的改革与探讨[OL]http：//sslwdx.com/article-71

6.html.

厉玉鸣.化工仪表及自动化（化学工程与工艺专业适用）（第三版）[M].北京：化学工业出版社，2004：10.
[3] 乐建波.化工仪表及自动化（工艺类专业适用）（第三版）[M].北京：化学工业出版社，2011.3.
[4] 任务驱动教学法[OL]http：//wenku.baidu.com/view/2eac107ca26925c52cc5bf10.html.
[5] 武汉市财贸学校.“任务驱动教学法”教案模板[OL]HTTP：//Ewenki.Bairiki.com/view/005e11d676eeaeaad1f330ac.HTML.
[6] 任务驱动教学法[OL]（2007-10-29）.http：///Article/jyky/ktyj/200710/449.shtml.
[7] 蒋乃平. 对综合职业能力内涵的思考[A]. 面向21世纪职业教育改革与发展探索.职业技术教育杂志社.吉林科学技术出版社.2001年6月.
[8] 闫晔，刘佩田.化工单元操作过程（第二版）[M].北京：化学工业出版社，2011.9.