熱工過程控制系統(tǒng)課程教學(xué)創(chuàng)新
時間:2022-01-12 03:50:24
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一、“熱工過程控制系統(tǒng)”課程教學(xué)改革
1.課程教材建設(shè)教材是進行課程教學(xué)的基本工具,是進行教學(xué)工作、有效提高教學(xué)質(zhì)量的重要保證。該課程在教學(xué)中使用過兩種正式出版教材,總體來看,所用課程教材內(nèi)容比較全面。但是,由于熱工過程控制技術(shù)和火力發(fā)電機組技術(shù)的不斷發(fā)展,教材中有些內(nèi)容就顯得較陳舊,為此根據(jù)最新擬定的教學(xué)大綱,并參考國內(nèi)有關(guān)火力發(fā)電機組最新技術(shù)和過程控制相關(guān)教材,結(jié)合課程組近幾年形成的教學(xué)經(jīng)驗,編寫并出版了“熱工過程控制系統(tǒng)”課程的新教材。2.更新教學(xué)內(nèi)容“熱工過程控制系統(tǒng)”課程內(nèi)容幾乎涉及到本專業(yè)先修的所有專業(yè)基礎(chǔ)課程與專業(yè)課程。在組織課程教學(xué)內(nèi)容上,根據(jù)最新出版的教材,每學(xué)期課程組依據(jù)收集的火力發(fā)電機組最新技術(shù)和過程控制技術(shù)在火力發(fā)電機組上的最新應(yīng)用,在學(xué)期末課程組開會集體研究、整理,提煉出必要的內(nèi)容充實到下個學(xué)期的課程教學(xué)中,不斷更新教學(xué)內(nèi)容,保持教學(xué)內(nèi)容的前沿性和新穎性。同時注重不同專業(yè)課程內(nèi)容之間的銜接,將檢測技術(shù)、控制儀表、集散控制系統(tǒng)、鍋爐原理、汽輪機原理、智能控制技術(shù)與控制系統(tǒng)仿真技術(shù)等知識融入到具體的控制系統(tǒng)分析和設(shè)計中,以有利于培養(yǎng)學(xué)生熱工過程控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計能力。3.改進教學(xué)方法和教學(xué)手段在課堂紀(jì)律管理方面上,制作簽到點名表格,學(xué)生上課時自己在簽到表格上填寫自己的姓名和學(xué)號。通過學(xué)生簽到點名方法,既節(jié)省了全班學(xué)生姓名點名所花的時間,同時,也方便教師與學(xué)生之間的互動,并加強了對課堂的管理。在課堂上,通過學(xué)生的簽到表,可以很方便對應(yīng)地找到講話、睡覺、玩手機、戴耳機等學(xué)生姓名,可通過點名或點名回答問題等方式提醒學(xué)生;與此同時,在課堂上積極跟教師互動、回答問題的學(xué)生都根據(jù)情況記錄,在平時成績上加分。在教學(xué)方法上,注意運用啟發(fā)式和互動式教學(xué),課程中的基礎(chǔ)知識點盡量講解得生動形象易懂;對課程的重點和難點問題,在講解后,采取提問或課堂討論等互動手段加強學(xué)生對重點和難點的理解。課程教學(xué)采用多媒體課件教學(xué),對重要的理論知識及時使用MATLAB/Simulink進行仿真,進一步加強理論知識的理解。比如課程中的重點和難點:PID控制器比例、積分、微分三個參數(shù)對控制質(zhì)量的影響,若是只將三個參數(shù)對控制質(zhì)量影響的結(jié)論告訴學(xué)生,學(xué)生比較難以理解,但是通過Simulink仿真就能生動地將PID控制器的比例帶、積分時間、微分時間三個參數(shù)變化對控制系統(tǒng)性能的影響通過曲線的形式體現(xiàn)出來,這樣就加強了學(xué)生對課程內(nèi)容的深入理解。4.實驗教學(xué)改革本課程的所有實驗都放在熱工檢測與控制技術(shù)實驗這一門綜合性實驗課程,并出版了該實驗課程的教材,由實驗室老師講授,并指導(dǎo)學(xué)生獨立完成實驗。針對熱工過程控制系統(tǒng)課程內(nèi)容,開設(shè)了六個實驗,包括單容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測試、雙容水箱液位數(shù)學(xué)模型的測試、單回路定值控制系統(tǒng)、水箱液位與流量串級控制系統(tǒng)、雙閉環(huán)流量比值控制系統(tǒng)和上下水箱液位前饋-反饋控制系統(tǒng)。通過實驗,使學(xué)生對對象動態(tài)特性的測量方法,單回路控制系統(tǒng)、串級控制系統(tǒng)、比值控制系統(tǒng)、前饋-反饋控制系統(tǒng)等控制系統(tǒng)原理及其調(diào)節(jié)器參數(shù)整定方法有了進一步的認(rèn)識。
二、“熱工過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計”教學(xué)改革
“熱工過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計”是熱工自動化專業(yè)繼“熱工過程控制系統(tǒng)”課程之后一項重要且必不可少的工程實踐教學(xué)環(huán)節(jié),是完成書本知識到實際運用能力轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵步驟,其學(xué)時為兩周。其目的是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)的熱工過程控制系統(tǒng)的設(shè)計和分析理論知識解決工程實際問題的能力,進一步發(fā)掘和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和工程實踐能力,主要從教學(xué)大綱、課程設(shè)計指導(dǎo)書、課程設(shè)計選題、指導(dǎo)教師的團隊化、課程設(shè)計與生產(chǎn)實習(xí)的關(guān)聯(lián)性等方面進行改革探索。1.改革目標(biāo)按照熱工自動化專業(yè)的“厚基礎(chǔ)、寬口徑、強能力”的要求,結(jié)合“熱工過程控制系統(tǒng)”課程教學(xué)改革,使學(xué)生在完成課程設(shè)計任務(wù)的過程中進一步加深對過程控制理論知識的理解和掌握,并在該課程設(shè)計過程中努力提高學(xué)生的創(chuàng)新精神、實踐能力。2.課程設(shè)計選題優(yōu)化“熱工過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計”主要圍繞火力發(fā)電廠鍋爐各個子系統(tǒng)進行控制系統(tǒng)設(shè)計,給出了過熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)設(shè)計、再熱蒸汽溫度控制系統(tǒng)設(shè)計、汽包鍋爐給水控制系統(tǒng)設(shè)計、磨煤機多變量解耦控制系統(tǒng)設(shè)計與燃燒過程控制系統(tǒng)設(shè)計等5個子課題,4~6名學(xué)生一組,每組對應(yīng)一個子課題,要求必須完成該組課題的方案設(shè)計、系統(tǒng)構(gòu)建、參數(shù)整定、結(jié)果分析和答辯等任務(wù),進一步提高培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力。3.指導(dǎo)教師的團隊化探索學(xué)生工程能力的培養(yǎng),指導(dǎo)教師是關(guān)鍵。指導(dǎo)教師必須有豐富的生產(chǎn)實踐經(jīng)驗,有相當(dāng)?shù)慕鉀Q實際問題的積累。加強“熱工過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計”指導(dǎo)教師師資隊伍建設(shè),聘請學(xué)校附近電廠的熱工骨干技術(shù)員擔(dān)任輔助指導(dǎo)教師。整合理論課授課教師、實驗課指導(dǎo)教師、課程設(shè)計指導(dǎo)老師、運行實習(xí)指導(dǎo)教師及電廠技術(shù)員五者優(yōu)勢資源,探索課程設(shè)計指導(dǎo)教師團隊建設(shè)模式。4.強化課程設(shè)計與電廠運行實習(xí)的關(guān)聯(lián)性我校熱工過程自動化專業(yè)的“熱工過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計”和“電廠運行實習(xí)”都在大四第一學(xué)期開展,進一步分析課程設(shè)計與電廠運行實習(xí)的內(nèi)在聯(lián)系。合理安排課程設(shè)計與電廠運行實習(xí)時間安排,根據(jù)不同的課程設(shè)計題目對學(xué)生的電廠運行實習(xí)的教學(xué)內(nèi)容進行有針對性的強化安排,強化課程設(shè)計與電廠運行實習(xí)的關(guān)聯(lián)性,使得課程設(shè)計和電廠運行實習(xí)都能取得良好的效果。
三、結(jié)束語
在近幾年來的教學(xué)中,對“熱工過程控制系統(tǒng)”及“熱工過程控制系統(tǒng)課程設(shè)計”兩門課程教學(xué)改革進行探索與實踐,逐步完善了教學(xué)過程中的各個環(huán)節(jié),在教學(xué)大綱、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段、實驗教學(xué)以及基于工程能力培養(yǎng)的課程設(shè)計等多個方面,都進行教學(xué)改革探索。通過這門課程理論教學(xué)及其課程設(shè)計的教學(xué),使學(xué)生在面對火力發(fā)電廠時,加深了對熱工過程控制系統(tǒng)的分析、設(shè)計、參數(shù)整定、仿真研究等理論知識的整體認(rèn)識,并提高了學(xué)生的工程實踐能力,使理論知識和工程實踐得到了有效的融合。
作者:曾競王鴻懿單位:長沙理工大學(xué)