中图分类号：G424 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）09-0147-02
《过程控制基础》是将自动控制理论，工艺知识，计算机技术和仪器仪表等理论和技术相结合而构成的一门应用科学，是自动化专业一门重要的专业核心课程。国内大多数理工院校的自动化专业都开设了该门课程，通过本课程的学习，应使学生掌握生产过程控制的基础知识和基本应用技术，掌握根据系统的工艺原理和系统流程图去分析系统的组成，培养学生掌握过程控制系统的分析和设计方法，培养学生具有一定的工程实践能力。
随着计算机技术，控制理论和技术，测控技术等相关技术的高速发展，过程控制基础这一门自动控制技术的重要分支也在飞速发展，在电力、冶金、航空航天等行业得到越来越广泛的应用。因此，为了适应科技发展，尤其是为了适应我校自动化专业教育特色，《过程控制基础》课程的教学改革和探索成为了一项迫在眉睫的工作，为了打破常规的教学模式，本文从教学内容，教学方法、教学手段、实践教学以及考核方式等方面进行改革和探索，并付诸日常的实际教学环节当中，真正实现实践型和创新型人才的培养。
1 《过程控制基础》教学现状
目前的《过程控制基础》课程总共32个学时，其中包括4个学时的课内实验。教材为《过程控制与自动化仪表》第二版，潘永湘等编著。全书总共为十章，因为教学课时有限，只讲授其中的五章，分别为：第一章，绪论；第五章，简单控制系统设计；第六章，常用高性能过程控制系统；第七章，实现特殊工艺要求的过程控制；第十章，典型生产过程控制与工程设计。课内实验四个学时，其中包括两个实验内容，分别为：实验一，简单控制系统的设计和参数整定；实验二，串级控制系统的设计和参数整定。
目前的理论教学过程以传统的多媒体授课为主，板书为辅，讲完相应内容都会布置相应的课后作业，课后作业在习题课进行讲解，教师和学生课上或者课下都很少互动，基本是填鸭式教育，加之课程内容有一定的理论性和抽象性，部分内容枯燥难懂，难以调动学生的学习积极性，课堂氛围较差，旷课情况严重，总的教学质量一般。
课内实验由专门的实验老师负责，实验内容多年不变，缺少灵活性和自主性，任课教师很少参与实验，无法获悉实验内容的完成情况，很难把实验环节如实的体现到最后课程成绩的总评中去。
教学改革的几点探索和做法：
1.1教学内容的改革
《过程控制基础》的实质是基于控制理论实现流程工业的控制系统，其教学内容应包括：过程控制系统各组成部分的关键技术，如检测仪表、控制仪表、执行器、被控过程的数学模型、简单控制系统的设计、常用高性能过程控制系统的设计、实现特殊工艺要求的过程控制、复杂过程控制系统以及计算机控制系统等。
在教学内容的组织上，为了解决学生对过程控制缺少全局性认识的现状，在课程的概述部分适当引用了一些案例，一般是日常生活当中可以接触到或者是经常听说的案例，这样学生在该课程的初始阶段就可以对该学科有一个深刻的感性认识，了解过程控制系统的分析和设计过程。
考虑到过程控制技术的飞速发展，使学生学完该课程能够更好的理论联系实际，在日常的教学工作当中，教学内容应密切跟踪科技前沿，为此，适当剔除了一些老旧内容，在讲授复杂过程控制系统时，重点介绍了推理控制、神经网络控制等控制方式。
1.2 教学方法的改革
改变传统的老师在上面讲，学生在下面听的教学模式，代之为以解决问题为目的的驱动式教学。教学不是简单的知识灌输，而是要通过调动学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，让学生自己真正参与到课堂教学过程中来。任何学生都有一定的求知欲和好奇心，在讲授新内容之前，事先布置了一些问题，让学生带着问题去听课，每次授课结束前，采取以提问所布置问题的形式来考察学生对课堂内容的理解程度。此外，通过学生的回答问题情况，也可以获悉学生对课堂内容的掌握情况，对于普遍理解不清的知识点，可以进一步加以强调。此外，把MATLAB中的SIMULINK软件工具引入到了教学过程当中来，通过借助这一软件工具使得某些内容抽象、枯燥、理解困难的知识点变得更为生动，易于理解。例如在讲解过程特性对控制系统的影响时，利用SIMULINK软件对一个自衡非振荡过程进行仿真，通过把过程的三个参数[K、T、τ]由小到大做调整，观察系统在阶跃信号下的输出，通过观察输出，使学生更加生动的了解三个参数对控制系统的影响情况。
1.3 教学手段的改革
采用“四位一体”式教学手段，“四位”指服务课程教学的四种方式：多媒体教学、问题驱动教学、专家或优秀教师进课堂教学和学生下实验室实验教学；“一体”是指本门课程的整个教学过程。
对于多媒体教学，课前认真制作课件，适当设置了一些声音和动画，以增加课件的视觉和听觉效果；对于问题驱动教学，所提出的问题一般是紧扣本讲重点内容，做到了问题尽量全面，避免了大而偏；在课程的整个教学过程当中，邀请了相关的专家和具有优秀教学经验的教师来给跟学生座谈，以提高课程教学的灵活性；
由于课程内容较多，授课学时又有限，对于一些简单但又重要的内容课下以作业的形式布置给学生，让学生利用课外时间去学习理解，例如第八章中的预测控制系统和模糊控制。最后，通过让学生写读书报告或者读书心得的形式进行考察，了解了其知识掌握情况。 此外，学生在学习过程当中经常会遇到诸多问题，而任课老师又不可能随时当面解答，因此，一个好的任课教师必须又是一个头脑灵活的老师，通过引导学生利用网络交流工具，利用网络论坛、聊天室、QQ群等交流工具，实现任课教师和学生之间的互动，且互动的结果所有同学可见，从而解决了问题具有普遍性而当面答疑难的问题。
1.4 实践教学的改革
过程控制实验是该课程教学过程当中不可缺少的重要组成环节，旨在通过实验过程加深学生对理论知识的基本概念的理解和掌握，培养工程实践能力，激发创造力。但目前的实验的主导作用仅仅表现为介绍实验内容、示范操作、强调注意事项和纠正错误等，其存在问题主要有以下几点：第一，学生接触仪器设备的机会和时间少，对新仪器、新设备和新技术缺乏必要的训练和反复使用的机会。第二，学生做实验的主动性不够。从实验方法、内容、步骤到考核，基本上都是由教师事先确定，学生没有太多选择和发挥的机会，无法调动学生的主动性和积极性，更不可能激发学生的创新能力。即使随着教学改革的深入，这种状态有所改变，但仍跟不上整体的教育形势的发展和需要。第三，实验课堂容量小，实验时间过于集中，实验室利用率低，实验安排比较刻板，学生没有补做、重做或者选作的机会，学生在实验课外很少有接触实验设备的机会。由于上述原因，大部分学生被动模仿或滥竽充数，这样的实验教学模式使得学生缺乏独立思考的机会，学生没有真正成为实验教学的主体，所以影响了学生的探索欲和创新欲的潜能释放。
目前的实验教学环节总共是四个学时，总共两个实验，分别为分别为：实验一，简单控制系统的设计和参数整定；实验二，串级控制系统的设计和参数整定。 实验一和实验二为传统实验项目，当然是必须要做的实验，因为两个实验在该课程当中起到基础作用，具有一定的代表性。
其实，与课程理论内容相关其他实验还有许多，例如，在简单控制系统设计中还可以有的实验有：一、利用SIMULINK对PID控制器参数自整定；二、单回路液位控制系统实验等。对于高性能过程控制系统，还可以有的实验有：一、前-反馈控制系统的实验；二、比值控制系统的实验等，对于其他章节，也有不少的相关实验内容。为此，为了提高学生的实践和创新能力，建议敞开实验室，实现空间和时间上的开放，也就是延长实验室开放时间，逐渐实现全天候开放，将封闭的实验室转型为开放的实验室，提高实验室利用效率。根据实验室设备情况，建立相关的实验名录，学生在完成必修实验内容外，鼓励学生利用课余时间完成实验名录内的实验项目。
1.5 考核方式的改革
对于考察课来说，考核方式更为灵活，可以作为促进学习的手段，也可以通过考核来检验学生对课程知识的掌握程度。
在考核方式上，改变传统的单纯开卷考试形式，采取课堂测试、大作业、开卷考试、课内实验相结合的形式，各部分内容以及所占比重同以往的考核方式相比，有了较大变化，课程成绩由以下四部分构成：
平时成绩：包括上课出勤、完成作业情况、回答问题情况、课堂测试情况等，占总成绩的30%。
大作业：在课程教学中期布置，阶段性考察了学生对课程知识的掌握情况，占总成绩的10%。
开卷考试：考试内容重点放在了第五、六、七章，例如第五章的简单控制系统的设计，第六章的串级控制调节阀气开、气关形式的选择，主副调节器正反作用方式的选择以及第七章的比值控制系统和自动选择性控制系统等相关内容都作为了重点考察内容，占总成绩的40%。
实验环节：考察了学生完成课内实验质量，包括实验过程检验和实验报告完成情况，占总成绩的20%。为了鼓励学生重视实验实践环节，对于平时成绩低的学生，通过选作实验名录里的其他实验，来获得适当加分，但最高分不能超过实验和平时成绩相加到一起的总分50分。
2 总结
在《过程控制基础》课程的教学改革和创新中，逐步完善了教学过程中的各个环节，从教学内容、教学方法、教学手段、实践教学、考核方式多个方面都进行了改革和探索。要坚持以学生为主体，注重学生创新思维和能力的培养，充分调动了学生的学习积极性，进一步培养了学生综合运用专业知识的能力，以及分析问题和解决问题的能力，从而进一步提高该门课程的教学质量。
