DCS课程教学模式改革与实验室开发

张玲

【摘 要】 本文从DCS课程教学模式、考核模式、实践应用及其DCS课程教学模式改革与实验室开发的意义及其应用前景进行分析，希望能够为有关理论研究及其实践提供参考依据。

【关键词】 DCS课程；实验室开发；教学模式

【中图分类号】G64.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）22-00-01

《集散控制系统（DCS）》课程是我校能源与动力工程专业课程，我们结合该课程的特点和教学目标，着力实现学生的工程设计能力的培养。通过课堂学习，使学生掌握集散控制系统的原理、结构、设计与实际应用的基础性、通用性；通过工程设计环节的锻炼，使学生掌握集散控制系统的应用和工程设计的一般方法。在此基础上，开发了DCS仿真实验系统，该实验系统可以为能源与动力工程专业、化学工程、电气工程及其自动化等专业提供系统控制仿真演示教学平台。

《集散控制系统》课程也是自动化、化学工程、电气工程及其自动化等专业的一门专业必修课，该课程具有很强的实践性和综合性。

1.DCS课程教学及其实验室开发

1.1教学模式

将单一课程的教学化为相关专业知识的综合运用和训练。教师的课堂教学活动不同于死板的教科书，他可以把相关学科、课程的知识有机地交叉和渗透，把单一课程的教学过程与相关专业知识的综合运用和训练相结合。我们把能源与动力工程专业和电气工程及其自动化专业结合起来，能源与动力工程专业学生主要完成设计锅炉、汽机两大系统的仿真设计，电气工程及其自动化专业学生主要完成发电及配电系统的仿真设计。

1.2考核模式

1.2.1工程设计考核

把课程考核方式由对书本知识的考核改为对工程设计能力考核。把传统的考核方法改成平时成绩+课程设计的形式来完成。课程设计的课题紧密结合专业的工程设计，例如：“热力发电厂锅炉控制的DCS系统”、“DCS在热力电厂中间再热”、“回热系统中的应用”等。课程考核的最后阶段是以学生在课堂上做汇报演示的方式进行，如图2.1。这种以作品设计和汇报演讲的考核方式，更能体现对大学生综合素质培养的要求，更加注重学习过程的评价和对专业知识的综合应用。我们认为，把课程考核方式由对书本概念知识的考核改为对知识应用和工程设计能力的考核，符合培养应用型人才的定位和高等教育教学改革的大趋势。

1.2.2多方位评价

形成平时考核与终结性设计考核相结合。打破传统的采取平时成绩加期末闭卷考试，按2：8加权模式的考核方法，采用平时成绩加课程设计的形式来完成。课程考核的最后阶段，是以学生在课堂上将自己的设计做汇报演示的方式进行。

以不断激励和督促学生认识自己当时的学习状况，加强章节练习的监测，加强教学效果过程检验。由对书本知识的考核转变为对工程设计能力的考核，突出知识的应用性。注重教学课题及学生成果的持续性积累。将课程教学、毕业设计、企业技术培训紧密结合，注重不同专业间共性知识点相互交汇。

1.3 DCS课程实践应用

该项目通过教学过程的不断完善、毕业设计修改提升，经过大学生创新性实验计划项目的完成，通过到企业调研与实践，对热电厂热力系统、配电系统的软硬件组态，已形成一套较为完整的DCS控制系统模型，实现了整个控制过程的模拟，以及工程师站及操作员站通过人机界面对控制过程进行监控及管理，在我校建立了DCS仿真实验室，如图3.1。

该课程打破了传统课程采用统一的标准评价模式，有意识地、科学系统地设计了各个教学环节，有针对性地、潜移默化地使学生的知识、能力、素质协调发展，稳步提高。在课程教学过程中，融入了“双主教学模式”的思想。以学生为主体，以教师为主导，注重学生的个性化发展。通过把教学和工程实践相结合，使学生掌握扎实理论知识的同时，多渠道进行实践能力的培养，提升学生自身的综合素质。

2.意义及其应用前景

DCS教学模式改革，为工程类专业的专业课程教学提供了成功范例。目前已被自动化、电气工程及其自动化、能源与动力工程专业、化学工程等专业的课程教学所采用。比如：PLC原理与应用、传感器与自动检测技术、化工仪表、计算机控制系统等课程应用了该方法教学，均取得良好教学效果。伴随着传感器课程逐步能力化的教学过程，学生完成了《可视化远程控制系统》、《阵列式气体传感器实验系统》、《基于可视嗅觉的多用途智能电子鼻系统》、《基于组态王的合成氨DCS仿真教学系统的建立》等项目可以使初学者身临其境的感受传感器的作用，引发了学生极大的学习兴趣。在PLC技术应用方面，不但开发了多项综合性实验项目，还有多名学生积极参加了全国电气智能大赛。DCS实验室的建成，为我校能源与动力工程、化工工程、电气工程及其自动化等专业的多门专业课提供了实验条件，为教学提供了形象直观的案例，使得学生理解掌握专业理论知识和生产工艺流程。

3.结语

DCS仿真系统目前在宁夏中小型企业得到应用，为企业提供岗前培训、设计、维护、技术更新等服务。同时，通过学生在企业的实践，加深学生对生产现场DCS控制系统的全面了解和认识，让学生具备了工业组态软件的设计、应用能力，培养了学生对工业过程控制系统设计、流程设计、分析与创新能力，实现了应用型人才培养的无缝连接，真正做到为地区经济服务。

参考文献：

[1]盛强，朱建伟.基于项目引导和职业技能竞赛的教学模式研究——以《DCS技术应用》课程为例[J].湖州职业技术学院学报，2012，03：63-65.

[2]王姣.虚拟实验与真实实验的优化整合研究[D].西北师范大学，2014.