工控软件及其应用课程的教学改革探索

　　自动化专业是中国计量大学最早设立的专业之一。为避免同类工科专业人才同质化竞争现象，解决人才培养的定位与特色问题，本专业根据教育部通用专业规划，秉承学校计量、质量、标准的办学特色，依托质量检验检疫行业背景，逐步形成以自动控制为主，计量检测和优化管理为辅，计控管一体化的专业教育特色。工控软件及其应用是中国计量大学自动化专业的一门必修课，以力控组态软件为例进行讲解，实践性较强，不能以教授理论课程的方式教授该门课程。为此，对该门课程进行教学改革的相关探索。
　　2 教学改革内容
　　教学方法改革
　　1）引入Forcecontrol，激发学习兴趣。Forcecontrol中有很多针对过程控制的策略控制、图形动画和可视化动态仿真界面。应用该软件，可以进行PID、模糊控制等多种控制方案的编程，实现工业现场的监视控制。Forcecontrol是通过组态形式，直观易懂，容易上手，容易激发学生的学习兴趣，积极主动地投入学习中。
　　2）以项目为导向，围绕工程应用中的真实问题进行讲解。围绕工程应用中典型测控系统，精心设计各种项目，每种项目包括工艺流程图、数据采集、显示（界面动画等）、控制、报警、数据保存、历史数据查询、报表打印等功能。将课程与实际项目结合，便于学生理解，并且学以致用。
　　3）邀请企业为学生开展相关讲座，与企业开展联合认证。为增强学生的工程实践能力和理论知识的运用能力，进一步深化教学方式的改革，课程组邀请和利时集团培训中心的教师开展相关讲座，主要包括工控软件在电力及石化等行业的典型应用。通过讲座，开拓学生的视野，增强学习兴趣。
　　另外，与北京三维力控科技有限公司联合开展力控软件工程师认证。学有余力的学生可以自愿报名参加。通过项目考核的形式，对成绩合格的学生将会由该公司颁发力控软件工程师认证证书。
　　4）仿真实验+实际的系统设计实验，培养综合能力。开发的实验包括仿真和实际的系统设计实验。仿真实验让学生模拟工业现场的情况，用软件编程实现现场监控的仿真，掌握工控软件基本功能。实际的系统设计实验让学生利用实验室现有的过程控制装置及智能仪表进行编程，实现真实对象的现场监控（比如采用模糊控制方法控制锅炉温度、水箱液位、管道流量等）。这样，学生对工业现场的监控系统就有了较为直观的感受。
　　5）改革考核方法，提高教学质量。由于工控软件及其应用是一门实践性很强的课，为改变学生普遍重理论、轻实践的学习现象，提高学生的实践能力，在考试中加大对动手能力考核的比重，并注重强调学习过程的重要性。目前采用笔试成绩+上机成绩+平时成绩的考核方式，将上机设计成绩占总成绩比例增加到25%左右，提高了学生上机的热情和设计的质量。通过对学生进行综合考评，体现了一定的公平性、灵活性、客观性。另外，根据几年的教学累计，本课程建立了试卷库，期末考试从试卷库抽取试题。
　　实验环节改革 本课程有一半学时为实验环节，为更好地增强实验教学效果，建设实验教学和实验室管理网络信息平台，主要包括以下功能。
　　1）实验管理智能化。根据教学需要，开发实验室综合管理系统，教师可以对实践教学和设备资产进行管理。在网络上对教学的基本数据、学生信息和实验室开放信息等进行操作，仪器设备的数据库与学校对接，直接进行仪器设备的信息更新、大型仪器的管理和实验室项目的申报，提高了工作效率。
　　2）实验教学系统化。学生通过网站上的实验室简介、相关实验的图片了解实验室基本情况，在教学资源栏目里获取丰富的实验教学资源，通过课程网站进行预习、准备、下载训练内容和相关应用软件。教师还设计制作出适合开放教学的基于网络的多媒体系列课件，包括PPT课件、视频课件、Flash自主播放型课件、网络课程系统软件等。教师可以通过网络与学生开展互动交流，并可以在线解答学生的疑问，为学生提供更多的渠道进行学习，充分发挥学生在教学中的主体作用。
　　3）实验教学网络互动化。由于该课程以软件的使用为目标，日常课时包含一多半的上机学时，理论学时较少。为此，利用学校提供的BB网络平台，为学生提供多种形式的网络教学。在这个平台上，涵盖了该课程相关的全部信息，如课程PPT、上机指导等，学生通过该平台可以在网上与教师展开交流、咨询答疑等。通过现代教学手段的采用，节约了课堂教学时间，使课堂教学更加丰富多彩，课堂教学的信息量大大增加。特别是通过网上辅导答疑，教师能动态掌握学生的学习情况，便于及时调整教学进程和教学内容。多数学生比较喜欢目前的这种教学模式，教学效果大大增强。
　　教师队伍建设
　　1）完善制度保障，鼓励教师从事教学工作。在现有教学管理机制基础上，从教师培训、交流互通、人才激励、教学过程评价、持续改进等方面制定新机制，激发教学工作热情，吸引优秀教师加入教学队伍，促进教学内容与方法改革。建立完善的职称培养目标体系，多种措施鼓励教师积极参与各类教学和科研项目，鼓励教师发表教学和科研论文，增强教职工提升职称的动力和信心。建立完善的师资培训培养制度，抓紧做好青年教师的培养和提高工作，制定年度青年教师培养目标，鼓励青年教师提升学位，鼓励青年教师参加各种学习培训。
　　2）优化队伍结构。从专业、学历、职称、年龄等方面优化师资队伍结构，并通过校企人才交流互通机制，以联合开课、合作实施实践教学、联合申报项目等多种形式，聘请企业工程经验丰富的工程技术和管理人员担任兼职教师。定期组织教师进入企业，轮岗培训，积累工程实践经验，提高工程实践素质，提高教学队伍的业务素质。
　　通过落实与国外高校互访机制，着重选拔中青年教师出国深造，密切追踪国外实验教学方式方法改革趋势。重点资助中青年教师参与国内外教学、学术活动，每位教师至少参加一次国内交流活动，增强与教育机构联系，鼓励在各类教学团体中任职。
　　通过资深教授指导青年教师开课，定期举行青年教师各种教学方面的比赛，如多媒体课件比赛、讲课比赛、教师技能比赛等，活跃教学思想，增加教师的责任感，帮助青年教师迅速成长。
　　3 结语
　　中国计量大学自动化专业依托控制科学与工程一级学科、仪器科学与技术浙江省重中之重学科，2003年获批硕士学位授予权，2005年入选浙江省重点学科，2010年获批控制工程领域专业硕士授予权，其定位是工程研究应用型。工控软件及其应用作为一门专业课，课程内容广泛，包含许多工控理论知识和软硬件产品知识，不能以教授理论课程的方式教授该门课程。本文从教学方法、实验环节、教师队伍建设三个方面进行相关的改革与探索，并取得一定的效果。