《热工仪表及自动化》教学模式探索
山东化工技师学院，山东 ·滕州 277500
【摘要】目前，我国工业发展迅速，电厂作为社会基础能源的重要载体，在各方面都起到了至关重要的作用，其中热工仪表自动化对电厂运行有着一定影响。鉴于此，论文对当前人才需求下热工仪表及自动化教学展开探讨。
At present, China’s industry is developing rapidly. As an important carrier of social basic energy, power plants have played a vital role in all aspects. Among them, thermal instrumentation automation has a certain impact on the operation of power plants. In view of this, this paper discusses the teaching of thermal engineering and automation under the current talent demand.
【关键词】热工仪表；自动化；热工教学；仪表自动化
thermal engineering instrumentation; automation; thermal engineering teaching; instrumentation automation
1 引言
随着现在社会工业迅速的发展，各行各业都在追求自动化、智能化的工作方式，很多重工业企业也开始实现集中控制，以求能高效、安全地进行现场的生产工作，火力发电厂发展到近代，也涌现出集中控制的诸多实例。社会进步，经济发展的同时能源也消耗得多，目前，处于能源危机时期。电力工业是国民经济的主要来源，也是保障经济安全的重要手段之一。
2 热工仪表及自动化的教学分析
《热工仪表及自动化》课程主要包括热工检测仪表的基本知识以及热工系统自动化控制理论基础两大版块内容。在热工检测仪表的知识版块中，重点讲授工业生产过程中的压力、流量、物位、温度的检测原理及相应的仪表结构选用。因为压力、流量、物位、温度的检测仪表涉及的种类非常多，故对相关检测仪表内容的教授需要进行优化节选以适应相关的教学学时。比如，对于压力测量仪表重点介绍普通弹簧管压力表以及电气式压力计的性能与原理；流量测量仪表重点介绍差压式流量计和转子流量计的工作原理及其选择和安装；物位检测仪表主要讲授差压式物位计、电容式物位计的性能与原理以及物位计的选择和安装；温度测量仪表主要讲授热电偶温度计、热电阻温度计性能与原理和测温仪表的选用及安装。另外热工检测仪表讲授一般安排在基本控制系统简介后进行。《热工仪表及自动化》课程第二大版块内容是热工系统自动化控制理论基础。主要介绍自动控制系统的组成和控制原理，简单和先进控制系统以及结合生产过程介绍典型热工单元操作的控制方案。希望学生通过该版块内容的学习能理解工业自动化的初步知识，运用基本控制规律，分析和评价自动控制系统相关参数是如何影响控制质量的。其次能根据工艺的需要，和自控设计人员共同分析讨论和提出合理的自动控制方案；能为自控设计提供正确的工艺条件和数据；能初步掌握自动控制系统的投运及控制器参数整定[1]。
3 实践教学中存在的问题
首先，内容枯燥。《热工仪表与自动化》该课程本身的理论内容枯燥、计算过程繁琐、自动化控制过程复杂。就课程性质来说，很难激起化学类学生的学习兴趣。再者我院开设的该课程，一直采用黑板教学的方式，且缺少相应的实物教具，讲解各类仪表过程中，学生对于仪表的结构及其作用机理很难有直观的认识，难以理解，这使得教学教过大打折扣。其次，涵盖内容多，实际教学课时少。由于现代热工技术的发展，要求学习的学科内容越来越多，安排的课程也相应增加。但内容是集热工仪表、控制系统、自控原理等多门课程融合为一体，多且复杂，再将其和工艺知识相柔和，如何在有限的时间内，让学生既能熟练的掌握理论知识又能将其应用于实践，对老师和学生来说都是一个很大的挑战。另外，实验和实践环节缺乏。由于缺乏实验条件，所以学生动手能力基本没有得到培养。现场实习，因为侧重点在专业上，以化学专业为例，以工艺路线为主，实习工厂讲解员及带队老师对仪表的相关内容往往流于形式，走马观花，很难将课堂掌握的知识融入到实际生产环境中，理论和实践脱节。
4 《热工仪表及自动化》教学模式创新策略
4.1 充分利用多媒体教学
在教学的过程中不能一味地“灌输”课本知识，学生对文字的解释接受时间是有限的，很容易疲劳，利用多媒体技术可以适当地加入一些流程图、实物图和动画、视频，来对一些难以理解的热工仪表及自动化原理和操作过程，这样学生能更好的理解，同时课堂内容更丰富、生动，教学效果大大提高。
4.2 热工工艺流程图在《热工仪表及自动化》课程的结合应用
工艺流程图是出现在《热工制图》、《热工设计》中的重要内容。对于环境、轻工等非热工专业的学生而言，通常对该学科的知识较为欠缺。然而《热工仪表及自动化》课程却涉及具体的热工工艺过程和典型热工设备的控制方案，也直接涉及管道及仪表流程图的相关讲解。如果在《热工仪表及自动化》课程管道及仪表流程图的相关讲解中能引入热工专业工艺流程图的讲解和对比，一方面能大大促进非热工专业对热工工艺流程图的了解从而加深对管道及仪表流程图的理解和应用，另一方面也能增加非热工专业学生对其它学科领域知识的理解，扩展专业知识储备[2]。
4.3 重视基础教学
热工仪表，是工艺过程中必不可缺的操作工具，而热工工艺过程是众多个单元操作的排列组合，这里面涉及到热工原理基本内容。我们学院开设的热工原理实验课基本囊括了常规的热工过程单元操作，要求：通过本课程的学习，使学生了解各热工单元操作的原理、流程，掌握实验设备的特点、性能和基本操作等。一个热工产品的生产是通过若干个物理操作与若干个化学反应实现的。尽管由于热工产品的千差万别，生产工艺的多种多样，但这些产品生产的物理过程并不是太多，且是基本相似。如流体输送的目的，不论输送哪种物料，目的都是将流体从一个设备传输至另一个设备；分离提纯的目的都是得到指定浓度的混合物；加热与冷却的目的都是得到生产工艺需要的操作温度等。因此把这些包含在不同热工产品生产过程中，发生同样物理变化，遵循共同的物理学规律，使用相似设备，具有相同功能的基本物理操作，称为单元操作。能否将热工原理这些常规的单元操作实验与热工仪表及自动化的教学有机的结合起来呢？
4.4 坚持校企合作的基本原则
技术学院的技能型人才培养需要依靠公司为职业，专业技能标准应体现在教材的发展上。因此，开发教材需要一批关键教师，高级工程师和企业专家。教科书编写团队的所有成员在设计典型工作任务和典型工作情况之前，对热管理和设备维护水平及其他职责进行详细调查，并准确分析结果需要与“集合管理操作”相结合。专家官员的专家标准知识点和技能点最终决定了知识和能力的培养目的。在开发校本教科书时，还需要考虑学生的认知技能以及知识和技能的发展无论教材是明确的还是隐含的，在发展之前都有必要有一个目标。
4.5 实验操作强化
将热工仪表及自动化课程实验内容分为基础实验、工程实验、能力实验三个模块循序渐进的进行。基础实验主要涉及常用热工仪表的认知与使用，旨在使学生熟悉常用仪表的结构特点、工作原理、使用与安装方法，能够自行判断仪表的性能优劣，自行根据工艺要求选用合适的仪表，自行安装于维修，并能有效完成实验操作及相关数据处理。同时能够掌握仪表的通性与个性，举一反三、触类旁通。能力实验则给予学生一定的选择权，使学生可根据自己的兴趣自主选择相应实验，内容不限书本。实验中，教师可以参与实验的指导，但前提是保证学生在整个实验中的主导性，以便更好地激发学生的责任感与创新思维，强化举一反三、触类旁通的能力。工程实验则是借助工程实训中心和当地企业，让学生亲临现场，参与生产、工程实际、装置的开停车等过程，这样可以有效避免纸上谈兵现象，使学生接触有更多机会接触书本上没有的方法与经验，增强学生利用书本知识解决实际问题的能力，以便为学生就业提供更大竞争力、为企业提供更多合格人才[3]。
4.6 教学质量监控与保障
在教学质量管理方面，引入第三方评教体系。学校每年开展学生两次评教活动，评教结果按分数进行全员排序、分系部排序，结合每学期一次的学生座谈会和教师座谈会，形成学生评教和教师评学总结。建立完善的毕业生质量跟踪调查制度，广泛听取社会评价，在专业和课程设置以及人才培养模式等方面采取相应的改革措施,以适应社会需求。
5 结语
总而言之，我们从现有的教学工作积累整理出大量《热工仪表及控制》课程的教学资料；通过企业调研等方式收集本门课程在实践过程中的知识、能力及素养等方面的材料，在调研过程中一线工作人员对于课程内容提出了很多宝贵的意见，将企业用人要求与本专业实践需求相结合，为社会培养更加优秀的热工人才。
参考文献
[1]何新凤.高职高专《电工电子操作技能项目化实训教程》教材建设研究[J].桂林师范高等专科学校学报,2012,26(02):193-197.
[2]梁海涛.依托校企合作开发高职动漫类专业校本教材[J].高教论坛,2012(12):64-66.
[3]侯慧姝.《过程检测表》课程项目化教学改革[J].价值工程,2013(8):223-224.
