独立学院《工业控制网络》教学探索

摘要：随着智能技术的发展，电气行业的智能化也步入正轨，需要的智能控制方面的人才越来越多。而工业控制网络这门应用型课程对应用性人才的培养就十分重要。本文结合结合独立学院学生特点，结合以往教学经验，对该课程教学内容、方法、模式及课后拓展几个方面进行探索并用于实际教学中。

工业控制网络是一门涵盖集散控制系统、控制网络技术两大部分的课程，可以解决工业现场的智能化仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信问题和远程控制系统构建等问题，属于过程控制、自动化仪表、计算机网络技术等三大技术发展交汇部分，因此在电气控制及智能化方面得到十分广泛的应用。各大高校的电气智能控制方面为了迎合社会人才需求，培养对口的技术人才，皆开设了《工业控制网络》此类课程，目的在于提高学生利用现场总线、PLC设备、DCS系统解决实际系统及控制问题。由于该类课程存在面广点多的特点，在教学过程中存在一些问题。

一、教学现状

1、教学内容多与实际课时少的矛盾。通过大量调研发现，虽然高校重视学生的动手实践能力，但不少高校此类课程的课时量只有32学时，有的甚至将实验课时包含在内。在如此短的时间内，学生仅仅只能了解其框架或一些基本概念，对如何使用及利用相关知识解决实际问题只能一知半解，无法达到有效提高学生专业素质的要求。

2、教学方法单一。经过调研，大多数高校对此类课程的教学比较单一，主要采用的是传统的教学方法和多媒体教学，很难再短时间内帮助同学建立工业控制网络这一庞大系统的实质，学生往往只能停留于表面，走马观花的了解一番。

3、教学材料滞后。由于这项技术正处于蓬勃发展的阶段，一些具有重大革新的技术，也不断地应用于工业控制网络中，这样使得现有的教材内容与新技术的发展相对滞后，而且电气工程及智能控制专业作为新兴专业，与之匹配的工业控制方面教材凤毛鳞角，这给传统教学带来难度。

4、实验环节薄弱。由于大部分院校对工业控制类课程分配的学时少，但课程内容较多，在完成正常教学内容的前提下，实验的教学内容安排就自然少了，有的院校由于自身条件的限制，根本没有设实验环节，或者就是教师在课堂演示，学生观看为主。学生缺少动手技术，很难激发他们动手能力的培养，更别谈创新能力和工程思维能力的培养。而电气工程及职能控制的宗旨是培养一批具有工程思维、动手实践能力强的应用型人才。上述存在的问题显然制约了人才的培养，与我们所设想的工程能力和创新能力的培养方向是背道而驰的。随着电气行业的智能化方向发展，应用型和技术人才严重匮乏的情况下，如何有效培养社会需求的智能控制方面的人才就十分重要了。

二、教学改革具体内容

针对上述几方面的问题，我校在院领导及教研室组织下，对如何提高学生动手、创新能力方面进行教学研究和探讨，具体方案如下：

1、教学思路的转变。在独立院校开设工业控制网络类课程，目的在于培养和强化学生的工程能力和创新能力。因此在开课之前，首先要引入电气行业的控制系统，让学生对未来要接触的领域要有一个总体的了解。在课程进行时，尽量让学生接触现场或通过企业引入实际课题对学生进行培训，以改善教学质量，也帮助学生从根本上理解工业控制网络。课后组织去电厂、配电站或变电站进行参观，实习，进一步加深工程背景的理解。此外，可以和相关工业控制网络方面的设备供应商保持较好的联系，为后期学生在校内实习创造条件。

2、教学内容的调整。工业控制网络类课程应用的领域很广泛，要面面俱到不现实。那么如何引导学生进行有效的专业学习，掌握与电气类相关的控制技术。在教学内容上要精简并深入，而且在教学课时方面应有所提高，可以提高到48学时以上，选用工程背景较强的教材，如我校结合社会需求选取的以欧姆龙PLC为主导的工业控制网络方面书籍，一方面与社会接轨，另一方面可以有针对性地引入一些经典案例作为教学案例，并在实验室内搭建课程实例。在教学内容中主要侧重网络基本知识、DeviceNet传输协议、CAN总线节点构造三层网络架构作为讲解重点，穿插欧姆龙PLC的编程原理介绍。学生在学习总线知识的同时，将一些基本的编程工具掌握娴熟，为后期整个系统控制做准备。此外，在实验室搭建以欧姆龙PLC 实验箱作为节点，帮助学生在理论学习过程中熟悉控制环境，形成对整个系统的感性认识。

3、教学模式的改革。教学模式的改革是整个教学改革中的重点。在以往的教学过程中，多重视课堂教学，通常课堂教学比例占70%。在教学过程中发现，学生在最初接触课程是兴趣较浓厚，课堂效果较好，可随着理论教学的深入，学生对一些理论无法形成比较直观的理解，随而对此失去兴趣，课堂教学显得枯燥，学生的参与度较低。在此次改革模式中，我们加大了实验教学环节的比重，在理论教学和实验教学中相互穿插，基本上可以在一个理论点介绍完了之后，引导学生在實验室搭建平台，利用所学的知识实现一些控制，如变频器控制、直流电机控制、旋转电机正反转等。让学生在学习过程中能体会学有所用，更加激发他们的学习热情和积极性。

4、师资队伍的提高。课堂教学的主体除了学生之外，另一主体是教师，师资水平的高低直接影响教学质量。为了使教师具备更加完整的知识体系，学院领导组织教师去相关设备企业进行培训，并且多次邀请欧姆龙企业技术人员进行现场教学，帮助教师在技术方面成长，同时定期地邀请知名教授传授教学技巧和方法，在院系内部实行老教授指导新教师的方式，帮助青年教师快速成长。切实从根本上提高授课质量，改善教学水平。

5、课外教学延伸。在教学过程中，课堂教学是重点，但课外教学也是十分重要的。我们可以把课外教学看成课堂教学的延伸，也是学生学习水平提高的重要环节。在环节包含工业控制创新实验和课程设计。在创新实验和课程设计中，强调的是如何将已学知识和电气方面紧密结合，如何利用现有的实验设备搭建平台，如何用更为精简的指令实现控制，充分的利用项目教学法来引导学生动手，进而培养他们的动手和创新能力。比如在我们创新实验里，可以搭建饲服控制平台，学生可以在所定项目上进行设计和验证，加深对综合、复杂、远程控制系统的深入理解。而项目教学法是以学生为主导，重点培养其综合能力的过程。具体方法：把整个学习过程分解成为一个个具体的项目或时间，设计出一个个项目的教学方案，在教师的引导下，通过对项目进行分解与示范，让学生分组围绕各自的项目进行讨论，写作学生和实际操作训练，最后以共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的。这种教学方法非常适合于工业控制网络这类应用型课程的课后延伸环节。

三、结束语

从教学思路、内容、方式方法和实验、课后等方面做一系列尝试。通过教学改革，增强学生的学习兴趣和主动性，为他们成为合格的应用性人才作准备。同时要求学校完善办学环境，切实提高学生的就业竞争了，和教师的教学水平，这是一个长期、艰巨的工作，仍需在后期教学实践中进一步落实。

作者简介：陈晓霞（1980--），武汉晴川学院电气工程学院 讲师，主攻工业控制网络方面。

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