淺析過程控制工程課程思政教學設計研究

1、淺析過程控制工程課程思政教學設計研究摘要:“中國制造2025”將是中國工業(yè)未來用三個十年左右時間實現(xiàn)制造業(yè)大國向制造業(yè)強國的轉(zhuǎn)變?；凇爸袊圃?025”的背景下，本文闡述了“過程控制工程”課程思政政教學的必要性及可行性，設計了四個與課程教學內(nèi)容相匹配的“課程思政”教學案例，結(jié)合電氣工程及其自動化專業(yè)的特點與課程特色，探索在“過程控制工程”課程中實施課程思政的應用與融合，科學有效地推動大學“過程控制工程”教學工作的發(fā)展。關(guān)鍵詞:“過程控制工程”;課程思政;“中國制造2025”“中國制造2025”將是中國工業(yè)正在實施的發(fā)展綱領、頂層設計。產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型勢不可擋，為了實現(xiàn)“中國智造”和“中國創(chuàng)造”的轉(zhuǎn)

2、變，除了科技的發(fā)展，提高制造業(yè)的國際化水平，還需要形成優(yōu)秀的思維品質(zhì)。基于“中國制造2025”的背景下，通過“過程控制工程”課程思政政教學，使工科思維同思政思維相輔，塑造完善的人生價值，工科知識同思政知識相成，形成健全的知識儲備，工科精神同思政精神相融，構(gòu)建完善的精神素養(yǎng)。過程控制工程是工科電氣專業(yè)一門必不可少的工科基礎課程，同時也是聯(lián)系理論和實踐的一道橋梁，目前課程教學引導性較差，過度依賴考試結(jié)果，從而引發(fā)知識領悟與價值體系之間的斷層。所以，如何利用課堂教學作為主戰(zhàn)場，將思政元素與專業(yè)課程相融合，培養(yǎng)學生的工匠精神和人文素養(yǎng)，顯得至關(guān)重要。1課程思政教學目標課程的培養(yǎng)目標是學生通過本課程的學

3、習，能夠全面了解工業(yè)生產(chǎn)過程中，應用的控制系統(tǒng)和控制方案，以此作為重點內(nèi)容進行較為系統(tǒng)的闡述，從基本理論分析到生產(chǎn)現(xiàn)場的實施深入淺出，一一探討，如單回路控制、比值控制、選擇性控制、前饋控制等。掌握過程控制的基本概念、基本理論、過程控制系統(tǒng)的各種分析方法及線性系統(tǒng)的投運和整定，同時適當運用控制理論對工業(yè)工程，進行必要的定量或定性分析，從物理概念上予以解釋。過程控制理論課程思政的建設目標:一是通過國內(nèi)外控制系統(tǒng)的發(fā)展史培養(yǎng)學生的愛國情懷、民族自信和大國工匠精神;二是以單回路控制系統(tǒng)啟發(fā)學生“持之以恒”的思想，理解作為未來過程控制的工程技術(shù)人員應具有的社會責任意識，于工作中遵守職業(yè)規(guī)范，掌握團隊協(xié)作

4、理念;三是以比值控制系統(tǒng)啟發(fā)學生“相得益彰”的真理，從選擇性控制系統(tǒng)啟發(fā)學生“擇善而從”中的價值觀，幫助學生樹立正確的人生觀、價值觀和世界觀，用辯證的思維思考客觀世界。2教學案例設計過程控制工程是一門理論性較強的課程，需要深入梳理過程控制工程課程思政教育的內(nèi)容，根據(jù)每一章課程知識不同的側(cè)重點，探索對應的思政元素和人文價值，潛移默化的融合在日常教學中，筆者通過不斷拆解課本知識重難點，集中通過四個點來剖析和設計“課程思政”教學案例:(1)控制系統(tǒng)國內(nèi)發(fā)展史部分。在現(xiàn)代工業(yè)控制中，過程控制技術(shù)是一歷史較為久遠的分支。從鴉片戰(zhàn)爭到改革開放，從實業(yè)救國到民族復興，我國工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了翻天覆地的變化，一戰(zhàn)時

5、期近代民族工業(yè)的“黃金時代”與現(xiàn)代工業(yè)國際化、全球化的競爭發(fā)展對比，每一個時期都充斥著濃厚的民族自信和愛國主義精神。(2)單回路控制系統(tǒng)部分。單回路控制系統(tǒng)教學內(nèi)容里面展示的是單回路閉環(huán)控制的方法，單回路反應的是獨立與堅強，閉環(huán)反饋反應的是堅持不懈，兩者都讓我們受益匪淺。人生的道路中，不經(jīng)歷艱難，就不懂得堅持的意義有多么重要;不遭遇挫折，永遠不會學會獨立成長。(3)比值控制系統(tǒng)部分。比值控制系統(tǒng)教學內(nèi)容里面展示的理論啟發(fā)的是相得益彰的真理。成功的前提互相配合，互相輔助，缺一不可。融入團隊，把自己當成團隊的協(xié)作者，“人生戰(zhàn)略的起點不是競爭，而是利他。我們通過給他人帶來價值而獲得利益，通過讓更多人

6、獲得價值而讓自己的利益最化?！?4)選擇性控制系統(tǒng)部分。選擇性控制系統(tǒng)教學內(nèi)容通過理論啟發(fā)我們“擇善而從”中的價值觀。三人行，必有我?guī)熝?擇其善者而從之，其不善者而改之。集思廣益，博采眾長，在集聚各方智慧的基礎上擇善而從，迅速做出科學決斷，并使之立即付諸實施。21課程思政案例211案例說明過程控制技術(shù)的發(fā)展史就是近代工業(yè)的發(fā)展史，1895年，張謇在“工業(yè)救國”的工業(yè)大潮中啟動籌劃建設紡織廠。第二年開始置地設廠。初始預計投資六十萬兩，第三年籌備不到五萬兩。1898年，張謇經(jīng)過劉坤一介紹，引入湖北官紗局置于上海未啟動的紡紗機，估價25萬兩，以國有股份投資工廠，盈則收取利息，虧則國家承擔。第四年工廠

7、在江南通州啟動生產(chǎn)。工廠附近擁有大量物美價廉的原材料。當時人工費用亦是低廉，苛捐雜稅也有所減免。并且當時本土紡織業(yè)需求大量工廠產(chǎn)品，為工廠創(chuàng)造了優(yōu)越的市場條件，致使工廠收入持續(xù)攀高。1903年增紗錠408萬枚，又以盈余添購26萬紗錠開設大生二廠，1907年投產(chǎn)。1915年增設分廠，同時在海門籌設第三廠。212思政的融合點本案例主要了解張謇的生活簡歷，知道他的創(chuàng)業(yè)活動，探究他創(chuàng)業(yè)的精神動力。通過對張謇創(chuàng)業(yè)的曲折經(jīng)歷，使同學了解近代中國工業(yè)發(fā)展的苦與甜。同時思考為什么這一時期會出現(xiàn)“設廠自救”的浪潮?這一時期的大生紗廠將會面臨哪些困難，又有哪些有利因素?通過近代中國民族工業(yè)的崎嶇發(fā)展路，從而引發(fā)同

8、學們愛國和強國的大義之情。22課程思政案例221案例說明單回路控制回路又稱單回路反饋控制。通常是指由一個被控對象、一個檢測元件及傳感器(或變送器)、一個調(diào)節(jié)器和一個執(zhí)行器所構(gòu)成的單閉環(huán)控制系統(tǒng)。因為在全部反饋控制中比較，單回路其控制、結(jié)構(gòu)原理都是最基礎和簡單的一種，因此，其又被稱為簡單控制。步入大學后，很多同學首先要面對的就是獨立自主，如何獨立生活與學習，陌生帶來的諸多挫折，需要持之以恒的決心。人生就是不斷試錯不斷改進的過程，一件事情的成功，試錯的過程是占了99%，1%才是成功，犯錯是一個正常的狀態(tài)，成功是一個極少的狀態(tài)，所以我們需要堅持不懈的努力奮斗，如同反饋系統(tǒng)一樣，不斷試錯后終會找到最優(yōu)

9、的方法。222思政的融合點本案例主要通過介紹單回路控制的基本原理說明:單回路反應的是獨立與堅強，閉環(huán)反饋反應的是堅持不懈，幫助青年學生明白一個道理:成長需要我們擁有獨立思考的能力，聽取別人的意見非常重要，但更重要的是傾聽自己內(nèi)心的想法，重視自己的感受，只有自己的反饋才是實際的回應。通過分析自己掌握的學習效果和知識目標規(guī)劃之間的差距，不斷修補，使差距趨于零左右?！疤煜码y事必作于易，天下大事必作于細”。以每一個小目標作為終點不斷靠攏，最后匯聚所有目標掌控全局。23課程思政案例231案例說明比值控制系統(tǒng)是指完成兩個或者兩個以上參數(shù)，符合特定的比例關(guān)系的控制系統(tǒng)。在重油氣化的造氣生產(chǎn)過程中，進入氣化爐

10、的氧氣和重油流量應保持一定的比例，若氧油比過高，因爐溫過高使噴嘴和耐火磚燒壞，嚴重時甚至會引起爐子爆炸;如果氧量過低，則生成的炭黑增多，還會發(fā)生堵塞現(xiàn)象。所以保持合理的氧油比，不僅為了使生產(chǎn)能正常進行，且對安全生產(chǎn)來說具有重要意義。再如在鍋爐燃燒過程中，必須保證空氣量和燃料量服從特定比例標準，在送入爐膛內(nèi)，這樣才可以發(fā)揮其最高的經(jīng)濟價值。232思政的融合點本案例主要通過重油氣化的造氣生產(chǎn)過程和鍋爐燃燒過程來啟發(fā)比指控制系統(tǒng)中的相輔相成，使學生明白天上的繁星無數(shù)，合作像一顆巨大而明亮的恒星，吸引光芒微弱的行星，才形成的浩如煙海的廣袤星云。一人則形單影只，于團隊中方可事半功倍;一滴水落地蒸發(fā)，涌入

11、大江大河則驚濤駭浪。假如你只是滄海一粟，擁抱整個大海，全世界將任你翱翔，這就是融入的力量合作雙贏，人生精彩。24課程思政案例241案例說明選擇性控制是在生產(chǎn)加工中，把一些工業(yè)比例的約束條件所達成的邏輯關(guān)系，增加到普通的自動控制系統(tǒng)上的組合控制方案。正?？刂婆c取代控制構(gòu)成完整的系統(tǒng)，大多數(shù)情況下正?？刂仆瓿扇蝿?，取代控制保持不動，一旦工作過程中間有參數(shù)趨于危險極限的邊界值時，一部分取代控制參與其中，一部分正常工作開始停擺，直至所有工作重回中點，此后之前停擺的一本分正常工作開始運作。精餾塔的液泛現(xiàn)象是各種原因造成液相堆積超過其所處空間范圍，針對精餾塔的工作，其正常工作的所有參數(shù)指標必須達標，當其中

12、有參數(shù)出現(xiàn)臨界值時，系統(tǒng)首先自我剖析做出正確的預判，假如系統(tǒng)出現(xiàn)了一系列異常值致使產(chǎn)品質(zhì)量下降后，才做出反饋，常常會得不償失，浪費更多材料和經(jīng)濟價值。242思政的融合點本案例主要通過精餾塔的液泛現(xiàn)象來啟發(fā)選擇性控制系統(tǒng)中擇善從之的價值觀，指導學生努力讓正確的選擇成為當下最好的那一個，很多選擇都不是立馬見效，我們能做的就是在確定正確前提下，全力以赴，完成基本的積累過程，讓量變引起質(zhì)變。選擇的過程就是實踐。通過實踐，我們驗證、升級了自我認知，讓自己的價值觀越來越成熟，在面對未知事物時能夠做出更好地選擇。只有知道自己有什么，要什么，該放棄什么，我們才不會迷茫。參考文獻1提升課程思政建設的意識和能力(新論)N人民日報，2021-07-28(7)2楊超，蘇暢，田聰，等“中國制造2025”背景下煤電化電氣工程及其自動化專業(yè)人才培養(yǎng)