实验过程控制

实验过程控制（精选十篇）

实验过程控制 篇1

1.1 PID控制器

在控制理论和技术飞速发展的今天, 工业过程控制中95%以上的控制回路都具有PID结构, 并且许多高级控制都是以PID控制为基础的。

PID控制器由比例单元 (P) , 积分单元 (I) 和微分单元 (D) 组成。在控制系统的设计与校正中, PID控制规律的优越性是明显的, 它的基本原理却比较简单。

基本的PID规律可描述为:

PID控制器由于用途广泛, 使用灵活, 已有系列化产品, 使用中只需要设定三个参数 (KP, KI, KD) 即可。在很多情况下, 并不一定需要三个单元, 可以取其中的一或两个单元, 不过比例控制单元是必不可少的

1.2 系统仿真设计

在Simulink中, 当进行纯比例 (P) 控制时, 把微分器的输出连线、积分器的连线都断开, “KP”的值从大到小进行试验。进行比例积分 (PI) 控制时, 把积分器输出的连线连上;进行比例积分微分 (PID) 控制时, 在积分的基础上把微分器输出的连线连上。

1.3 PID控制参数整定

由于单回路控制系统是闭环系统, 所以采用衰减曲线法。当只有KP控制整定时, KP=10.124, 比例放大系数和出现4:1衰减振荡时的比例系数相同。

1.4 仿真结果

P控制和PI控制的阶跃响应上升速度基本相同, 由于这两种控制的比例系数不同, 因此系统稳定的输出值不同。PI控制的超调量比P控制的要小, PID控制比P控制和PI控制的响应速度要快, 但是超调量大些。

2 实验装置串级控制系统

2.1 系统仿真设计

主控回路中的控制器称主控制器, 控制对象为下水箱, 下水箱的液位为系统的主控制量。副控回路中的控制器称副控制器, 控制对象为中水箱, 又称副对象, 中水箱的液位为系统的副控制量。系统设计的具体步骤如下:按“先副后主”, “先比例后积分最后微分”的整定程序, 设置主、副控制器的参数, 再观察过渡过程曲线, 必要时进行适当调整, 直到过程的动态品质达到满意为止。

2.2 串级控制系统的参数整定方法

对于水箱液位串级控制系统采用两步整定法。在工况稳定时, 首先将主回路闭合, 主、副控制器都在纯比例作用条件下, 主控制器的比例度置于100%, 然后用单回路控制系统的衰减 (如4:1) 曲线法来整定副回路, 控制器PID参数的初始值如下:KP=13, Ti=11。其次将副控制器的比例度置于所求得的δ2S值上, 且把副回路作为主回路中的一个环节, 用同样方法整定主回路, 经过反复的调整控制器PID参数的设定为:KP=0.8, Ti=0.2, Td=2, 增益Kc=1.5。

2.3 仿真结果

串级控制系统可快速克服进入副回路的各种扰动;对副回路对象特性变化具有很强的鲁棒性, 可克服副对象的非线性与其他特性变化。

3 实验装置模糊控制系统

3.1 模糊控制系统的基本结构

模糊控制器的基本结构, 它主要包括以下四个部分:

(1) 模糊化。模糊化的作用是将输入的精确量转换成模糊化量。其输入量包括外界的参考输入、系统的输出或状态等。

(2) 知识库。知识库中包含了具体应用领域中的知识和要求的控制目标。它通常由数据库和模糊控制规则库两部分组成。

(3) 模糊推理。模糊推理是模糊控制器的核心, 它具有模拟人的基于模糊概念的推理能力。该推理过程是基于模糊逻辑中的蕴含关系及推理规则来进行的。

(4) 清晰化。清晰化的作用是将模糊推理得到的控制量 (模糊量) 变换为实际用于控制的清晰量。

3.2 系统仿真设计

水箱控制系统模拟的控制对象是水箱的入水口阀门, 水箱的高度为20cm, 液面的高度要求控制在6~18cm之间采用双输入单输出的模糊控制系统模型, 将两个输入语言变量和一个输出语言变量的名称分别定义为:level;rate;valve。其中, level代表水位;rate代表水位变化率;valve代表阀门。

模糊控制也要根据实际控制规律来设计隶属函数, 制定模糊规则。

(1) 水位的模糊控制规则。 (1) If (水位误差小) then (阀门大小不变) 。 (2) If (水位低) then (阀门迅速打开) 。 (3) If (水位高) then (阀门迅速关闭) 。 (4) If (水位误差小且变化率为正) then (阀门缓慢关闭) 。 (5) If (水位误差小且变化率为负) then (阀门缓慢打开) 。

利用控制经验知识建立液位模糊控制规则, 再通过反模糊化输出改变调节阀的开度来改变水箱的水位, 以达到用模糊控制方法来控制水箱水位的目的。

(2) 实测值的模糊化。 (1) 水位的基本论域为[-1, 1], 量化为[-2-1 0 1 2]5个等级, 定义3个模糊语言变量:正大 (PB) 、零 (ZO) 、负大 (NB) 。 (2) 水位变化率的基本论域范围为[-0.1, 0.1], 也将其等分成[-2-1 0 1 2]5个等级, 同样定义3个语言变量:正大 (PB) 、零 (ZO) 、负大 (NB) 。 (3) 阀门的基本论域范围为[-1, 1], 将入水口的阀门的分为5种状态, 即迅速关闭阀门、缓慢关闭阀门、阀门大小不变、缓慢打开阀门、迅速打开阀门。设这5个等级分别为正大 (PB) 、正小 (PS) 、零 (ZO) 、负小 (NS) 、负大 (PB) 。

(3) 隶属度函数。 (1) 对系统的两个输入语言变量采用高斯型函数。 (2) 输出语言变量采用三角隶属度函数。

3.3 仿真结果

当水位控制系统只采用常规PID控制时, PID控制系统的超调量比模糊控制的超调量要大一些, 当具有模糊PID控制时, 实际的液位输出能完全跟踪给定的液位高度, 即有较强的稳定性且响应速度也较快。模糊控制可以使系统输出比较平滑快速, 没有超调出现。在鲁棒性方面, 由于模糊规则类似于人类的思维, 而且隶属度函数值分布是按照原先的经验确定的, 所以有较强的鲁棒性。FUZZY控制系统的抗干扰较好。模糊控制是一种仿人工控制, 它需要一定的经验, 所以在系统控制中往往和其它控制方法结合起来使用。

4 结论

过程装备控制实验心得 篇2

通过这两周的实训，加深了对像串级控制系统、前馈控制系统、比值控制系统等这样的控制系统的结构的理解，以及对这些控制系统的PID参数的调整方法更加的熟悉。虽然只有短短的两周时间，但是它让我真正地理解了复杂控制系统参数的整定方法和系统结构，这是一次实践和理论的接合。在三个仿真实验中，不仅锻炼了我的魄力，更使我产生了兼顾整体的理念。在这次的间歇反应中，加热过猛一不小心就会使温度控制不住，但升温过慢又会带来更多副反应的发生。因此，要做到加热适中，就必须有即胆大，又细心的态度，这是以后工作中所必须的心态，很有幸在这次实训中得到了提前的锻炼。

实验过程控制 篇3

[关键词]实验教学体系 实验教学改革 实验室建设

一、 引言

“过程工业系统控制技术”课程是我校为“过程装备与控制工程”专业学生开设的一门新兴课程，依托湖北省数字制造重点实验室和国家回转窑检测技术中心的实验设备与技术支持，主要针对化工、建材两个行业的过程装备与控制技术进行教学。目前，武汉理工大学已建有高级过程控制实验室、武汉三菱电机CNC技术中心和西门子机电传动实验室，为该课程的实验教学打下了坚实的基础。

鉴于实验教学对提高大学生创新能力和综合素质的关键作用，近年来国内各大高校都给予了极大的重视。实验教学改革与建设是“过程工业系统控制技术”课程的重要组成部分，本文主要介绍实验教学遵循的原则、实验教学装置的研制和课程创新实验等三个方面的改革实践以及所取得的建设成果。

二、 过程工业控制技术课程实验教学遵循的原则

教学原则是依据教学课程的客观规律和一定的教育方针、教学目的而制订的、在整个教学工作中必须遵循的基本要求和指导原理。在教学过程中，它既指导教师执教、又指导学生学习，应贯彻到整个教学过程中。过程工业控制技术是一门实践性较强的课程，在教学过程中应遵循的原则包括：以教师为主导、以学生为主体的原则，探索性、创新性原则，开放性与实践性原则。

1.以教师为主导，以学生为主体。在实验教学过程中，教师必须严格按照课程的实验教学计划与要求，积极引导学生实践，而学生也必须积极配合教师完成各项教学任务，在整个教学活动中，教师处于支配地位、学生处于主体地位。

对教师而言，实验教学不仅要求因材施教、更强调因人施教，既要针对不同的教学内容、又要针对不同的学生积极调整授课方式和方法，设法发挥与调动学生的主观能动性与创造性思维。在客观条件允许的情况下，可以结合学生的兴趣开发一些课外实验项目。

对学生而言，实验教学是掌握课程知识非常重要的途径，实践性较强，拥有较大的自主权。在教学过程中，要配合教师按计划高效率完成实验科目，并设法做到自主设计、自主实施、自主观察、自主分析和总结实验现象，解决各类新问题。

2.探索性、创新性原则。实验教学的终极目标是为了提升学生实践能力与创新能力，必须遵循探索性与创新性原则。在实验教学中，一方面要拓展学生的知识、激发其兴趣，另一方面更应着重于培养学生的创造能力和开拓精神。

在明确各种实验条件的情况下，积极引导学生有计划、有目的地探求解决新问题的新方法，对各种实验现象与实验结果进行系统分析，并以此为基础，鼓励学生在掌握基础知识的基础上大胆假设，对一个问题提出的合理假设越多，创新的可能性就越大。

3.开放性、实践性原则。过程工业系统控制技术课程具有非常鲜明的行业应用背景，在学习课程理论知识的过程中，会不断涌现很多新问题，而解决这些问题的唯一有效途径就是亲自体验与验证。开放性实验作为实验教学的一个重要组成部分，就是要让学生有更宽广的活动空间，将知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观念的三维教学目标统一到教学过程中。

实验教学注重培养学生的实践能力，但不能完全代替实践教学。在实验教学过程中，还应结合各种工程实际问题、结合相关行业的应用需求引导学生利用现有的实验室硬件，通过搭建模型和软件仿真等方式探求解决工程实际问题的新途径[4-5]。

三、 过程工业控制技术课程实验教学装置研制

武汉理工大学机电工程学院于2002年引进了THJ-2高级过程实验装置和DCS分布式过程控制系统。实验装置由控制对象及过程控制的操作台两部分组成，能够通过通讯电缆与计算机连接，构成多种形式的监控，实现过程控制的自动化与过程管理的现代化。该实验室目前的授课对象主要是过程装备与控制工程专业的学生，相关课程主要以“过程工业系统控制技术”和“可编程控制器”为主。

由于该设备引进较早，实验项目过于传统，相关实验项目多为演示性，不能保证多数学生同时操作，其教学效果一般。为了解决上述问题，在教学改革研究过程中，专门针对该系统设计了“多协议网络通信实验平台”，该实验平台能够通过RS-232接口、RS-485接口、DP现场总线通信接口或以太网接口直接与THJ-2型过程实验装置相连。该实验平台采用了自行研制的模拟量输入设备AI（8路，12位精度）、模拟量输出设备AO（8路，12位精度）、开关量输入设备DI（16路）、开关量输出设备DO（16路），以及Remo8012与Remo8014型RS-485通信模块。所有的设备与终端均通过交换机相连，构成了分布式的局域网控制系统。该实验平台可以在不改变原有设备的基础上实现多上位机同步监控，可同时供多名学生实验使用。该实验平台的结构如图1所示。

该实验平台引进了MCGS6.2上位机监控软件，软件编制操作可在实验室机房完成，编制完成的程序可通过交换机直接与现场设备通信模块通信，通过RS-232接口、RS-485接口或DP通信接口与原先的过程控制实验平台相连，利用上位机软件的特点，简洁、高效地完成实验任务设计与教学实验组织。该装置具有以下优点：（1）被控参数包括流量、压力、液位、温度、流速等工业参数；（2）可进行单变量到多变量控制系统复杂的过程控制实验；（3）各种控制算法与调节规律可以在上位机软件平台上实现；（4）实验数据直接保存在上位机中，可随时提取以便于比较分析；（5）通信方式多样，涵盖了工业控制领域中各种典型的通信协议，有利于学生充分认识、了解各种协议的特点和功能。

在该实验平台的研制过程中，有多名参加实验室课外开放项目的学生积极参，并在在实验过程中协助教师指导操作流程，极大地激发了学生的学习兴趣，进一步拓展了学生的视野。参与实验的学生的实验报告质量有了很大的提高，期末考核成绩也有了非常出色的表现。

四、 过程工业控制技术课程创新实验

创新实验是“过程工业系统控制技术”课程教学的重要组成部分，是锻炼学生在掌握基础知识的基础上进一步提升的平台。武汉理工大学机电工程学院对原有的控制类课程群的实验室资源进行了整合，突出了综合性、系统性和网络化，为创新实验的进行提供了有力的保障。经改造后的高级过程控制实验室不仅极大地改善了实验室教学场地，而且提高了实验室档次与实验教学的层次。通过开设创新实验项目，取得了良好的教学成果。

（1）学生的创新实践能力得到了进一步提高，通过创新实验平台，参与教师科研与实验室建设的学生人数日益增多；（2）通过教学研究与不断改革，过程装备与控制工程专业的学生的进取心不断增强，毕业生广受社会的好评，报考该专业的本科生人数逐年增加；（3）在国内的各种大赛中取得了佳绩。由过程装备与控制工程教研室的教师带队，分别于2007年、2008年在“三菱电机全国大学生自动化创新设计大赛”中取得第二名、第五名的好成绩。目前正积极着手准备参加2009年度的全国智能机器人比赛。

五、 结语

“过程工业系统控制技术”课程是武汉理工大学过程装备与控制工程专业必修的一门核心课程，通过近几年的改革与创新，在课程体系、教学内容、教学方法与手段等方面取得了一定的成绩，大多数的研究成果正逐步应用于实际教学，取得了良好的教学效果。在满足课程实验教学的同时，实验室资源还较好地满足了部分科研项目的需要，通过实施科研项目又进一步优化了实验室资源配置，达到了双赢的目标。

参考文献

[1]郑蓓蓉.改革实验教学培养创新人才[J].中国高教研究，2002(2).

实验过程控制 篇4

过程控制课程是高等学校自动化专业的一门重要的专业课程,它是衔接自动控制原理,现代控制理论课与生产实践相结合的课程。过程控制最早起源于化工行业等流程工业,属于流程自动化类。随着控制理论和计算机等技术的不断发展,过程控制也渐渐的发展并逐步形成一门独立的学科。因此,让学生将控制基本理论技术和生产过程实践相结合,过程控制无疑是一门比较理想的课程。当前国内许多高等学校已经逐步认识到该学科的重要性,纷纷投资建立过程控制实验室。[1]

但是，目前传统的高校过程控制实验也面临着诸多问题。首先，过程控制实验项目要求对实验设备的投入较大，一台国产过程控制实验装置往往需要十几万甚至更高。其次，这样一台花大成本购买的过控实验设备，却只能允许1-5名学生同时进行实验，远远无法满足教学需要。以致实验课的效果不理想，很多修这门课的同学甚至大学四年连过控实验设备都没能摸到过几次，更别提自己独立做上一次实验了。

针对这样的情况，许多高校也做了相应的调整。有的学校选择多购买一些实验设备，但一来实验设备加上其配套设施，其本身就较为昂贵;再者，新增加有限的几台机器，与庞大的学生基数相比，仍是杯水车薪。还有的学校尝试采用编写软件的方法，进行虚拟实验，这是一个比较好的方式，但也存在一些问题。如搞过程控制的老师往往不能精通VB、C++、Delphi等编程语言，而计算机专业的老师又不懂过程控制，这样的话即使制作出来，有时软件也会存在各种问题;或者最终耗时耗力开发成功，但开发周期也会较长，且占用教师很大精力。

本文将针对目前高校过控实验存在的以上问题，提出一种新的虚拟过控实验开发方式。

2 选择组态软件的原因

与传统的DCS、PLC控制系统相比，控制策略生成器(Strategy Builder)充分体现了控制功能丰富、系统组建灵活、扩展方便的特点。在控制策略生成器中有变量、数学运算、逻辑功能、程序控制和控制算法等类别的近70个功能块，运用这些功能块可搭建出各种功能强大的控制策略。[2]

力控组态软件的应用场合主要是工业现场控制方面，但由于它提供的“控制策略”功能可以很方便地模拟过控中的各种实验模型和算法。而且基本不需要进行语句编程，可以高效快捷地实现原本需要繁琐编程才能够完成的功能。因此本文采用它来构建过程控制虚拟实验室。

3 过程控制虚拟实验开发

3.1 单容水箱液位特性实验

单容水箱液位特性实验是过程控制中一个基础实验，单容水箱的数学模型为。对该实验的虚拟化，首先要对水箱模型进行模拟。力控控制策略中提供了一阶传递函数点模块，可以模拟任意型的传递函数模型。在此只需令参数A=1,B=T,C=K,D=0，即可构造出一个一阶水箱模型。详细控制策略见图1:

图1中，sv1.pv表示液位设定值，pv1.pv表示水箱液位当前值，TRANS0即为一阶传递函数模块，它的A、B、C、D等参数值既可以点击模块本身进行设置，也可以通过引出到图形界面，在运行状态下现场修改。MUL模块为乘法器，start1.pv为实验一运行开关。当start1.pv值为1时，设定值sv1.pv通过乘法器的输出端进入TRANS0模块，处理后的数值输出到pv1.pv，完成一次调节过程;反之start1.pv为0时，乘积为0,TRANS0模块向pv1.pv的输出亦为0，反映在前台画面即为水箱内液位值为0。

另外，在界面上可以对TRANS0的A、B、C、D参数直接点击鼠标进行修改，这即相当于更换各种各样的水箱，从而可以很容易的观测不同的水箱的单容液位特性，非常方便。而这在硬件化的传统实验设备上则是几乎不可想象的。

力控中自带大量图库，用户可以很方便地从中选取水箱、管道、电动机、水泵等素材，然后组成前台界面。同时，将后台控制策略作用下的数据点参数也引用至前台界面，即可实现对现场数据的观测和修改。液位实时曲线也可以通过变化的数据由软件自动绘制出来(见图2)。

3.2 单容水箱液位PID闭环控制实验

力控组态软件控制策略生成器提供的PID控制模块根据设定值SV和过程测量值的偏差完成PID算法，PID控制回路有三种方式，MAN,AUT和CAS，在MAN状态下，PID控制回路相当于手动调节器。在AUT状态下，PID控制回路完成PID算法，设定值SV由操作站给定，在串级CAS状态，设定值由上主回路的输出给定。在单容水箱液位PID闭环实验中，控制回路应采用AUT状态。

在本实验中，主要用到的模块是一阶传递函数模块和PID控制模块，前者用来模拟一个一阶水箱，后者实现控制算法，对水箱液位进行调节。详细控制策略见图3。

图中前半部分与实验一基本类似，主要差别在于本实验中在MUL模块与TRANS1模块中间加入了PID控制模块，使程序具备了PID控制功能。PID模块的参数很多，最主要的有比例参数KP、积分参数KI、微分参数KD、设定值SV、正/反动作、回路状态、内/外给定等。本实验中，正/反动作应设置为反动作，回路状态应设置为自动。

图3中的pv3.pv代表水箱液位的当前值，经过乘法器处理后，送入PID0模块，PID0根据设定值与当前值之差，以及PID各控制参数，经计算后自OP端输出控制信号至模拟水箱的TRANS1模块，最后将数值输出至末端的pv3.pv，完成一个闭环控制流程。

经测试，在该控制策略模拟下，对液位值的调节及实时曲线效果均比较理想(图4)。

图4中参数值带有下划线的表明其可以现场修改，在参数上点击鼠标即可输入新的数值;不带下划线的为采集数据，无法在界面上人工改动。

3.3 其他实验说明及web发布

通过控制策略提供的模块及在以上两个实验的基础上，对其他过程控制实验也是可行的。如双容水箱液位特性实验的模拟，在实验一控制策略(图1)的基础上再加入一个一阶传递函数模块即可。再比如串级控制试验，则可在实验三控制策略的基础上加入一个PID模块作为副控制器，再辅以相关参数修改(如回路状态应由自动修改为串级)和连线变动。当需要模拟锅炉温度等非液位控制对象时，需要改变一阶传递函数模块的A、B、C、D值，使其适应被模拟对象。另外，除了常用的PID算法，力控控制策略还提供纯滞后补偿、斜坡控制、温压补偿、通用线性化、偏差限制、加权平均滤波、脉宽调制输出，以及各种数学计算模块，可供开发者设计其他复杂算法的控制实验。

除了单机实验，力控还允许B/S模式的访问方式，即一台机器运行力控程序后，其他与之联网的计算机不需安装任何力控组件，只需要通过IE浏览器，在地址栏输入运行力控的计算机的IP地址和端口，即可实现远程观看实验过程，甚至远程动手做实验。(图5)

4 结束语

利用力控组态软件构建过程控制虚拟实验室，突破了传统过程控制实验在资金和实验设备上的局限性，也避免了使用通用编程语言(C++、VB等)设计虚拟实验的繁琐。教师能够在较短时间内掌握设计方法并制作出自己风格的虚拟实验软件，大大减轻了人力和物力上的负担。教师可以把编写好的软件安装在实验室的每台机器上供学生单人单机做实验，也可以使用web发布功能先向学生演示整个实验流程并进行讲解。本文提出的组态虚拟实验可以作为传统过程控制实验方式的补充，也可在一定程度上取代传统实验模式，具有一定实用价值。

参考文献

[1]赵贤林.关于过程控制实验室的建设和管理[J].实验室研究与探索,2005,24(增刊):288-290.

物理实验过程总结 篇5

基础实验秒表示数为零计时开始观察温度计的量程及分度值 测温水温度读记温度计的温度为25摄氏度

观察弹簧测力计指针是否指在零刻度线处并观察弹簧测力计的量程及分度值 测物体重力

探究通电螺线管外部磁场方向先连接电路螺线管由监考教师随机给出观察三次小磁针的N极指向实验结束后及时断开开关

整理实验器材停止计时并记录本次实验所用时间完成实验报告单

实验二

探究平面镜成像时像与物的关系：第一次探究固定蜡烛寻找像的位置并做标记第二次探究固定蜡烛寻找像的位置并做标记探究像的性质：用刻度尺测量两次的物距与像距并记录在实验表格上写出结论

整理实验器材完成实验报告单

实验三

测量盐水的密度 设计实验记录表格

用天平测量烧杯和盐水的质量，并读、记数据 将烧杯中的部分盐水倒入量筒，并读记盐水的体积 用天平测量烧杯和剩余盐水的质量并读、记数据 计算盐水的质量和密度并将计算结果填入表格中 整理实验器材 完成实验报告单

实验四

探究杠杆平衡条件

调试杠杆平衡

根据探究不同数量的钩码作为动力和阻力的平衡条件：例如，动力用两个钩码，阻力用一个钩码，移动钩码位置，使杠杆在水平位置平衡，读、记数据

探究不同力臂的平衡条件：例如，动力臂5厘米，阻力臂15厘米，调节钩码数量，使杠杆在水平位置平衡，读、记数据 分析数据得出结论 整理器材

完成实验报告单

实验五

探究电流与电压的关系 设计实验电路图

连接电路 开关要断开 连接好，闭合开关

根据给定的电压值进行试验，例如：电压值为2伏，电流值0.2安；电压值为2.4伏，电流值为0.24安；电压值为2.8伏，电流值为0.28安。最后，读完数据要及时断开开关 分析数据 得出结论 整理器材

完成实验报告单

实验六

测量小灯泡的电功率 设计实验电路图 设计表格

连接电路（开关断开）

闭合开关，根据给定的电压值进行试验，并观察小灯泡的亮度 例如：电压值为2伏时；电压为2.5伏；电压为2.8伏 读记完数据后要及时断开开关 计算出三次电压电功率并回答问题 整理器材

优化实验过程，打造精品课堂 篇6

困惑一：本实验按照书本提供的解剖对象是桃花，而教学内容是安排在下学期，当讲到这节课的时候，已经大致接近12月份，此时天气比较寒冷，没有桃花可以作为实验材料。所以选择什么样的实验材料，成为能否开展本实验的一个关键。

困惑二：对于初一的学生，缺乏最基本的解剖技能和解剖方法。教师如果让学生进行放任式的解剖，实验效果很差。

困惑三：采用优化的实验材料——牵牛花进行实验，但牵牛花的各结构又脆又嫩，很容易被折断。再加上各结构不太大，学生解剖之后很容易丢失，不利于进行评价交流。

经过多次教学尝试，针对本节课的实验困惑，找到一些行之有效的优化策略，并经本教研组其他成员的课堂实践，鉴定本优化策略是有效且高效的。现抛砖引玉，望能对其他同行有所启发，不妥之处敬请批评指正。

一、优化实验材料，实验教学初显成效

1.选材原则

通过优化材料来优化实验过程，所选择材料必须遵循几个原则：实验效果明显、取材方便且价格低廉。

2.选材过程

对于初一年级的学生来说，由于初次完整认识花的结构，所以最好选择花的各结构都很明显，且数量不太多的花比较适宜，这样学生不会在认识花的结构时再增加其他方面的认知困难。在一次偶然的机会，我把目标锁定在学校广场上的花坛，花坛里有些小花，比如一串红、小菊花和牵牛花。我逐一采了一朵，对每一种花都进行了细致的解剖，发现一串红的花型太小，里面的结构更小，对学生的观察不利；小菊花的各结构不太明显，也不便于学生的观察；最后我又解剖了牵牛花，发现它的各结构大小适宜，且各结构又很明显，再加上牵牛花的取材也很方便，根本不需要太多的费用。所以我最终选定了牵牛花作为本节课的观察材料，经过我的课堂实践，发现牵牛花确实是比较好的观察材料，这种花价格便宜、观察效果明显，并且在各种地方还很容易找到。

二、优化实验指导，实验教学秩序井然

1.实验指导不可缺失

课前我给学生准备了精心挑选的观察材料——牵牛花。新课程理念强调让学生通过探究式获取知识，所以为了体现这一理念，课上我做了一些简单介绍之后，就大胆地放手让学生两人一组自行进行观察和解剖。学生拿到实验材料后，听说要解剖牵牛花，劲头十足，马上就用解剖刀或直接用手大刀阔斧地进行解剖。不一会一朵小小的牵牛花在他们的蹂躏下立刻变得体无完肤。反思之后，我发现自己在让学生进行实验前缺乏必要的指导。如果没有实验指导或指导不到位，学生只能按照自己的方式进行解剖，很难养成良好的实验习惯。

2.观察指导不可缺少

学生在日常生活中会见到各种各样的花，但他们对花的结构缺乏完整的认识。有的学生一提到花，就想到美丽的花冠，甚至认为花冠是花的主要组成部分。因此，在观察中引导学生重点观察花的主要部分——雌蕊和雄蕊，让学生有秩序、按步骤、有重点地进行观察花的结构是本节课重中之重。

3.解剖指导不容忽视

学生在解剖前，教师没有进行必要的指导，那么解剖实验将会无效。因为学生一旦拿到牵牛花会胡乱“解剖”，导致有些结构可能已经被学生破坏了，学生都不知有没有那个结构。有的结构甚至已经掉到地上了，学生还以为是无关紧要的东西。当然如果让学生在课上寻找这种顺序的话，那将会降低课堂效率，所以我总结了牵牛花的解剖指导，直接呈现给学生，让学生在解剖指导的指引下顺利地完成解剖任务。

三、优化实验评价，实验教学锦上添花

1.增加实验工作单，优化实验评价

学生如何观察、解剖牵牛花的困惑是解决了，可是学生解剖之后，随手将各结构放在桌子上，有些结构很容易丢失，导致数量不全，所以学生无法进行成果展示，更不能进行有效的生生交流和评价。所以后来我又尝试增加了实验工作单来优化实验评价。

增加工作单之后，学生将每一步解剖下来的结构用透明胶及时贴在工作单上，并将各结构的数量、颜色如实地记录在表格当中。然后让学生小组内讨论各结构的功能。当学生解剖并讨论完毕，教师可以选择1～2份工作单通过实物投影投在屏幕上，其他学生可以对工作单进行交流与评价。

2.评价标准翔实具体，生生评价更加有效

在工作单上附上相应的评价标准，在进行实验评价时，学生就会从几个方面对其他学生的实验结果进行有目的的评价，使评价效果更有效。

通过优化实验材料、优化实验指导及优化试验评价来优化实验过程，从而使本节课的实验教学目标明确、教学秩序尽然、教学效果显著，可以说是一节精品实验课。当然教学无止境，我们还应打造更加精彩的实验课堂。

实验过程控制 篇7

1998年,教育部进行专业调整时将“化工设备与机械”更名为“过程装备与控制工程”专业,更名后的专业具有更广阔的外延和更深入的内涵,培养目标及教学体系与内容都发生了根本的变化[1]。

许多师生认为实验教学就是继理论教学之后,以验证理论和加强对理论理解的实践性教学环节,处于理论课教学的从属地位。教师在对学生成绩考核时,往往忽略实验成绩的环节。这种重理论轻实验、对实验教学片面的错误认识,对大学生创新能力的培养产生了消极的影响。因此,加大实验教学体系的改革力度,提高实验教学重要性的认识是培养出适合社会发展的创新型人才的迫切需要[2]。

1 具体改革措施

1.1 实验室建设

现代过程装备工业需要培养一批集设备、控制、工艺知识为一体的复合型人才。教学实践表明,单凭课程理论教学难以培养复合型创新人才[3]。利用实验室建设专项经费、科研经费和共建单位提供的运行费、项目经费,通过与其它企业的合作等渠道,采取购置、自制和共建等多种方式,建立能够支撑高水平科学研究和人才培养的过程装备与控制工程实验室研究平台,营造一种培养学生自主创新能力的氛围,提高学生整体素质教育水平势在必行。针对过程装备制造业应用型人才培养要求,筹建一个集教学、科研、对外检测和技术服务于一体的综合实验室,满足本科生、研究生教学实验和毕业论文以及教师科研的实验室。实验室主要功能如下:

(1)以温度、流量、液位等为被控参数的控制系统设计、组建、软件编写和调试。

(2)薄壁圆筒爆破及测试实验、外压容器稳定性实验、换热器性能测试实验等。

(3)压缩机排气量及功率测定、离心泵性能测试等。

(4)基于工业以太网分布式控制系统设计、组建和系统联调,构建简单的装配生产线。

(5)基于电磁传输理论与驻波特性分析的电磁入射效率检测。

(6)流体机械典型零部件的认知、拆装。

(7)流体分布场PIV实验

(8)单片机仿真控制系统

(9)PLC控制实验

1.2 专业课程实验教学体系建设

为使专业实验教学体系科学合理,切合我院实际及培养计划要求,在实验教学内容上按四门过程装备专业的主干专业课程的教学内容实施。相关理论课结束之后,以实验形式加强对理论的理解。在验证理论、掌握原理的基础上,尽可能创造让学生动手的机会,锻炼学生学会在实验中丰富经验、巩固知识、掌握技能及方法。实验教学内容分为:过程设备设计实验、过程装备与控制技术实验、过程流体机械实验、过程装备制造与检测技术实验四大部分,实验项目如表1,改进后的专业课程实验教学各模块的体系分为认知实验和能力培养实验两部分,其中认知实验主要是了解过程流体机械组成及工作原理,能力培养实验则注重掌握测量原理,培养学生动手能力、数据分析处理能力、工程实践能力以及初步科研能力的培养[1]。

要根据实际情况及实验效果,不断的更新专业课程实验的内容、手段,并且要弥补其他实践教学环节的不足,在专业课程实验项目和内容中要进行及时必要的补充和改进,切实加强学生的工程实践能力、创新能力。

1.3 综合性、设计性实验课程体系建设

综合性、设计性实验是提升学生创新能力和专业知识应用能力的主要方法之一[6]。综合实验是过程装备专业实践教学环节的重要课程之一,是学生完成专业基础课程实验后向毕业论文过渡的一个重要教学环节,其基本的出发点是与过程装备实践与创新设计大赛、课程设计、毕业设计等环节联系起来,鼓励学生自主创意、自主选题,利用实验室提供的条件,完成科技作品制作、课题研究,达到初步具备独立从事产品设计与开发、科学研究的能力,旨在培养大学生的工程实践能力,创新精神及团队合作精神,为学生从事科学研究打下坚实的基础。

综合实验训练课程在两学期内完成,实验时间安排在第六学期、第七学期各一周;第六学期主要进行过程设备、控制及热力学课程等相关专业知识的综合训练;第七学期主要进行成套技术、过程设备、PLC及单片机控制技术等专业知识的综合训练。具体实施过程如下:

(1)教师根据现有实验条件及专业特点指导学生选题,学生确定实验内容、方案与计划,提交实验选题报告书。

(2)实验室在收到实验选题报告书后,认真审阅实验内容与方案,提出修改意见反馈给学生,并给学生安排实验时间、准备实验器材。

(3)学生按实验室排定的时间,独立完成实验。

(4)学生完成实验项目后,向指导教师申请验收,指导教师对照实验选题报告书,逐项验收实验结果;若符合要求出具验收合格单,若不符合要求,则要求学生继续完成。

(5)成绩评定。由于不同组的学生差异较大,老师评分要侧重实验过程,考察学生对知识的掌握和运用能力,对主要仪器、设备的掌握和应用能力,与同组同学的协作配合能力,在实验中的应变能力以及最终实验结果等综合打分,以公平公正原则给出学生的最终成绩。[2]

1.4开放、创新型实验体系建设

开放、创新型实验项目主要结合部分教师比较前沿的科研课题以及部分实验教学装置中能开设而大纲未要求的。由各个教师申报,学校对教师申报的开放创新型实验项目从题目的创造性、实验过程的动手能力、实验结果的分析水平等几个方面对项目进行立项及结题进行考核。开放专业实验室,把实验室作为学生学习的一个场所,引导更多的学生从事创新性和设计性试验,指导学生进行创新型基金实验项目,使他们自己动手设计、改造、组装相关实验系统,可为过控专业学生参加校专利发明与创新大赛及省级、国家级创新设计大赛提供良好的研究平台。

2 要解决的关键问题

(1)如何构建设计、创新型实验体系,形成以专业核心课程为主,专业课、专业选修为辅的装备专业人才实验培养体系,并优化理论和实践课程体系,形成具有装备专业特色的工程研究应用型人才培养模式。

(2)针对过程装备制造业应用型人才培养,筹建一个集教学、科研、对外检测和技术服务于一体的综合实验室,满足本科生、研究生教学实验和毕业论文以及教师的科研实验,此项有待安徽省支持本科高校发展能力提升计划进一步落实完成。

(3)学生是实验教学的主体,学生的学习态度、兴趣、求真探索意识都将影响到实验教学的质量。因此,充分调动学生参与实验教学环节的积极性、主动性至关重要。

(4)综合性实验是我们实验教学改革的方向。在实践过程中,有两个方面的问题需引起重视,一是要有足够的实验教学学时数;二是实验设备投资力度不够,需要学校各方面的协调。

3 结束语

进一步改革后的过程装备与控制工程专业实验教学体系特点鲜明:各专业实验与专业实习融汇精通、互相结合、形成互补。将教师科研成果转化为不同层次的设计性、综合性、创新性的实验开发与测试平台。建立了逐层递进式“综合型、研究型”实验模块,进一步推动用竞赛与科技活动培养创新型人才,形成“一体化、多层次、开放式”的创新过程装备与控制工程专业实验教学体系。

总之,进行专业实验教学体系改革,光靠传达几个文件,发几篇文章,开几次会议而不落到实处是解决不了的。这是一个系统的工程,需要各高校专业教师、相关领导冷静思考、抓住细节、共同努力才能有实效。专业实验教学体系改革要从根本上提高学生对整个实验系统的思考能力、动手能力、创新能力,培养具有“过-装-控”复合型高素质专业人才,满足该专业培养技术应用型人才的要求[1]。

参考文献

[1]邢万坤.过程装备与控制工程专业实验的改革与探索[J].吉林化工学院学报,2007,24(6):33-35.

[2]郝光香.过程装备与控制工程专业实验教学改革[J].高师理科学刊,2007,27(5):101-103.

[3]田忠,赵渊.过程装备与控制工程专业实验系统构建的新思路[J].高校实验室工作研究,2008,(4):71-72.

[4]周勇军.过程装备与控制工程专业的实验教学改革建设[J].中国电力教育,2009,(11):117-118.

[5]陈爱萍,童水光,林兴华,郑水英.过程装备与控制工程专业教学与实践[J].化工高等教育,2007,(2):26-28.

[6]刘录,孟波.过程装备与控制工程专业实践教学改革的探索[J].化工高等教育,2009,(4):53-54.

实验过程控制 篇8

一“过控”专业实验教学概述

延安大学“过控”专业于2007年成立, 相继建立了材料力学实验室、过程控制实验室、过程流体机械实验室、机械设计实验室等, 购买了PLC编程、控制、力学性能测试实验设备等实验仪器, 在实验室建设方面取得了一定的成绩。但由于专业起步较晚, 与其他工科院校相比, 我们在实验室建设、实验教学经验等方面还存在一定差距。为使“过控”专业更好地发展, 能够培养出满足社会发展需要的合格大学生, 我们必须认识现状, 加强实验教学改革, 进一步完善实验室建设, 提高实验教学和管理水平。

二实验教学中存在的问题

1. 实验教学体制过于传统, 验证型实验过多

传统实验教学模式过于死板, 一定程度上限制了学生的积极性和创造性。而且大多数是验证型实验 (如:化工原理实验、PLC编程原理实验等) , 都配有相应的实验指导书, 学生只要按照实验步骤一步步操作就能完成实验任务。这种毫无探究性的实验只能训练学生的基本动手能力, 而其思维和解决问题的能力得不到具体的应用, 更不能培养学生的实践应用和创新能力。调查中还发现, 课表安排的个别实验没能落实。如化工容器设计实验, 由于是在高压下进行的, 实验室空间有限, 存在安全隐患, 故没能按计划开设, 一定程度上造成了教学资源的浪费。

2. 实验成绩评估体系缺乏激励性

目前的实验成绩评定基本上都是根据实验报告质量的优劣或者实验结果正确与否来决定, 而忽视了实验的操作情况, 不能促使学生在操作过程中积极思考。在完成实验报告时, 只要参考实验讲义或者其他同学的实验报告即可, 从而造成抄袭现象严重, 实验效果下降。

三实验教学改革的措施

目前, 高等教育改革正在全方位深入进行。其中, 实验教学改革是重要的组成部分, 实验室则是培养学生理论联系实际、建立创新意识、提高工程实验能力的重要实践基地。同时实验教学还可以培养学生科学求实的精神、严谨周密的工作作风和团结协作的精神。

在提高实验教学地位的同时, 要以学生为中心, 构建学习知识、应用知识和创造新知识三个层次训练体系。还要对现行实验教学进行改革, 丰富实验内容, 改变实验教学方式, 提升实验教师素质, 在实验老师的指引下, 让学生去积极思考、探索并动手完成实验, 以达到培养学生的动手能力和创新能力的目的。具体改革措施如下:

1. 完善传统的化工容器设计实验和无损检测实验

化工容器设计实验包括内压容器薄膜应力测定实验、外压容器失稳实验、内压厚壁容器爆破实验在内的三个经典实验。为能更好地配合此实验的进行, 在实验室建设过程中, 已经配备对应的实验设备, 只要做出具体的实验安全防范措施, 严格遵守操作规范, 即可进行实验。

无损检测实验形成了八个经典实验, 即超声波测标准试块的厚度、超声波探测试件内的缺陷、超声波探伤仪探头的标定、涡流法测金属裂纹、涡流法测金属电导率、超声波与涡流法探测实验比较、渗透探伤和磁粉法对焊缝探伤。在建立无损检测实验室时按照实验项目配备相应的实验设备, 即可开设此实验。

2. 建立计算机仿真实验室

计算机仿真实验是通过软件对物理设备及实验过程的虚拟仿真, 利用计算机及相应的模拟程序, 通过人机对话界面和动画仿真操作来完成实验过程。计算机仿真实验能够完成电工电路电子技术、自动控制原理、过程控制与DCS、过程装备传动控制等专业实验, 弥补我们实验教学资源的短缺, 实现教学资源的优化。

3. 增加综合设计性实验数量

综合性实验是运用已开设课程内容综合分析某一问题或现象的实验。学生需要运用所学知识经过一定的分析思考和综合运用不同课程知识才能完成相关实验。通过实验, 能够掌握不同设备的联合使用与操作, 能培养学生的综合能力和知识应用与渗透能力。

设计性实验是在学生明确实验目标的基础上, 只为学生提供必需的仪器、材料, 要求学生独立设计实验方案, 亲自动手组装、操作仪器并完成实验报告的实验方法。在实验中学生可以根据自己的兴趣和知识的掌握程度进行方案设计、流程组装及测试分析, 从而提高学生的兴趣, 激发了他们上实验课的积极性和创造性, 培养其综合实验能力。

压缩验证性实验, 增加综合设计性实验的个数, 培养学生的创新思维和综合实践能力, 这是我们实验教学改革的趋势。

4. 开设选修实验课程, 实验室面向学生开放

开设选修实验课程, 实验室面向学生开放具有以下三个方面的意义: (1) 将学生分散在不同的实验室, 便于管理, 实验效果也会相应提升。 (2) 学生根据自己的兴趣爱好, 选修一到两门研究性实验认真去完成。实验前通过设计实验方案, 很大程度上提高了实验的效率, 培养其综合应用基础知识、专业知识分析问题、解决问题的能力, 更有利于培养学生的创新能力。 (3) 充分利用实验室设备资源。如实验室拥有的THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台, 一共可以做26个实验, 但由于实验课时有限, 平时只开设6个实验, 这就造成实验资源的严重浪费。

四结束语

提高实验教学的能力培养目标与实验教学时间及实验室的投资成本有限, 是长期存在于实验教学中的主要矛盾。提高学生工程实践能力是工科学校面临的共同问题, “过控”专业作为延安大学创办的新专业, 经过对实验室的不断建设与完善, 基本做到了理论与实验相结合的目的, 但也存在一定的问题, 相信经过认识—改革—健全的过程, 延安大学“过控”专业的实验教学会达到更高的水平。

参考文献

[1]周建来、姚传伟、朱健忠.工科专科学校实验教学改革的思考[J].广西高教研究, 2001 (6) :74

[2]邓洪达、赵美玉.工科本科毕业论文实践环节存在的问题与实验教学改革[J].重庆科技学院学报 (社会科学版) , 2011 (6) :177

[3]单希林、李卫清、张帆.构建实践教育创新体系培养高素质创新人才[J].化工高等教育, 2005 (3)

[4]孙敏、杜冰、郑晓英.论工科专业课实验教学模式[J].实验室科学, 2008 (1) :26~27

实验过程控制 篇9

关键词：绩效管理,过程控制,学生广告实验公司

一、背景介绍

1.学生广告实验公司简介

西南财经大学学生广告实验公司, 成立于2008 年5月, 是由学生自主投资、管理、经营, 以培养学生自主创业的意识为目的, 向广大在校学生提供体验公司运作机会的实习平台。

2.情景案例简介

情景一:学生广告实验公司的绩效考评体系中, 有很大一部分是以员工值班期间是否出现差错为关键考核指标, 小张是一个比较马虎的人, 但工作特别积极, 业务能力较强, 为公司谈成了很多业务。一个月一次的绩效考评结果出来了, 小张的绩效很低, 所以非常不理解为什么会这样, 于是就去问人力资源部, 人力资源部说运营部给的结果是小张在值班期间出现过几次收据填错, 单号忘填的情况。因此被扣了很多的绩效。当时小张心中就在纳闷, 为什么不在检查出我错误的当天就告诉我好让我及时改正呢?而是直接在背后扣绩效不针对性的进行提醒, 那这样的考核真的有帮助吗?

情景二:学生广告实验公司的绩效统计中, 部门之间的互相打分也是绩效最终结果的一个组成部门, 每到月末的时候, 人力资源部会在公司的群里面上传一份打分表, 以小张为例, 小张需要对所在部门的4 个经理层及2 个专员打分, 打分表里面都有对部门的看法, 改进建议以及打分的要求等等, 但最后打分的过程中发现打分的任务很繁重, 而且担心自己的打分会不会被经理层看到, 所以给分都很高, 并且给部门的看法建议要填6 遍, 觉得很累赘。经理层给他们的打分也是这样, 最终每月的结果出来, 对于这个结果也没有进行进一步的沟通, 所以感觉打分这个行为非常的鸡肋, 对整个部门的绩效水平并没什么影响。

二、情景案例分析

学生广告实验公司有自己完整的一套绩效管理体系, 但之所以会出现案例中的这些问题, 主要是因为绩效考核的过程控制并没有科学体统的管理, 陷入了过程控制的几大误区。

情景案例一中主要陷入了误解或混淆绩效标准以及缺少足够的清晰的绩效记录资料这两大误区, 小张作为实习生并不是很清楚绩效标准是什么, 在小张行为与绩效标准不相符时, 也没有人当时提出来修正, 也没有对错误有一份详细的绩效资料。这就导致了这种绩效管理并不能去提高小张的绩效水平, 小张可能还是会犯之前犯下的错。其中根本的原因就是缺乏反馈, 而过于注重最后的一个绩效结果, 忽视了整个的过程。

情景案例二中主要陷入了没有足够的时间讨论以及缺少后续行动和计划这两大误区, 小张们可以看到, 每个员工在月末需要填写大量的表格, 然而整个过程中, 并没有腾出足够的时间去深入的探讨员工的表现, 主要的事情就是填表, 而且最终公司对表格的结果也没有进行后续的行动, 在月初颁个奖就完事了, 对表现不好的员工也没有进行过绩效面谈, 所以显得整个打表过程非常累赘, 而且表格内的很多内容重复, 纯粹是为了考核而考核, 并没有将考核的结果应用于人力资源板块的其它职能上。需要改进

三、改进建议

我们要提倡绩效管理的全过程控制, 迫切需要管理者完成“绩效管理以事前控制为中心”的思想, 树立事前控制的责任意识, 事中控制的服务意识和事后控制的偏差意识。

基于以上问题, 对学生广告实验公司的绩效过程控制提出的几项建议:

第一, 保持持续有效的沟通。进行绩效沟通, 就是为了保持工作过程的动态性, 保持它的柔性和敏感性, 及时调整目标和工作任务。以情景一中为例, 运营部的员工在查处当天值班的员工错误后, 应该及时与那员工进行反馈, 并督促其改正, 而不是在月末扣绩效就行。其可进行日常绩效信息的记录和收集。做到绩效管理信息收集日常化, 不是为了显得领导很忙或打发时间, 而是为了解决问题或证明问题。运营部应该与人力资源部协商, 通过观察、记录、反馈等方法在日常工作中建立员工绩效信息库, 这样可以提供一份以事实为依据的员工工作情况绩效记录, 便于及时发现问题, 提供针对性的解决方案, 对员工进行针对性的培训和教育。

第二, 领导者要适时给员工进行反馈和指导, 例如每月绩效考核结果出来后, 领导者可以跟绩效较差的人进行绩效面谈, 分析为什么会在该月中表现较差, 工作中出现了哪些问题?应作出如何的改进?并可以让员工说出自己的看法, 双方加强沟通, 同时, 领导不能一味的表扬或指责, 在员工遇到问题是应该给予指导, 让员工能够更好的融入团队, 融入工作。

四、总结

如何建立科学有效的绩效管理体系, 成为众多企业关注的问题, 在引进绩效管理体系的过程中, 不同的组织文化、组织结构和领导风格在导入绩效管理体系时的结果不同。 “绩效管理体系的建立, 是一个分步实施, 逐步完善的过程, 需要高层领导重视推动、中层管理者严格执行、全体员工激情参与”。绩效管理是为了更好的促进组织的发展, 更好的促进员工与企业的共同进步, 绩效管理体系的每一个环节都环环相扣, 因此不能忽视任何一个环节。

参考文献

[1]彭剑锋.人力资源管理概论[M].上海:复旦大学出版社, 2012.

[2]秦志华.企业人力资源管理设计[M].清华大学出版社, 2014.

实验过程控制 篇10

1 T型人才培养模式的理论要点

T型模式课程结构中“—”和“|”部分的课程必须是紧密联系相互支撑的, 横向方面的课程目的为奠定基础和培养一般能力及综合素质, 而纵向方面的专业课程和实践教学环节重在培养专业能力以及提高学生融汇贯通知识的能力。“—”与“|”的重合部分则是学生的核心能力。课程体系的构建要打破课程之间的分割状态, 根据整体大于部分之和原理, 按照综合化的思想, 将各科课程整合为一个有机的知识网络。

T型模式中“—”和“|”的各自长度是较难把握的。对于窄口径和宽口径专业, “—”和“|”的长度要不同, 才能使T型模式的达到最高能效。对于窄口径专业, 要通过增加专业接口知识, 使“—”的长度适当增加, 对于宽口径专业“—”不要太长。对于代表纵向延伸能力的“|”则正相反。自动化专业应属于宽口径专业, 在课程体系设置时, 要注意“—”不能拉得太长, 同时, 注重“|”部分课程的延伸。

2 T型人才培养理论在“倒立摆”实验中的应用

“倒立摆”系统作为研究控制理论的一个典型的实验装置, 许多现代控制理论的研究人员一直将它视为研究对象。它具有成本低廉, 结构简单, 物理参数和结构易于调整的优点, 是控制理论研究中较为理想的实验装置, 因而, 被誉为“控制领域中的一颗明珠”。

在“倒立摆”实验中, 教师将T型人才培养理论的应用其中, 取得了良好的效果。

2.1 激发学生4的学习兴趣, 学好基础知识

实验课是在教师指导下的学习过程, 但是学生在实验课上有较大的独立性, 应当把教师的要求, 变成自己的追求。实验前应想一想我应如何去做, 我期望什么结果。要主动去做实验, 就要深入的预习, 而不是依赖教师的指导。要求学生认真阅读实验指导书, 明确实验目的和要求, 理解基本实验原理, 掌握测量方案, 初步了解装置的构造原理和使用方法等, 在此基础上写好预习报告。在预习时提出要和教师讨论的问题以及自己要探索的问题, 并准备在实验中做些探索和分析。

2.2 提高钻研能力, 增加专业深度

实验者应能及时发现问题, 及时进行处理, 防止精力和物资的浪费。出现问题的原因是多方面的, 如理解上的偏差, 仪器调节不到位, 读错了数据, 实验装置变动等。实验时要边观察现象, 边审查数据, 边思考分析, 看看有否不正常的现象或数据, 如果不假思索地埋头测量, 那可能在实验结束时才发现错了, 应力求避免这种情景的出现。

“—”是地基, “|”便是高楼大厦。学习“|”部分知识的同时, 还要学习必备的学习方法和科研精神, 例如:严谨、细致、勤于思考、毅力等等。实验教师对基础知识和专业知识的科学、合理架构是保证“—”和“|”部分知识良好衔接的重点, 而传授学生科学的学习方法和科研精神, 则是保证“|”部分知识能被学生良好掌握的关键。

2.3 培养严谨的科学态度

做实验记录是实验的必备环节, 记录是整理实验结果以及分析问题的依据, 这要求记录的是原始数据, 它对日后的工作会有重要的参考价值。记录不仅记下实验数据, 还应包括实验的环境条件, 仪器的型号和编号, 实验中遇到的问题、故障及可疑现象等一切有价值的内容。最终, 要将试验中遇到的问题、故障、解决过程、解决办法等写入实验总结性报告, 作为对整个实验的一个良好总结和答卷。

3 T型人才培养模式理论对过程控制实验的启发

T型人才是拥有“宽泛扎实的理论+专业深入的技能+精准娴熟的实践能力”的人才。这种人才无论在理论、技能还是实践操作上, 都会成为企业的“多面手”。

体现在教学模式上, “T型人才”开辟了“清华IT学堂” (清华IT学堂最早提出并应用了“T型人才培养模式”) 、“软件实训工厂”等教学模式。在理论知识的传授上, 主张团队协作式学习, 引用工程项目案例, 模拟企业工作环境, 让学生在项目进程中扮演不同角色, 解决遇到的问题, 使学生在工作之前, 就熟悉相关行业的工作环境、工作的流程, 从而实现以就业为导向、以实践为特色。

通过T型人才培养理论在过程控制实验的应用, 教师应注意以下问题:

1) 教学方法

在教学方法上, 与以往的模式相比, 教师要更善于提问和启发, T型人才模式的“—”和“|”不是简单的结合, 而是横向知识与纵向知识的融合, 要使培养的T型人才具备融合知识的能力, 就必须在课程设计的环节, 培养其善于思考问题、乐于把理论知识应用于实践的能力。提问和启发的问题是使这个环节奏效的关键, 因此, 要求教师不但对理论知识把握扎实, 而且教师还应具备较强的实践能力, 可以说T型人才模式对教师的知识储备、能力提出了更高的要求。

2) 师生关系

T型人才培养提倡师生关系的平等, 你可以理解为主管与职员或者项目负责人与团队成员关系, 只是在完成“工作” (学习) 的过程中, “主管” (教师) 承担引导、把关、指导的工作, 每个成员和团队的“工作”仍然需要成员自己完成, 这就突出了学生的主导地位, 使学生更热爱“工作” (学习) 。教师也要把握好角色定位, 不要把自己放回到传统的主导地位上, 这样不仅限制学生的思维也不利于学生兴趣的培养。

3) 教学内容

为了打造“T型”人才, 只讲授知识是不够的, 还要给学生传授学习的方法、途径, 以及“上下求索”的精神。只有具备了终身学习的能力、想法, 学生才能成为“潜力股”, 才能在将来的工作中越走越远。

教学方法、教学内容的改革以及师生关系的改变, 都有利于学生主导地位的形成, 这个地位有利于学生对学习兴趣的提升, 有了学习兴趣就有利于创新思维的发展。

T型人才培养模式理论对高等教育有很大的实践空间, T型人才理论不仅给高职教育同时也给高等教育提供了一种全新的、可行的人才培养模式, 这种模式培养出的人才将更适应社会需求, 同时, 对教师的要求也将更高。看到自己培养出的学生得到社会的认可, 是每位教师的最大心愿, 为此, 教师们也应从自身的提高做起, 自己在专业理论与实践水平、教学理论与教学方法上逐步提升, 为打造出顺应社会需求的T型人才而努力。

摘要：T型人才是于2005年提出的人才培养模式。由于理解上的偏差, 这个模式一直在高职教育中应用, 实际上T型模式对普通高等教育也有非常大的借鉴意义。本文将以过程控制实验中的“倒立摆”实验为例, 实践和总结T型人才培养理论对高等教育的实践意义。