摘要：针对过程控制课程教学中存在的问题，在教学设计、资源建设、教学方法、成绩评定等方面进行教学改革，并重塑教学内容，将思政教育润物细无声地融入课程教育，建设线上线下教学资源库，包含视频、动画、课程思政案例库、具有学科特色的工程案例库、试卷库等。结果表明，利用好线上资源教学，进行线上线下混合式教学有利于提高学生学习兴趣，促进教师与学生的沟通，达到较好的教学效果。

　　关键词：过程控制课程；线上线下混合式教学；教学改革

　　过程控制课程是自动化专业学生必修的一门专业核心课程，具有很强的实用性。该课程将自动控制理论、传感器技术、总线计算机控制等内容综合在一起，并且密切结合工业过程实际，在自动化人才培养中占有极其重要的地位[1]。学好该课程对提高学生的专业实践能力具有很重要的作用。近年来，控制技术发展迅速，过程控制课程内容也越来越丰富。然而，在大量新知识增加、内容扩展的同时，过程控制课程的课时却没有发生变化，受时间、地点、成本等方面的制约，传统授课存在很多问题和痛点[2]。本文针对过程控制教学中存在的问题，就混合式教学在过程控制课程中的应用进行探索，将传统课堂与线上资源相结合，将项目化教学方法引入实际教学，进行课堂翻转，以验证教学效果，并从中总结经验，从而提高教学水平。

　　一、过程控制课程教学中存在的问题

　　第一，学生学习积极性不高。在传统教学中，主要是灌输学生知识，教师讲、学生听，互动较少[3]，再加上部分课程是讲内部结构、工作原理、列方程求解、公式推导等理论性较强的内容，比较枯燥，课堂氛围难以活跃，导致学生对课程内容不太感兴趣。如果能利用好丰富的线上资源，使传感器和执行器内部结构和工作原理通过动画进行展示，并增加科学前沿的知识内容，可以有效提高学生的学习兴趣和内驱力。

　　第二，部分课程内容与行业脱节或滞后。随着工程认证对凝练专业特色的要求越来越高，新课程的加入不断挤压原有专业基础课的课时，明显影响到授课内容的深度和广度。本课程涉及的知识面广、内容多，与其他课程有一部分交叉、重叠的内容，比如课程中的检测仪表知识点与自动检测技术及仪表课程中的部分内容相重叠；数字控制器与PLC原理及应用课程有部分重叠内容；简单控制系统设计与自动控制原理课程的部分内容交叉重叠。这些重复的内容很有必要进行删减，对课程的内容进行优化，紧跟行业发展潮流，提高教学的前瞻性。

　　第三，课程思政与课程融入不够深入。将思政教育润物细无声地融入课程教育，形成一门学生喜欢学的“专业+思政”课程是相关人员一直要研究的课题。怎样把握课程思政的目标、内容、方法与载体，给予学生正确的引导和教育，是对教师极大的挑战。将课程与思政元素融合，开展润物细无声的渗透教育，易于被学生接受和理解，能最大限度发挥课程思政的作用。

　　二、过程控制课程混合式教学改革路径

　　以南昌工程学院为例，针对该校学生情况及课程特点，对过程控制课程实施了教学设计、资源建设、教学方法、教学内容、成绩评定五个方面的改革。

　　（一）课程教学设计

　　混合式教学由线上自学及辅导，线下理论、实验教学组成。

　　线上教学设计：课前自主学习+辅导答疑。对于一些晦涩难懂的器件结构、原理及与课程相关的科技前沿知识，教师可通过微视频、动画等形式展现给学生，并布置学习任务，让学生在课前进行基础知识学习，为翻转课堂做准备。在线上学习过程中有不懂的问题，学生可以进入讨论区进行提问，由教师及时答疑。

　　线下教学设计：IOIPS［导言（Introduction）、目标（Objectives）、互动式教学（Interactive Teaching）、项目实践（Project practice）、总结（Summary）］教学设计方法+翻转课堂+项目式教学。线下学习以课程内容的重点、难点讲解和实践为主，教学团队逐步形成了IOIPS教学设计方法。部分内容由学生讲解。在项目实践环节引入实例，运用课程内容加以分析，并融入思政内容。

　　（二）课程资源建设

　　重塑课程内容，引入课程思政：课程总共68课时，线上20课时，线下48课时，课程内容根据教学目标进行重构，采用了具有行业特色的项目式教学，让学生对电力行业有更深刻的认识；建立了课程思政案例库，将思政教育内化为课程内容，提升学生的专业素养。

　　积极建设线上线下教学资源：将本课程涉及的知识点碎片化，根据课程内容和学时安排，将各个章节拆分成若干小项目构成基本教学单元。课程中讲解过程控制系统的4个组成部分，即检测仪表、控制器、执行器、被控对象，在教学时将各部分内容与生产实际相结合，比如检测仪表，通过列举各种传感器的实物图片、视频、内部结构动画展示等促使学生理解其原理，在学生理解的基础上讲解其在各类创新设计大赛、毕业设计、生产实际中的应用；比如控制器，列举前期课程中学到的单片机和同时期开课的PLC，介绍其相关应用；比如执行器，列举各种工程中实用的阀门、实验室的变频器及相关介绍；比如被控对象，在讲解一种典型的一阶惯性对象后，给出几个实验室设备的具体参数，让学生求解其传递函数。线上教学资源目前有学习视频46段（总时长：1835分钟），包含了46个知识点，覆盖课程全部内容，并上传了PPT、动画演示、电厂设备实例、科技前沿、实验操作、考研资料等，同时建立了课程思政案例库8个，建立了具有学科特色的工程案例库6个，建立试卷库10套，过程控制系统被控对象1套。

　　（三）教学方法改革

　　一是翻转课堂。课前线上的视频学习，为翻转课堂做了准备，改变传统的教师讲、学生听的教学方式，让学生自主选择感兴趣的内容进行讲解，采用小组合作式翻转课堂教学方法。同一小组内，无论是线上还是线下，学生在学习内容、回答问题等方面都要进行分工合作。学生由个体独立学习转变为小组合作学习，可提高学生的沟通交流及团队合作能力。

　　二是项目式教学。线上线下相结合，采用项目驱动教学法促使学生通过实际项目的完成，实现对知识点的应用。教师在讲授复杂控制系统设计时，针对串级控制、前馈反馈控制、大滞后控制、比值控制、分程控制、选择性控制、均匀控制等都可列举相应的实际工程案例，作为一个个小项目进行讲解。这些小项目不仅包含各种信号的测量、控制规律的选择，还包含工程的参数整定、系统投运、报警和连锁保护等，涵盖了复杂控制系统的完整设计过程。

　　（四）课程教学内容改革及其组织实施情况

　　第一，课程教学内容。根据过程控制培养方案和教学大纲精心选取教学内容，针对先进的传感器，将最新研制的传感器内容融入课程，更新教学内容，让学生了解学科前沿知识。南昌工程学院自动化专业属于电气学院，有电力行业背景，因此教师在讲解控制系统设计时，引入了电力行业的相关设备，让学生利用所学知识进行分析。工业生产过程的任务是分析、设计控制系统，使某些参数恒定不变或者按照一定规律产生变化，保证生产的顺利进行，只有将理论与实践相结合，才能更好地将理论知识应用于工程实践中。传统的实践教学只有4次实验课，如果在课堂中利用好仿真平台这一信息化教学手段，更有利于学生掌握授课内容。本课程可以利用的仿真平台：Matlab/Simulink软件和组态软件。Matlab中的Simulink模块可以搭建控制系统仿真模型，用它提供的各种组件和模块来模拟过程控制系统，仅需一台电脑即可实现，简单方便。比如一阶惯性对象和二阶对象特性、自衡特性和无自衡特性等都可以用Simulink仿真实现。实验室使用的组态软件是MCGS，主要用于现场的数据采集与监控，课前设计一些常见生产过程的监控界面，用于课堂讲解。

　　第二，组织实施。混合式教学主要由课前、课中、课后三部分构成（见图1）。课前，教师将按照章节制作的小视频发布到超星学习通平台，并布置学习任务、项目任务，设计教学方案。学生通过线上平台观看视频进行预习、思考，提出问题。课中，教学团队逐步形成了IOIPS教学设计方法。首先，在导言部分，借助电站实例，引出本节课的目标，让学生心中有数。其次，在知识点讲解中采用互动式教学，引导学生思考，部分内容可以实操演示。因为学生已提前预习，所以主要进行重点、难点知识的讲解，部分内容采用翻转教学，由学生讲解，学生可以小组讨论，并进行设计结果展示。再次，在项目实践环节引入实例，运用本讲内容加以分析，并借助Simulink仿真模型进行验证。最后，对本节内容进行梳理总结，并融入思政内容。课后，教师通过布置作业、项目设计等方式督促学生巩固所学知识点。学生课后完成线上作业，提交项目成果。

　　（五）成绩评定改革

　　根据线上线下混合式课程授课特点，成绩评定也采用线上线下结合、过程评价和结果评价相结合的方式。本课程改进考核方式，提高过程考核比例，平时成绩增加到40%，课程按照“勤、习、践、绩”四个方面的要求具体量化考核。勤：学生线上和线下课堂出勤率、表现及线上观看视频总时长，占总成绩的10%。习：学生线上和线下作业质量、讨论发帖的提交情况及阶段性测试等占总成绩的10%。践：学生参与实验、项目设计及实验报告情况，占总成绩的20%。绩：学生期末考试的卷面成绩，占总成绩的60%。课前，学生预习，对于疑点在超星学习通网络教学平台留言进行讨论。课中，对于学生的课堂讨论、练习、成果展示进行打分，了解学生的薄弱点。课后，对学生的测验、项目成果等进行打分。这种考核方式能更加全面地了解学生知识点掌握情况、学生的强点和弱点，能更加有针对性地讲解知识点，有利于提高学生综合应用能力和解决问题能力。

　　三、课程建设成效

　　针对过程控制课程线上线下混合式教学研究与探索，在多方面进行了改革与创新，建立了课程资源库，以项目为主线贯穿整个教学内容，利用线上资源，使课程内容更加丰富；突出行业特色，增加工程实际案例，寻求更多的适合教学的项目内容以丰富线上线下课堂；多种教学方法与手段配合，全面客观的考核方式提高了学生学习兴趣，增强了学生实际工程设计能力，取得了一定的成果。然而，课程改革和课程建设并非一朝一夕的事，还要持续不断地深挖行业项目案例、课程思政内容，提高整体教学质量、提高学生学习质量，建立更完善的过程控制课程教学体系。

　参考文献：

　　[1]黄培.过程控制系统的项目化教学[J].办公自动化,2021(7):42-44.

　　[2]孟庆松,管宇,殷玉恒,等.“过程控制及仪表”课程混合式教学改革与探索[J].电气电子教学学报,2023(4):68-71.

　　[3]赵璐,柏逢明,田瑞.“自动化仪表与过程控制”课程教学改革与实践[J].长春理工大学学报,2011(12):196-197.