基于OBE的《工业过程高级控制》案例库建设要点剖析.docx

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1、基于OBE的工业过程高级控制案例库建设要点剖析 摘要：本文探讨采纳OBE模式开展限制工程专业课程工业过程高级限制案例库建设的若干要点，包括从限制工程专业培育成果动身的课程教学成果的界定、案例库素材的选择、设问环节的设计以及案例库的实施等。 关键词：OBE；案例库；专业硕士；限制工程；工业过程高级限制 中图分类号：G642.41 文献标记码：A 文章编号：1674-932433-0037-02 工业过程高级限制是限制工程专业硕士的必修课，主要讲授对流程工业中的各种过程参量的限制。依据详细生产工艺和工况条件的不同，过程对象的特性及相应采纳的限制方法各异1。由此，该课程的特点是内容繁杂，且对学生理论

2、基础及综合实践实力均要求较高。目前，限制工程专业硕士分全日制和非全日制两种。其中全日制生源多为应届毕业生，普遍缺乏对工业领域的感性相识；非全日制硕士多来自工矿企业，实践阅历丰富，但理论学问偏薄弱；其共性则为独立科研实力的不足。引入案例教学，将过程限制理论学问从实际生产中引出，又运用到实际生产中，有利于兼顾两类专业硕士对该课程的学习需求，从而改善课程教学效果。但仅以提升单门课程教学效果为目的的案例库建设实属狭隘。采纳OBE思想，从专业硕士培育的最终成果动身，以实力培育为目的的课程案例库建设则更有意义。OBE教学模式是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教化的结构模式。目前许多高校都开展了OBE

3、教学模式下的单科课程或课程群的教学改革探讨与实践2，3，但对OBE模式下有关课程案例库建设的探讨则较少。本文即探讨OBE模式在限制工程专业硕士课程工业过程高级限制案例库建设中的应用要点。 一、工业过程高级限制案例库建设成果的界定 若以OBE模式开展工业过程高级限制案例库建设，首先须要分析授课对象限制工程专业硕士的培育出口。限制工程专业培育的是智能限制技术、自动限制与自动扮装置、过程限制与优化、智能检测与信息处理等方面的应用型、复合型高层次工程技术和管理人才4。由此，对于该专业主干课程之一工业过程高级限制教学成果，乃至案例库建设成果的界定，除学生对课程内容的驾驭外，还应包括学生在“应用型”“复合

4、型”“高层次”等方面实力的提升。其中，结合课程特点，“应用型”实力详细为学生对过程限制理论从实践中来到实践中去的应用实力；“复合型”实力表现为学生运用自己的学问体系和技能独立或集体完成针对详细过程限制任务的综合设计实力；“高层次”实力则为针对困难工业环境下限制系统的新任务和高要求开展探讨，提出创新性技术和理论的实力。 二、工业过程高级限制案例库素材的选择 工业过程的案例许多，比如热电厂的锅炉系统，为实现优质高产、节能环保的生产目标，会涵盖燃烧系统、汽水系统、烟气系统等多个相互有关联的过程限制系统。从提升学生应用型、复合型、高实力的角度动身，对这些案例要细心选择和设计。其中，既要包含体现实际工程

5、研发过程的案例，又要有反映开展科学探讨所需思路模式的案例5。例如，可将对锅炉生产工艺、限制目标和过程对象特点等的介绍作为课程概述部分的案例，引导学生从实际动身，训练其从实践中提炼理论的实力。又比如，可设计以锅炉汽包水位系统为背景的仿真案例，在预设的锅炉蒸汽流量波动、进水流量波动、“假水位”等模拟工况下实现对锅炉汽包水位的限制。此案例要求学生在学习完单回路限制、串级限制等理论学问后独立完成系统设计和仿真试验，从而提升学生的系统分析、设计、算法软件编写、限制参数调试等复合型实力。再比如，针对环境和被控对象困难性所涌现的各种高级过程限制方法，在实际应用中尚需推广，故好用案例偏少，这些文献资料便可作为

6、案例库素材，而且此类素材的科研特性明显。在对此类案例素材的整理和设计中，应突出科研工作中对实际工程问题的提炼、综述、分析、解决、验证和总结等基本逻辑节点，并强调科学、规范的表述方法的重要性，从而通过此类案例的教学引导学生走上科学探讨之路。 三、工业过程高级限制案例库设问环节的设计 案例库建设并非只是案例的简洁排列。在案例库中加入设问环节，相宜地引导学生主动思索，激发其主动性和创建性，是比教会学生一两点学问更有意义的事情。详细到工业过程高级限制案例库的设计，当前的教学大多只以案例作为理论教学的协助素材，使学生形成此限制问题的解决方案“必定如此”的思维定式。但实际的过程限制工程，即便限制问题相同，

7、所采纳的限制方法也会因解决思路的差异、实际工况和硬件条件等的限制而千差万别，须要设计者敏捷应变。故在OBE模式下，从培育学生探讨实力的角度动身，将实际的工程案例作为教学案例时，除对案例本身的陳述外，还可在对案例问题的分析、限制目标和限制难点的明确，以及随后的限制变量和限制方案的选择、验证乃至最终确定等各个环节设问，引导学生通过查阅资料、独立思索、团队探讨等给出自己的答案，而非简洁接纳老师给出的“标准”答案。而且答案并非唯一，正照实际的限制系统千差万别。即便给出参考答案，也最好同时给出可能的其他思路。比如，针对大延迟系统限制，除了Smith预估补偿方法，预料限制同样在做预估，能否用于同样的案例呢

8、？假如可以，两种方法优劣如何？各自适用场景有区分否？探讨思路间有否互为借鉴之处？如此开放性的设问没有标准答案的案例，方可真正激励学生的发散思维和创新精神，从而通过课程教学助其成为“高层次”人才。 四、工业过程高级限制案例库的实施 以实力培育为目标，案例库建设中实施环节的设计必不行少。相比静态的案例文本，案例的实施是动态的，须要课堂上老师和学生的互动来完成。尽管每届上课的学生基础相当，教学内容改变不大，又有案例教学来使抽象的理论内容生动化，但在案例实施中仍可结合当代时事，从学生的身边事引入话题，从而首先将学生的学习激情和关注力调动起来。比如，在介绍神经网络理论及其在过程限制领域的应用时，老师可从

9、机器人AlphaGo战胜围棋大师李世石的故事起先，略过其中困难的深度神经网络理论，仅强调神经网络的自学习、自适应实力，然后引出同样具有自学习、自适应实力的基础神经网络，以及如何利用基础神经网络的这些优点解决实际过程限制的案例，最终反问学生深度神经网络为什么目前这么火？能否利用该技术解决过程限制中的哪些问题？由此激发学生去关注科学前沿，并时刻留意新理论和新技术与自己专业的联系，为其在课程学习后开展科学探讨与实践活动进行启蒙教化。老师在案例教学中的细心设计和实施，还需学生的主动协作。一方面要求老师的引导和激励，营造轻松的探讨氛围，一方面则要求学生主动主动的思索，并能大胆提出自己的想法或困惑。无论是

10、想法还是困惑，都是对案例教学效果的反馈，案例设置的广度和深度是否合适，学生的接受程度如何，学生的实力和科研意识是否由此有所提高，这些都是在案例实施后须要总结的阅历，有必要记录在案，以供后期案例库内容和形式的调整。此乃案例库实施动态性的另一层含义。案例库通过实施、反馈而来的不断改进和完善，使学生在理论探讨和实际应用等方面的实力得以提升。 五、结束语 本文以限制工程专业硕士课程工业过程高级限制案例库建设为背景，针对目前该专业学生在理论、应用及探讨等方面实力的不足，以及案例库仅用于协助理论教学、未能在学生培育实力上充分发挥作用等问题，提出采纳OBE模式开展课程案例库建设的思路。并就应用型、复合型高层

11、次限制类人才培育目标，以及以该目标为导向的案例素材选择、案例设问及实施环节的设计等要点，对工业过程高级限制案例库建设中的详细措施进行探讨并给出相关示例。 参考文献： 1方康玲.过程限制及其MATLAB实现M.北京：电子工业出版社，2022. 2宋跃，余炽业，胡胜等.基于OBE的嵌入式测控技术课程群建设与探究J.试验室探讨与探究，2022，：208-210，283. 3柏晶，谢幼如，李伟等.“互联网+”时代基于OBE理念的在线开放课程资源结构模型探讨J.中国电化教化，2022，：64-73. 4郑永斌，张明，李春等.限制工程领域专业学位硕士探讨生课程体系改革探讨J.高等教化探讨学报，2022，：94-101. 5白建峰，顾卫华，庄绪宁等.探讨生课程环境工程微生物学教学案例库建设探讨J.教化教学论坛，2022，：235-236. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页