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【摘 要】 “执行器检修”课程是通过生产过程自动化专业实践专家研讨会产生的一门新课程，是生自专业的一门专业核心课程。主要是学习和执行器有关的安装、选型、接线、调试、维护等方面的内容。文章主要探讨“执行器检修”课程的教学改革方案，对课程采用理论实践一体化教学，提高课程的教学质量，提升学生的综合素质。
【关键词】 执行器；一体化；教学设计
【中图分类号】G64.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）07-00-02
《执行器检修》课程是生产过程自动化专业的一门专业核心课程。是对应生产过程自动化专业实践专家研讨会分析所得的典型工作任务“执行机构的安装、调试、维护”而形成的一门课程。学生通过本课程的学习，主要能够明确各种执行器的工作原理；根据生产工艺流程和参数要求，选择合适的执行器型号；根据工艺系统绘制执行器接线图，并能按图接线；借助各种执行器的说明书及热工相关规程规范，对执行器进行单体调试和系统调试；能够对执行器进行常规检修和维护等。
一、课程改革目标
（一）课程内容改革目标
该课程的前身为《过程控制仪表》，主要学习电厂中常用的各种类型的控制设备：变送器、执行器和调节器等。关于压力变送器、温度变送器的相关知识在《热工测量仪表》课程中进行学习。随着现场设备的不断发展，调节器越来越智能化、高端化。早期的模拟型调节器已经基本被淘汰，现在常用的调节器有PLC、DCS这两种类型，主要安排在生自专业的《集散控制系统组态与调试》和《PLC保护系统及优化》中来进行详细学习。原来《过程控制仪表》课程中关于电厂自动化设备部分主要剩余执行器、变频器和各种阀门。因此，本课程教学改革的第一个重要目标就是关于课程内容的选取和组合。
（二）授课方式改革目标
在课程未实施教学改革之前，由于实验设备、教学资源的短缺，学生主要是学习一些设备的原理、作用、性能等理论知识。而对设备的实践操作学习较少。学习完这门课程以后，即使知道了执行器的具体原理，但走上工作岗位以后，仍然不会使用这些设备，造成设备出现故障无法维护，很明显是学非所用。因此，本课程教学改革的另外一个重要目标，就是要更偏重实操，更注重实用，在授课过程中采用理论和实践相结合的一体化授课模式。
（三）师资配备改革目标
课程原先的授课教师主要是在校教师，这些教师虽然对理论知识比较熟悉，但是大多没有现场工作经验，甚至没有机会接触现场比较先进的、智能化的、高端的设备，对于设备在使用中容易出现的故障，以及如何解决故障问题缺乏经验。这样，即使实验室配备了先进的实验设备，授课的效果也会因为教师经验问题而大打折扣。因此，这门课程的授课今后主要采用在校教师和现场工程师相结合的师资力量。从现场聘请有经验的工程师，主要侧重讲解实践知识，在校教师侧重理论知识和课堂的组织，这样就会获得得较高的教学质量和效果。
二、实验室建设
《执行器检修》课程需要采用理论实践一体化的授课方式，课程所需要的实践工作场所必不可少。
课程建设小组摒弃已有的、陈旧的、现场已经被淘汰的实验设备，通过深入周边的发电企业、电建企业。了解近年来，在企业中被广泛使用的电动执行器、气动执行器、液动执行器的品牌、效果、价位、使用场所等等；用人单位对学生在执行器方面都有哪些需求，需要了解到哪些基本知识，具有哪些基本技能，从而确定采购实验设备的方向。
在现场中，执行器一般都是安装在管道上用来控制管道介质的流量，它和变送器、控制器可以形成一个闭环系统。执行器必须安装在某个管道上、才能对设备进行基本的操作、调试、维护。因此，实验设备是构成一个工作平台——执行器管道系统。（见下图1）
执行器管道系统由8个支路组成，每一支路上装有执行器、变送器、调节阀、电磁流量计、手阀。其中前四个支路装有SIPOS电动执行器，另外四个支路装有FISHER气动执行器，并配备相应的西门子电气阀门定位器。另外在电动和气动执行器支路上各有两路装有开关型电动阀门。同时，在控制柜内还安装有四台西门子变频器，主要对四个支路上的泵的转速进行调节。所有支路的手动操作和电源开关安装在控制柜内。执行器管道系统还可以远程和过程控制实验室的DCS控制连接起来，传递检测信号给DCS，DCS处理以后，传递控制信号给执行器进行动作。这样的设计和发电企业的实际情况完全相同。
三、课程内容的总体设计
课程以学习目标为核心，按照学习内容要求和现有实验室仪器、设备、工具等条件，对课程教学进行了总体设计。根据执行器的类型和相互的衔接关系，将教学内容设计为4个学习情境，共12个学习工作任务。
学习情境1中主要是学习执行器的基本知识：概念、类型、功能、管道系统设计的原理、包含的设备、控制柜内的各个元件作用。在电厂中，电动执行器的使用占到70%。学习情境2主要针对电动执行器的安装、接线、检修、调试等内容的学习。学习情境3主要是气动、液动执行器的接线、调试、检修和维护。任务4.1中学习调节阀的类型、参数、选型、流量特性等概念。任务4.2学习变频器的工作原理、接线、参数设置等内容。
四、创新特色
（一）校企合作开发
课程小组首先赴陕西境内发电厂和电建企业现场调研，收集到相关的建议和意见，合理安排组织课程的内容和形式。同时，课程开发过程中，邀请了电厂的自动化工程师参与了课程开发，实现了真正意义上的校企合作。
（二）校内教师和现场工程师的联合授课
课程中有些检修、調试的内容和现场的工作实际情况完全一致，校内的授课教师缺乏这方面的经验，因此我们为了取得更好的授课效果，组成了校内教师和现场工程师联合授课。各自取长补短，提高效率。
（三）工作任务设计和现场完全一致
参照典型工作任务“执行机构的安装、调试、维护”，课程总共安排了4个学习情境，12个工作任务，工作任务的设计和现场实际工作中的内容完全一致，实现了企业和学校的零距离接轨。
（四）授课过程中，各小组工作任务的交叉学习
由于实验室设备资源的相对短缺，目前电动执行器和气动执行器各有四台，而根据一个班级的人数，最少也要分成8个小组。如果大家都进行一个任务的学习，只能有四组学生有实验设备，其他四组的学生将无法进行学习，因此，我们采用交叉学习的方法，前四组在学习电动的过程中，后四组就可以学习气动执行器的内容。这样既节省了设备，又节约了时间。而且前面学习的学生还可以给后面学习的学生做指导，共同提高。
参考文献：
[1]王鸿懿.“热工过程控制仪表”课程建设与改革[J].中国电力教育.2011.26
[2]李忠虎.“控制仪表及装置”课程教学方法探索与思考[J].中国冶金教育。2008.03
[3]闫茹.《过程控制仪表》课程教学方法的探索与实践[J].内蒙古石油化.2011.20
[4]程蔚萍.热工自动控制设备[M].中国电力出版社
[5]文群英，潘汪杰.“热工检测技术”课程教学改革探讨[J].中国电力教育.2010（01）
[6]黄学章.自动检测和过程控制课程教学改革与实践[J].湖南医科大学学报（社会科学版）.2010（01）
【关键词】 执行器；一体化；教学设计
【中图分类号】G64.23 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）07-00-02
《执行器检修》课程是生产过程自动化专业的一门专业核心课程。是对应生产过程自动化专业实践专家研讨会分析所得的典型工作任务“执行机构的安装、调试、维护”而形成的一门课程。学生通过本课程的学习，主要能够明确各种执行器的工作原理；根据生产工艺流程和参数要求，选择合适的执行器型号；根据工艺系统绘制执行器接线图，并能按图接线；借助各种执行器的说明书及热工相关规程规范，对执行器进行单体调试和系统调试；能够对执行器进行常规检修和维护等。
一、课程改革目标
（一）课程内容改革目标
该课程的前身为《过程控制仪表》，主要学习电厂中常用的各种类型的控制设备：变送器、执行器和调节器等。关于压力变送器、温度变送器的相关知识在《热工测量仪表》课程中进行学习。随着现场设备的不断发展，调节器越来越智能化、高端化。早期的模拟型调节器已经基本被淘汰，现在常用的调节器有PLC、DCS这两种类型，主要安排在生自专业的《集散控制系统组态与调试》和《PLC保护系统及优化》中来进行详细学习。原来《过程控制仪表》课程中关于电厂自动化设备部分主要剩余执行器、变频器和各种阀门。因此，本课程教学改革的第一个重要目标就是关于课程内容的选取和组合。
（二）授课方式改革目标
在课程未实施教学改革之前，由于实验设备、教学资源的短缺，学生主要是学习一些设备的原理、作用、性能等理论知识。而对设备的实践操作学习较少。学习完这门课程以后，即使知道了执行器的具体原理，但走上工作岗位以后，仍然不会使用这些设备，造成设备出现故障无法维护，很明显是学非所用。因此，本课程教学改革的另外一个重要目标，就是要更偏重实操，更注重实用，在授课过程中采用理论和实践相结合的一体化授课模式。
（三）师资配备改革目标
课程原先的授课教师主要是在校教师，这些教师虽然对理论知识比较熟悉，但是大多没有现场工作经验，甚至没有机会接触现场比较先进的、智能化的、高端的设备，对于设备在使用中容易出现的故障，以及如何解决故障问题缺乏经验。这样，即使实验室配备了先进的实验设备，授课的效果也会因为教师经验问题而大打折扣。因此，这门课程的授课今后主要采用在校教师和现场工程师相结合的师资力量。从现场聘请有经验的工程师，主要侧重讲解实践知识，在校教师侧重理论知识和课堂的组织，这样就会获得得较高的教学质量和效果。
二、实验室建设
《执行器检修》课程需要采用理论实践一体化的授课方式，课程所需要的实践工作场所必不可少。
课程建设小组摒弃已有的、陈旧的、现场已经被淘汰的实验设备，通过深入周边的发电企业、电建企业。了解近年来，在企业中被广泛使用的电动执行器、气动执行器、液动执行器的品牌、效果、价位、使用场所等等；用人单位对学生在执行器方面都有哪些需求，需要了解到哪些基本知识，具有哪些基本技能，从而确定采购实验设备的方向。
在现场中，执行器一般都是安装在管道上用来控制管道介质的流量，它和变送器、控制器可以形成一个闭环系统。执行器必须安装在某个管道上、才能对设备进行基本的操作、调试、维护。因此，实验设备是构成一个工作平台——执行器管道系统。（见下图1）
执行器管道系统由8个支路组成，每一支路上装有执行器、变送器、调节阀、电磁流量计、手阀。其中前四个支路装有SIPOS电动执行器，另外四个支路装有FISHER气动执行器，并配备相应的西门子电气阀门定位器。另外在电动和气动执行器支路上各有两路装有开关型电动阀门。同时，在控制柜内还安装有四台西门子变频器，主要对四个支路上的泵的转速进行调节。所有支路的手动操作和电源开关安装在控制柜内。执行器管道系统还可以远程和过程控制实验室的DCS控制连接起来，传递检测信号给DCS，DCS处理以后，传递控制信号给执行器进行动作。这样的设计和发电企业的实际情况完全相同。
三、课程内容的总体设计
课程以学习目标为核心，按照学习内容要求和现有实验室仪器、设备、工具等条件，对课程教学进行了总体设计。根据执行器的类型和相互的衔接关系，将教学内容设计为4个学习情境，共12个学习工作任务。
学习情境1中主要是学习执行器的基本知识：概念、类型、功能、管道系统设计的原理、包含的设备、控制柜内的各个元件作用。在电厂中，电动执行器的使用占到70%。学习情境2主要针对电动执行器的安装、接线、检修、调试等内容的学习。学习情境3主要是气动、液动执行器的接线、调试、检修和维护。任务4.1中学习调节阀的类型、参数、选型、流量特性等概念。任务4.2学习变频器的工作原理、接线、参数设置等内容。
四、创新特色
（一）校企合作开发
课程小组首先赴陕西境内发电厂和电建企业现场调研，收集到相关的建议和意见，合理安排组织课程的内容和形式。同时，课程开发过程中，邀请了电厂的自动化工程师参与了课程开发，实现了真正意义上的校企合作。
（二）校内教师和现场工程师的联合授课
课程中有些检修、調试的内容和现场的工作实际情况完全一致，校内的授课教师缺乏这方面的经验，因此我们为了取得更好的授课效果，组成了校内教师和现场工程师联合授课。各自取长补短，提高效率。
（三）工作任务设计和现场完全一致
参照典型工作任务“执行机构的安装、调试、维护”，课程总共安排了4个学习情境，12个工作任务，工作任务的设计和现场实际工作中的内容完全一致，实现了企业和学校的零距离接轨。
（四）授课过程中，各小组工作任务的交叉学习
由于实验室设备资源的相对短缺，目前电动执行器和气动执行器各有四台，而根据一个班级的人数，最少也要分成8个小组。如果大家都进行一个任务的学习，只能有四组学生有实验设备，其他四组的学生将无法进行学习，因此，我们采用交叉学习的方法，前四组在学习电动的过程中，后四组就可以学习气动执行器的内容。这样既节省了设备，又节约了时间。而且前面学习的学生还可以给后面学习的学生做指导，共同提高。
参考文献：
[1]王鸿懿.“热工过程控制仪表”课程建设与改革[J].中国电力教育.2011.26
[2]李忠虎.“控制仪表及装置”课程教学方法探索与思考[J].中国冶金教育。2008.03
[3]闫茹.《过程控制仪表》课程教学方法的探索与实践[J].内蒙古石油化.2011.20
[4]程蔚萍.热工自动控制设备[M].中国电力出版社
[5]文群英，潘汪杰.“热工检测技术”课程教学改革探讨[J].中国电力教育.2010（01）
[6]黄学章.自动检测和过程控制课程教学改革与实践[J].湖南医科大学学报（社会科学版）.2010（01）