多媒体技术在高职《化工仪表及自动化》课程教学中的运用

2022-11-03

多媒体教学作为一种新的教学模式, 是特指运用多媒体计算机并借助于预先制作的多媒体教学软件来开展的教学活动过程。它又可以称为计算机辅助教学 (computer assisted instruction, 即CAI) 。多媒体计算机辅助教学是指利用多媒体计算机, 综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图形、图像、影像等多种媒体信息, 把多媒体的各个要素按教学要求, 进行有机组合并通过屏幕或投影机投影显示出来, 同时按需要加上声音的配合, 以及使用者与计算机之间的人机交互操作, 完成教学或训练过程[1]。

《化工仪表及自动化》是高职高专类院校精细化学品生产技术专业的一门专业课程, 课程的综合性很强。学习《化工仪表及自动化》必须具备的基础知识较多, 有《高等数学》、《化工原理》、《电工学》、《电子技术》等等。本课程的任务是使学生初步掌握化工仪表及化工自动化方面的基础知识和技能, 培养学生分析和解决工程实际问题的能力[2]。

《化工仪表及自动化》课程的内容比较丰富, 主要包括:化工生产中主要工艺参数 (压力、流量、物位、温度) 的测量原理及显示仪表、自动控制系统基础知识、对象的特性和建模、基本控制规律、控制器、执行器、典型化工单元的控制方案等[3]。由于其理论比较抽象, 粉笔加黑板的传统教学模式使学生理解困难。尽管实验可以提高学生的理解力和动手能力, 但由于资金等各方面的原因, 学生能够直接使用目前较先进仪表和控制装置的高校还相当少。为了更好地配合教学, 充分调动学生的积极性和创造性, 本人利用多媒体进行了《化工仪表及自动化》课程的教学并取得了一定的效果。

对于《化工仪表及自动化》这门课程来讲, 采取多媒体教学的好处体现在以下几个方面。

1 讲授生动, 提高学生学习的兴趣

《化工仪表及自动化》课程理论比较抽象, 学生一般不易很好掌握。这时如果采用常规的教学, 学生听都难以听懂, 更谈不上学习的兴趣了。采用多媒体教学手段, 学生在听到教师语言陈述时, 能同时看到动画, 从而有可能形成视觉和听觉的恰当联系, 最大限度地为激发学生的求知欲、探索欲等创造条件, 为以后的科研打下坚实的基础。比如, 对于控制阀, 通过FLASH动画, 学生能很清楚地看到各种阀门的差别。又如, 对教材中一些抽象概念, 如差压式液位测量中, “量程迁移”就是一些数学公式的推导, 教学时板书显得较为枯燥。但用FLASH动画体现“迁移”的全过程, 就能形象而准确地描述这一概念。所有这些均较好地弥补了教材和传统教学模式的不足。

2 突出教学重点, 信息量大

《化工仪表及自动化》课程的内容很丰富, 为了在有限的时间内使学生能掌握基本的知识, 就需要突出教学重点, 将重点的地方着重进行讲叙。采用多媒体教学就能很方便地根据自己的教学设计对教学内容进行相应的取舍, 以达到强化重点的目的。

化工仪表及自动化和其它的学科一样, 发展十分迅速, 为了扩大学生的知识面, 使用多媒体课件教学, 可以增加课堂信息量, 提高教学效率, 在有限的时间内, 讲授更为丰富的理论知识和与本学科相关的发展态势。比如, 讲授到DCS系统中的CENTUM-CS集散控制系统时结合该系统的工业应用实例进行讲解。

又如, 在调节器的各种调节规律中, 应用最为广泛的调节规律为比例积分微分调节, 即PID调节。但对学生来说, PID控制相对比较难以理解, 为了使学生更好地掌握PID调节, 除课本上的内容外, 还从其它媒体上摘录一些PID调节方面的内容, 如周晓红对“PID调节在火炸药化工生产仪表中的应用”进行了详细的介绍[4]。通过这种实例的介绍能使学生对PID调节有更深的理解同时扩大了学生的知识面。

3 有助于提高学生的学习效率

在传统教学手段下, 学生需要记课堂笔记, 有些同学不能正确处理好听课与记笔记的关系。有的同学只听不记, 过后易忘;有的同学只记不听, 效率低下。而在多媒体教学中, 学生可以专心听讲, 课后只需下载教师的备课笔记或课件, 即可达到复习的目的。

另外, 多媒体教学共享性强, 不但可以下载本校教师的课件, 还可以下载外校教师的优质课件。华东理工大学、河北科技大学等高校的《化工仪表及自动化》课程都是精品课程, 资源丰富, 可组织学生在课后进行相关的学习。

4 模拟实验过程, 提高学生能力

高职教育是以培养学生职业素质和职业技能为主, 教学质量由社会来检测, 检测的标准是看学生能否适应岗位要求, 因此更应注重对学生能力的培养和提高。教学过程应当成为教师与学生、学生与学生的交往过程。构建一个和谐轻松、平等友好的教学环境, 是培养学生创新精神和自主学习能力的重要前提。充分利用现代教学手段, 采用多媒体教学, 能增强师生、学生与学生间的互动, 使学生能在一个宽松的条件下进行学习。

《化工仪表及自动化》课程是一门应用性、实践性很强的课程。而由于种种原因的限制, 学生实践的机会相当少, 到生产现场进行仪表控制的操作更加困难。为了培养学生的实际分析、解决问题的能力, 除了加强实践教学环节, 多媒体教学也起到了一定的作用。例如, 对于复杂控制系统, 教学要求上只要求学生做一般性的了解, 因此, 可不必专门安排实验, 通过多媒体技术, 让学生加深其对复杂控制的认识。如可通过多媒体模拟演示上、下水箱液位串级控制系统的整个过程来达到教学目的。

总之, 采用多媒体技术进行《化工仪表及自动化》课程的教学, 能起到很好的教学效果。同时我们也应该看到, 多媒体辅助课堂教学是对传统课堂教学模式的一种补充和发展, 运用多媒体课堂教学也是课堂教学发展的必然趋势。随着《化工仪表及自动化》课程知识的不断更新、教学内容的不断发展以及教学形式的不断改进, 多媒体教学也需要不断地加以完善, 以适应教学发展的需要。

摘要：在《化工仪表及自动化》课程教学中, 引入多媒体技术, 利用多种教学方法和手段, 注重理论和实际结合, 以培养学生的能力为目标, 使得教学质量有了显著提高。

关键词：化工仪表及自动化,多媒体,教学