化工儀表自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)

化工儀表自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)一、課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：

1.理解化工儀表自動(dòng)化的基本概念，掌握常見(jiàn)儀表的工作原理及功能；

2.掌握自動(dòng)化控制系統(tǒng)的組成、分類(lèi)及特點(diǎn)；

3.了解化工過(guò)程中自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則和方法。

技能目標(biāo)：

1.能夠正確選用、安裝、調(diào)試和維修常見(jiàn)的化工儀表；

2.能夠運(yùn)用自動(dòng)化控制原理分析、解決化工過(guò)程中的控制問(wèn)題；

3.能夠設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化工自動(dòng)控制系統(tǒng)，并進(jìn)行仿真與優(yōu)化。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：

1.培養(yǎng)學(xué)生對(duì)化工儀表自動(dòng)化的興趣，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，提高探究精神；

2.培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，樹(shù)立工程意識(shí)，增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；

3.培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注化工行業(yè)發(fā)展，認(rèn)識(shí)自動(dòng)化技術(shù)在化工領(lǐng)域的重要性，提高社會(huì)責(zé)任感。

課程性質(zhì)分析：

本課程為專(zhuān)業(yè)核心課程，旨在使學(xué)生掌握化工儀表自動(dòng)化技術(shù)的基本原理、設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用技能，為從事化工過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理等工作奠定基礎(chǔ)。

學(xué)生特點(diǎn)分析：

學(xué)生已具備一定的化工基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐能力，具有較強(qiáng)的邏輯思維和動(dòng)手操作能力，但對(duì)自動(dòng)化技術(shù)的了解相對(duì)有限。

教學(xué)要求：

1.結(jié)合實(shí)際工程案例，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力；

2.采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、積極參與；

3.強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和創(chuàng)新能力。

二、教學(xué)內(nèi)容

1.化工儀表自動(dòng)化基本概念：包括儀表的分類(lèi)、功能、性能指標(biāo)等；

參考教材章節(jié)：第一章第一節(jié)

2.常見(jiàn)化工儀表工作原理及選用：流量計(jì)、壓力計(jì)、溫度計(jì)、液位計(jì)等；

參考教材章節(jié)：第一章第二、三節(jié)

3.自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成與分類(lèi)：開(kāi)環(huán)控制、閉環(huán)控制、復(fù)合控制等；

參考教材章節(jié)：第二章第一節(jié)

4.化工過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則與方法：系統(tǒng)穩(wěn)定性、快速性、準(zhǔn)確性等；

參考教材章節(jié)：第二章第二節(jié)

5.常見(jiàn)控制策略及控制器：PID控制、模糊控制、自適應(yīng)控制等；

參考教材章節(jié)：第二章第三節(jié)

6.化工儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與維修；

參考教材章節(jié)：第三章

7.自動(dòng)化控制系統(tǒng)的仿真與優(yōu)化；

參考教材章節(jié)：第四章

8.化工儀表自動(dòng)化在典型化工過(guò)程中的應(yīng)用案例分析；

參考教材章節(jié)：第五章

教學(xué)安排與進(jìn)度：

1.基本概念與常見(jiàn)儀表（2周）

2.自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成與分類(lèi)（2周）

3.控制策略及控制器（3周）

4.化工過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3周）

5.安裝、調(diào)試與維修（2周）

6.仿真與優(yōu)化（2周）

7.應(yīng)用案例分析（2周）

教學(xué)內(nèi)容注重科學(xué)性和系統(tǒng)性，結(jié)合實(shí)際案例，使學(xué)生掌握化工儀表自動(dòng)化技術(shù)的基本知識(shí)和實(shí)踐技能。

三、教學(xué)方法

為確保教學(xué)效果，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，本課程將采用以下多樣化的教學(xué)方法：

1.講授法：通過(guò)系統(tǒng)的講解，使學(xué)生掌握化工儀表自動(dòng)化基本概念、原理和設(shè)計(jì)方法。在講授過(guò)程中，注重條理清晰、深入淺出，結(jié)合實(shí)際工程案例進(jìn)行分析，幫助學(xué)生建立完整的知識(shí)體系。

2.討論法：針對(duì)課程中的重點(diǎn)和難點(diǎn)問(wèn)題，組織學(xué)生進(jìn)行課堂討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考、發(fā)表觀點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和分析能力。

3.案例分析法：結(jié)合典型化工過(guò)程自動(dòng)化的案例，讓學(xué)生分析、討論案例中的關(guān)鍵問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和實(shí)際問(wèn)題解決能力。

4.實(shí)驗(yàn)法：通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程，使學(xué)生親自動(dòng)手操作，加深對(duì)化工儀表和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

5.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法：設(shè)置具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，鼓勵(lì)學(xué)生分組合作，共同完成。在任務(wù)完成過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和解決問(wèn)題的能力。

6.仿真教學(xué)：利用專(zhuān)業(yè)仿真軟件，模擬化工儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行，使學(xué)生直觀地了解系統(tǒng)的工作原理和性能，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力。

7.研討式教學(xué)：針對(duì)課程相關(guān)前沿技術(shù)和熱點(diǎn)問(wèn)題，組織學(xué)生進(jìn)行研討，激發(fā)學(xué)生的學(xué)術(shù)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科研素養(yǎng)。

具體教學(xué)方法應(yīng)用如下：

1.講授法與討論法相結(jié)合，應(yīng)用于基本概念、原理和設(shè)計(jì)方法的教學(xué)；

2.案例分析法與實(shí)驗(yàn)法相結(jié)合，應(yīng)用于化工過(guò)程自動(dòng)化案例分析和實(shí)踐操作；

3.任務(wù)驅(qū)動(dòng)法與研討式教學(xué)相結(jié)合，應(yīng)用于課程設(shè)計(jì)和研究性學(xué)習(xí)；

4.仿真教學(xué)貫穿于整個(gè)課程，輔助學(xué)生理解和掌握自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行原理。

四、教學(xué)評(píng)估

為確保教學(xué)評(píng)估的客觀性、公正性和全面性，本課程將采用以下評(píng)估方式，全面考察學(xué)生的學(xué)習(xí)成果：

1.平時(shí)表現(xiàn)：包括課堂出勤、發(fā)言、討論、小組合作等，占總評(píng)的20%。旨在評(píng)估學(xué)生的課堂參與度、團(tuán)隊(duì)合作能力和溝通表達(dá)能力。

2.作業(yè)：布置課后作業(yè)，包括理論計(jì)算、案例分析等，占總評(píng)的20%。通過(guò)作業(yè)評(píng)估學(xué)生對(duì)課程知識(shí)的理解和掌握程度。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：實(shí)驗(yàn)課程結(jié)束后，學(xué)生需提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，占總評(píng)的20%。評(píng)估學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、數(shù)據(jù)分析能力和問(wèn)題解決能力。

4.課程設(shè)計(jì)：要求學(xué)生分組完成一個(gè)化工儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，占總評(píng)的20%。評(píng)估學(xué)生的綜合運(yùn)用知識(shí)能力、創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)際操作能力。

5.期末考試：閉卷考試，占總評(píng)的20%。內(nèi)容包括基本概念、原理、設(shè)計(jì)方法等，評(píng)估學(xué)生對(duì)整個(gè)課程知識(shí)的掌握程度。

具體評(píng)估方式如下：

1.平時(shí)表現(xiàn)：教師根據(jù)學(xué)生在課堂上的實(shí)際表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)分，確保評(píng)分公正、客觀。

2.作業(yè)：教師對(duì)作業(yè)進(jìn)行批改，評(píng)價(jià)學(xué)生的完成質(zhì)量，及時(shí)反饋，指導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)。

3.實(shí)驗(yàn)報(bào)告：教師評(píng)估實(shí)驗(yàn)報(bào)告的完整性、準(zhǔn)確性和分析深度，給出合理的評(píng)價(jià)。

4.課程設(shè)計(jì)：組織課程設(shè)計(jì)答辯，由教師和其他學(xué)生共同參與評(píng)價(jià)，根據(jù)設(shè)計(jì)方案的合理性、創(chuàng)新性和實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)分。

5.期末考試：按照教學(xué)大綱要求，制定考試題目，全面考察學(xué)生的知識(shí)掌握情況。

五、教學(xué)安排

為確保教學(xué)進(jìn)度和質(zhì)量，本課程的教學(xué)安排如下：

1.教學(xué)進(jìn)度：共計(jì)18周，每周4課時(shí)，總計(jì)72課時(shí)。

-前兩周：化工儀表自動(dòng)化基本概念與常見(jiàn)儀表；

-第3-6周：自動(dòng)化控制系統(tǒng)組成、分類(lèi)及特點(diǎn)；

-第7-9周：控制策略及控制器；

-第10-12周：化工過(guò)程控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

-第13-14周：化工儀表自動(dòng)化系統(tǒng)的安裝、調(diào)試與維修；

-第15-16周：自動(dòng)化控制系統(tǒng)的仿真與優(yōu)化；

-最后兩周：化工儀表自動(dòng)化應(yīng)用案例分析及課程總結(jié)。

2.教學(xué)時(shí)間：根據(jù)學(xué)生的作息時(shí)間，安排在每周的固定時(shí)間進(jìn)行，避免與學(xué)生的其他課程和活動(dòng)沖突。

3.教學(xué)地點(diǎn)：

-理論課程：教室進(jìn)行，便于學(xué)生聽(tīng)講、互動(dòng)討論；

-實(shí)驗(yàn)課程：實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，確保學(xué)生能夠親自動(dòng)手操作；

-課程設(shè)計(jì)：教室與實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合，便于學(xué)生查閱資料、討論方案及進(jìn)行實(shí)際操作。

教學(xué)安排考慮因素：

1.學(xué)生實(shí)際情況：確保教學(xué)時(shí)間與學(xué)生的作息