本文作者：黃斌 傅程 單位：東北石油大學石油工程學院

“輸氣管道設計與管理”課程是油氣儲運工程專業的專業課之一,在本專業整體學科構成中占有重要地位。課程的目的是培養學生從事現代輸氣管道規劃設計與運行管理的基本能力,使學生能夠掌握輸氣管道工藝設計與運行管理的基本理論、方法與工具。但在近年教學過程中,課程內容和講授存在著和工程實際脫節等問題,因此,筆者提出了將CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)理念引入到該課程的教學改革當中,用以解決當前課程中存在的問題。

1“輸氣管道設計與管理”課程內容簡介

該課程主要介紹天然氣管道輸送中涉及到的天然氣的基本性質、天然氣長輸管道的工藝設計和運行管理等知識和理論。主要內容有:輸氣管段穩態水力計算、輸氣管段穩態熱力計算、輸氣管道運行工況分析與模擬、輸氣管道工藝方案設計等。

2存在問題

“輸氣管道設計與管理”課程設置的目的是培養天然氣長距離輸送及相關領域從事設計、生產、施工和技術管理的復合型人才,工程特色明顯。但是從相關用人單位反饋情況來看,普遍反映存在著理論知識強、實踐能力差,解題能力強、動手能力欠缺的問題,這與課程實踐條件、課程設置有一定關系,但是也反映了教學過程中存在一定問題。首先,受傳統教學觀念影響,重理論,輕實踐,內容更新較慢,與工程實際存在脫節現象。目前,管道運營管理已進入全數字時代,教學內容滯后情況嚴重。其次,缺乏合理的教學模式,教學方法單向灌輸,創新思維滯后,多以講授為主,枯燥知識灌輸多于學生興趣的培養。結業時常將考試成績作為評價學生能力的唯一標準,考試時多以記憶性的問題和選擇題代替了分析性問題,缺乏應用和實踐能力的考察,嚴重影響了人才培養質量[1]。與“輸氣管道設計與管理”面臨的情況相似,此種情況在高等工程教育規模位居世界第一的我國不少高校普遍存在。在此背景下,培養創新能力強、適應經濟社會發展需要的工程技術人才成為工程教育的當務之急,教育部提出的“卓越工程師教育培養計劃”就提出了“強化培養學生的工程能力和創新能力”、“促進工程教育改革和創新”、“提高我國工程教育人才培養質量”等重要觀點。

3解決方法

3.1借鑒CDIO理念,設計教學內容

CDIO是英文單詞“構思”(Conceive)、“設計”(Design)、“實施”(Implement)、“運行”(Operate)的縮寫[2～3]。它以工程項目為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機銜接的方式完成工程項目,達到掌握理論知識的目的。CDIO培養大綱將工科學生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面,大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。而這些能力正是目前油氣儲運工程專業教學方式所欠缺的。而借鑒CDIO理念,開展課程的教學改革不失為解決該問題的好辦法。因此,在教學過程中增加輸氣管道的設計任務,讓輸氣管道的設計貫穿整個課程講解過程中,每完成部分教學任務,則要求完成相應部分的管道設計任務。這樣學生在學習理論知識后,很快將所學知識應用到實際的工程設計當中,既熟練掌握了所學內容,又增強了實際動手能力。

3.2將CDIO引入教學環節,靈活運用多種教學方法和手段

采用板書和多種媒體結合,課堂講授與討論結合,準備值得探討思考的問題分組準備等等,多種教學方法和手段的應用,能夠激發學生的學習興趣,提升學生獨立思考問題的能力,讓學生更從容的掌握教學中的難點、重點,使教學和學習活動更生動。通過這些鍛煉,培養學生的動手實踐能力、表達思維能力,團隊意識。同時,設計創新設計性實驗,要求學生通過設計、實現、觀察、進而分析結果,得出自己的結論,在實踐中體驗CDIO(構想-設計-實現-操作)的教育理念。

3.3借鑒CDIO的多樣化評價原則,制定多指標考核體系

借鑒CDIO的多樣化評價原則,利用多種考核方式考查學生的個人能力、人際能力以及產品、過程和系統的構建能力。因此,在“輸氣管道設計與管理”課程考試環節,可以嘗試將輸氣管道的各部分設計內容作為大作業,要求學生在各部分課程講授之后完成,以次作為考核指標之一。另外,也可以將綜合性創新實驗納入到考核體系中,在學生小組完成相應實驗后,小組分工總結報告,并向實驗評定組匯報,評定組則由相關課程教師組成。藉此可引導學生自覺的將理論學習與工程實踐結合,重視實際動手操作,同時培養了學生創新精神和團隊意識,又將考試和能力考查有機地結合起來,形成了多指標的課程考核體系。

4結語

借鑒CDIO理念,對“輸氣管道設計與管理”每一部分教學內容、每一個教學環節進行深入的設計和改革,能夠達到培養學生的創新思維、動手能力和團隊精神,提高油氣儲運工程專業學生培養質量的目的。但是在教學過程中,將每一項改革都細致實施,仍然需要教師在其中起到主導作用,因此,加強教師教學素養、增強教師責任心同樣十分重要。