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本文作者：黄斌 傅程 单位：东北石油大学石油工程学院
“输气管道设计与管理”课程是油气储运工程专业的专业课之一,在本专业整体学科构成中占有重要地位。课程的目的是培养学生从事现代输气管道规划设计与运行管理的基本能力,使学生能够掌握输气管道工艺设计与运行管理的基本理论、方法与工具。但在近年教学过程中,课程内容和讲授存在着和工程实际脱节等问题,因此,笔者提出了将CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)理念引入到该课程的教学改革当中,用以解决当前课程中存在的问题。
1“输气管道设计与管理”课程内容简介
该课程主要介绍天然气管道输送中涉及到的天然气的基本性质、天然气长输管道的工艺设计和运行管理等知识和理论。主要内容有:输气管段稳态水力计算、输气管段稳态热力计算、输气管道运行工况分析与模拟、输气管道工艺方案设计等。
2存在问题
“输气管道设计与管理”课程设置的目的是培养天然气长距离输送及相关领域从事设计、生产、施工和技术管理的复合型人才,工程特色明显。但是从相关用人单位反馈情况来看,普遍反映存在着理论知识强、实践能力差,解题能力强、动手能力欠缺的问题,这与课程实践条件、课程设置有一定关系,但是也反映了教学过程中存在一定问题。首先,受传统教学观念影响,重理论,轻实践,内容更新较慢,与工程实际存在脱节现象。目前,管道运营管理已进入全数字时代,教学内容滞后情况严重。其次,缺乏合理的教学模式,教学方法单向灌输,创新思维滞后,多以讲授为主,枯燥知识灌输多于学生兴趣的培养。结业时常将考试成绩作为评价学生能力的唯一标准,考试时多以记忆性的问题和选择题代替了分析性问题,缺乏应用和实践能力的考察,严重影响了人才培养质量[1]。与“输气管道设计与管理”面临的情况相似,此种情况在高等工程教育规模位居世界第一的我国不少高校普遍存在。在此背景下,培养创新能力强、适应经济社会发展需要的工程技术人才成为工程教育的当务之急,教育部提出的“卓越工程师教育培养计划”就提出了“强化培养学生的工程能力和创新能力”、“促进工程教育改革和创新”、“提高我国工程教育人才培养质量”等重要观点。
3解决方法
3.1借鉴CDIO理念,设计教学内容
CDIO是英文单词“构思”(Conceive)、“设计”(Design)、“实施”(Implement)、“运行”(Operate)的缩写[2～3]。它以工程项目为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机衔接的方式完成工程项目,达到掌握理论知识的目的。CDIO培养大纲将工科学生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。而这些能力正是目前油气储运工程专业教学方式所欠缺的。而借鉴CDIO理念,开展课程的教学改革不失为解决该问题的好办法。因此,在教学过程中增加输气管道的设计任务,让输气管道的设计贯穿整个课程讲解过程中,每完成部分教学任务,则要求完成相应部分的管道设计任务。这样学生在学习理论知识后,很快将所学知识应用到实际的工程设计当中,既熟练掌握了所学内容,又增强了实际动手能力。
3.2将CDIO引入教学环节,灵活运用多种教学方法和手段
采用板书和多种媒体结合,课堂讲授与讨论结合,准备值得探讨思考的问题分组准备等等,多种教学方法和手段的应用,能够激发学生的学习兴趣,提升学生独立思考问题的能力,让学生更从容的掌握教学中的难点、重点,使教学和学习活动更生动。通过这些锻炼,培养学生的动手实践能力、表达思维能力,团队意识。同时,设计创新设计性实验,要求学生通过设计、实现、观察、进而分析结果,得出自己的结论,在实践中体验CDIO(构想-设计-实现-操作)的教育理念。
3.3借鉴CDIO的多样化评价原则,制定多指标考核体系
借鉴CDIO的多样化评价原则,利用多种考核方式考查学生的个人能力、人际能力以及产品、过程和系统的构建能力。因此,在“输气管道设计与管理”课程考试环节,可以尝试将输气管道的各部分设计内容作为大作业,要求学生在各部分课程讲授之后完成,以次作为考核指标之一。另外,也可以将综合性创新实验纳入到考核体系中,在学生小组完成相应实验后,小组分工总结报告,并向实验评定组汇报,评定组则由相关课程教师组成。藉此可引导学生自觉的将理论学习与工程实践结合,重视实际动手操作,同时培养了学生创新精神和团队意识,又将考试和能力考查有机地结合起来,形成了多指标的课程考核体系。
4结语
借鉴CDIO理念,对“输气管道设计与管理”每一部分教学内容、每一个教学环节进行深入的设计和改革,能够达到培养学生的创新思维、动手能力和团队精神,提高油气储运工程专业学生培养质量的目的。但是在教学过程中,将每一项改革都细致实施,仍然需要教师在其中起到主导作用,因此,加强教师教学素养、增强教师责任心同样十分重要。