基于CDIO工程理念的油氣儲運工程專業(yè)綜合改革方案設(shè)計

【摘要】CDIO教學模式是培養(yǎng)學生工程能力、個人素質(zhì)和團隊精神的有效手段。結(jié)合油氣儲運工程專業(yè)的現(xiàn)狀，研究了基于CDIO工程理念的油氣儲運工程專業(yè)綜合改革的思路及改革方案。提出了以長輸管道設(shè)計為一級項目，包括主體設(shè)計、附屬設(shè)施設(shè)計等二級項目，以及六個三級項目的項目化課程體系。同時提出了教學改革過程中需要注意的主要問題，為本專業(yè)后續(xù)改革的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】CDIO專業(yè)綜合改革油氣儲運工程項目化課程體系

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）05-0233-02

一、概述

油氣儲運工程專業(yè)主要培養(yǎng)在石油、天然氣儲存和運輸及相關(guān)領(lǐng)域從事設(shè)計、生產(chǎn)、施工和技術(shù)管理的復合型人才。受益于近年來石油石化行業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)外油氣儲運行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，對專業(yè)人才的需求大幅提升，連續(xù)三年入圍教育部公布的全國就業(yè)較好的10個“綠牌”專業(yè)之一。

中國民航大學油氣儲運工程專業(yè)于2001年設(shè)立，2002年開始招生，至今已有本科畢業(yè)生319人，目前在校生總數(shù)317人。專業(yè)開設(shè)多年來，在教學、科研、師資隊伍建設(shè)等方面均取得了長足進步，歷年就業(yè)率均在我校名列前茅，民航系統(tǒng)內(nèi)就業(yè)率也逐年提高。但是從用人單位以及畢業(yè)生的反饋來看，普遍存在理論知識扎實，但動手能力欠缺，創(chuàng)新意識不足，團隊合作經(jīng)驗短缺等問題，這與專業(yè)實踐條件，師資隊伍構(gòu)成等有密切關(guān)系，但是也反應了教學過程中對學生的工程系統(tǒng)能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新意識，獨立解決問題能力的鍛煉有所欠缺。原因在于，我校油氣儲運工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學模式，一直沿襲了各石油院校的傳統(tǒng)模式，過于強調(diào)基礎(chǔ)教育，無法實現(xiàn)對工程化人才培養(yǎng)目標的支撐。

CDIO工程教育模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式進行學習。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這四個層面達到預定目標。經(jīng)驗表明，CDIO教育模式，對于學生上述各方面能力的培養(yǎng)是有效的。

因此，從“專業(yè)綜合改革試點”項目的立足點出發(fā)，按照明確專業(yè)定位、注重學科內(nèi)涵、突出專業(yè)特色和優(yōu)勢、強化工程背景的原則，通過借鑒CDIO工程教育的理念，合理設(shè)計油氣儲運工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，推進培養(yǎng)模式、教學團隊、課程教材、教學方式、教學管理等專業(yè)發(fā)展重要環(huán)節(jié)，循序漸進的開展油氣儲運專業(yè)的CDIO專業(yè)綜合改革研究，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

二、專業(yè)綜合改革設(shè)想

通過調(diào)查和分析，總結(jié)油氣儲運工程專業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)驗和不足，明確專業(yè)定位及專業(yè)建設(shè)存在的問題。針對存在的問題，以實施“專業(yè)綜合改革”為契機，借鑒CDIO工程教育理念，從培養(yǎng)方案制定、課程體系建立、師資隊伍建設(shè)等方面，對專業(yè)進行綜合化、專業(yè)化、實踐化改革，以制定科學合理的人才培養(yǎng)方案，設(shè)計一體化的課程體系，構(gòu)建綜合化實踐教學體系，形成團結(jié)創(chuàng)新的教學團隊，以建設(shè)符合CDIO工程教育理念，具有自身特色的油氣儲運工程專業(yè)，為行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)人才，實現(xiàn)工程化創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標。

1.以CDIO工程教育為理念，設(shè)定專業(yè)培養(yǎng)目標

以CDIO工程教育為理念，在充分考慮社會、政府、行業(yè)、教師、家長和學生等利益相關(guān)者訴求的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)高等教育的實際情況以及我校在人才培養(yǎng)方面的實踐經(jīng)驗，總結(jié)專業(yè)發(fā)展中的經(jīng)驗和不足，探索專業(yè)培養(yǎng)的新模式、新方法和新機制，明確專業(yè)定位，設(shè)定專業(yè)培養(yǎng)目標。聽取用人單位、畢業(yè)生等利益相關(guān)方的建議，對原有培養(yǎng)方案進行重組和定位，對課程結(jié)構(gòu)、授課次序和關(guān)聯(lián)關(guān)系進行優(yōu)化設(shè)計，嘗試以“項目實現(xiàn)”作為工程實踐教育的組織原則， 培養(yǎng)工科學生具備在現(xiàn)代工程環(huán)境下生存和成長的知識、能力和素質(zhì)。

圍繞培養(yǎng)目標構(gòu)建課程體系，采用能力和項目交叉的方式，制定CDIO專業(yè)培養(yǎng)方案。使學生能夠掌握專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、先進技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，同時得到多學科、大系統(tǒng)的掌控意識，團隊協(xié)作與溝通能力及獨立從事油氣儲運工程施工設(shè)計管理的鍛煉，培養(yǎng)出創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。

2.以項目驅(qū)動為載體，設(shè)計一體化課程體系

按照CDIO大綱的具體要求，依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，對專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程進行梳理與整合，設(shè)計一體化的CDIO項目體系，形成由初、中、高級項目構(gòu)成的一條貫穿整個培養(yǎng)階段的主線。

油氣儲運工程專業(yè)與電子信息工程等專業(yè)有不同特點，設(shè)計各類項目的難度較大，缺少成功的案例可供參考，需要通過摸索和研究，設(shè)計適用于油氣儲運工程專業(yè)特色的基本設(shè)計——實現(xiàn)項目，高級設(shè)計——實現(xiàn)項目，以滿足專業(yè)培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)目標的需求。

項目按規(guī)模和范圍可以劃分為三個級別：一級項目貫穿幾個學期甚至幾個學年，由本專業(yè)多數(shù)工程設(shè)計類課程構(gòu)成，符合專業(yè)的工程培養(yǎng)目標；二級項目也叫學期項目，由一個學期內(nèi)的部分相關(guān)課程組成，重點突出對某項能力的培養(yǎng)要求；三級項目也叫課程項目，為單門課程內(nèi)增強該門課程能力與理解而設(shè)的項目，根據(jù)課程的需要和課程教學標準的要求而定。

綜合考慮油氣儲運工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標和各課程教學大綱，依據(jù)如下模式構(gòu)建項目體系：選擇一條長距離輸油管道的設(shè)計任務作為一級項目，并將之分解為主體、站場、泵房等二三級設(shè)計任務。要求學生在學習相應課程的過程中，完成各個設(shè)計任務，最終掌握設(shè)計整條管道的方法和技能。最終確定了1個一級項目，2個二級項目和6個三級項目，如表1：

表1 項目劃分

項目以及項目的實施過程對學生綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，在工程教育中扮演著重要的角色。所有學生至少要參加兩輪或更多完整的項目實施過程，以便更好地為其學科知識和各方面能力的學習提供支撐。

3.以師資建設(shè)為保障，組建高水平教學團隊

如果期望教師教授綜合專業(yè)知識并培養(yǎng)學生工程實踐能力，那么必須提供足夠的資源使教師具備這些能力并得到發(fā)展，因此，CDIO教學模式改革對高水平教師隊伍建設(shè)提出了更高的要求。

為了建設(shè)一支既能勝任教學工作，又能開展教研、科研工作，既具有較高的理論水平又具有實際動手能力的全面發(fā)展的教師隊伍，師資隊伍配備可本著“專兼結(jié)合，長短相輔”的原則，采用校內(nèi)專業(yè)教師和企業(yè)兼職教師結(jié)合的方式。一方面，采取企業(yè)培訓、掛職鍛煉、項目合作等方式，不斷更新專業(yè)教師的教學理念，提高專業(yè)教師的工程能力和綜合素質(zhì)。另一方面，聘請有企業(yè)工作經(jīng)歷和教學能力的專兼職教師進行授課，指導學生進行各類工程實踐。有條件的專業(yè)課程及其實驗，選聘有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師和企業(yè)外聘教師共同授課，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4.以校企合作為依托，搭建校外實踐教學平臺

利用企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的資源建立校外實踐教學基地，是工程教育的主要特色。通過校企合作模式，可以彌補學校辦學資源的不足。學生進入企業(yè)工程生產(chǎn)一線，可以熟悉相應領(lǐng)域的行業(yè)標準及高效的企業(yè)組織管理政策，擴大學生的視野，激發(fā)學生學習的積極性，促進理論知識與工程實踐的有機結(jié)合，提升學生專業(yè)技能與職業(yè)素質(zhì)。為了避免合作形式浮于表面，實踐基地淪為參觀基地，需建立有效保障運行機制，制定既符合教學規(guī)律，又滿足企業(yè)需求的人才培養(yǎng)實踐教學計劃，形成校企之間人才共育、過程共管、成果共享、責任共擔、雙方共贏的合作模式。

三、項目實施中的主要問題

1.教師的角色轉(zhuǎn)變

在CDIO工程教育模式下，教師不再是科學知識的講授者，而是為學生創(chuàng)設(shè)教學環(huán)境的組織者，提供教學幫助的咨詢者，設(shè)計學習項目的設(shè)計者，開發(fā)教學資源的引導者，學生教學效果的評價者。將教師與學生的關(guān)系從教師單向的知識傳授擴展至師生基于問題解決的互動學習，并由傳統(tǒng)教學中的“主講教師”，轉(zhuǎn)變成了CDIO工程教育項目中的“指導教師”。在教學過程中，引導學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將學生以繼承知識為主的被動學習引導至對未知事物探索的主動學習，使學生不再是知識的被動接受者，而成為知識的主動建構(gòu)者，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及協(xié)作能力。

2.實踐條件不足的解決手段

工程教育最大的問題往往是實習場所受限、實踐條件不足。另外，學生接受的理論知識貫穿整個生產(chǎn)周期，如管道的規(guī)劃、設(shè)計、施工、投產(chǎn)、運行等，通常需要3-5年，不同階段由不同類型公司完成。但在實踐過程中，學生不可能有機會接觸完整的生產(chǎn)流程。這在很大程度上限制了學生現(xiàn)場實習的時間和實習深度，走馬觀花似的流程，無法滿足工程能力培養(yǎng)的要求。

項目組申報建設(shè)了“油氣管道綜合實訓實驗室”，提供給學生泵、空氣壓縮機、管段、管件、閥門、流量計、壓力表等各種零部件，學生在完成油氣管道、燃氣輸配系統(tǒng)的設(shè)計計算后，可以利用現(xiàn)有設(shè)備，將設(shè)計方案搭建起來，完成管道系統(tǒng)的組裝、試運、調(diào)整、運行和優(yōu)化的一體化過程訓練，是提高學生工程動手能力、團隊協(xié)作能力的有效手段。

該實驗室還可為生產(chǎn)實習、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)提供支撐，在很大程度上彌補了實踐條件不足的問題。

3.項目實施中的團隊能力

團隊合作能力的培養(yǎng)是傳統(tǒng)教學中薄弱環(huán)節(jié)，CDIO模式可以給學生創(chuàng)造條件、提供場地，讓學生以一個工程技術(shù)人員的身份參與項目實施工作。在項目完成過程中，學生被劃分為團隊，在合理分工的基礎(chǔ)上開展研討、交流、協(xié)作，在導師指導下完善構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)，并在各個階段接受評估，最終滿足任務要求。為了保證項目的順利實施，通常指導教師也需要多人協(xié)同，以團隊形式出現(xiàn)，共同完成項目的指導工作。

4.課業(yè)考核的評價方法

CDIO項目的考核評價強調(diào)“過程”，關(guān)注知識、技能學習等中間環(huán)節(jié)，關(guān)注實踐環(huán)節(jié)及工程應用能力，力求知識與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。通過評價向?qū)W生傳遞有關(guān)教學目標的主要信息，讓學生更加清楚地知道應該在學習過程中了解什么、掌握什么。具體評價方式包括任務完成過程的表現(xiàn)、提交的設(shè)計任務情況以及任務完成后的答辯環(huán)節(jié)等。課業(yè)評價的功能不只在于幫助學生發(fā)現(xiàn)自己學習中的問題，找到應該改進的地方，從另一個角度來講，通過教師在評價后的充分肯定、鼓勵和贊揚，還能使學生在考核中發(fā)現(xiàn)個人的優(yōu)勢和長處，從而產(chǎn)生向更高的目標邁進的信心和熱情。

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作者簡介：崔艷雨（1973- ），男，博士，副教授，主要研究方向為航空油料系統(tǒng)腐蝕與防護。