管道的腐蝕與控制課程的教學改革探索*

劉文婷

(西安石油大學材料科學與工程學院，陜西 西安 710065)

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管道的腐蝕與控制課程的教學改革探索*

劉文婷

(西安石油大學材料科學與工程學院，陜西 西安 710065)

對石油化工行業(yè)來說，金屬管道的腐蝕及其防護至關重要。管道的腐蝕與控制是我校反映專業(yè)特色的一門必修課程。本文結合我校管道的腐蝕與控制課程的基本情況，針對課程存在的主要問題，提出了包括編寫體現(xiàn)行業(yè)特色的課程教材、采用多種教學方法以及增強實驗和實踐環(huán)節(jié)等幾項主要的教學改革措施。結果表明，教學改革提高了課程的教學效果，強化了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，從而提高了人才的培養(yǎng)質量。

管道的腐蝕與控制；教學改革；實踐能力；創(chuàng)新能力

金屬的腐蝕廣泛存在于人們的生活中，腐蝕會造成巨大的經濟損失，國外統(tǒng)計表明，每年由于腐蝕而造成的經濟損失約占國民經濟總產值的1.5%～4.2%[1]。國內統(tǒng)計表明，我國近年來由于腐蝕造成的損失約為5000億元，約占國民經濟生產總值的5%[2]。其次，腐蝕會導致設備破壞從而引發(fā)爆炸等災難性事故、停工停產、造成中的“跑、冒、滴、漏”使生產有毒氣體、液體、核放射物質等外逸，不僅導致不必要的經濟損失，還會污染周圍環(huán)境甚至危及人類的生命安全和健康。因此，高度重視金屬的腐蝕，研究腐蝕的基本原理，減緩和控制腐蝕破壞的發(fā)生，不僅有顯著的經濟效益，而且有巨大的社會效益[1]。

對石油化工行業(yè)來說，腐蝕引起的損失更加嚴重，約占國民經濟生產總值的6%左右[3]。石油化工行業(yè)的生產過程中所涉及到的工藝設備和管道容易遭受嚴重的腐蝕，腐蝕導致這些設備和管道的損害加劇，這不僅增加了生產成本，甚至會造成嚴重的惡性事故。而如果可以采用正確的腐蝕控制技術和方法，可以使腐蝕造成的損失降低25%～30%[3]。此外，目前石油天然氣的輸送主要依靠長距離埋地管道來實現(xiàn)，而所用管材一般為鋼制管道。這些管道在埋地后，多數情況下導致其報廢的主要因素都是腐蝕，因而如何防止這些管道由于腐蝕而造成破壞，就成為一個重要的研究方向。然而，管道的腐蝕有多種類型，不同類型的管道腐蝕的原因也不相同，因此通過相關的課程的學習明確各類腐蝕的產生原因和機理并制定相應可行的防護方法和措施，從而減少管道腐蝕所引起的損失和危害至關重要。此外，考慮我校的學生將來多在石油化工企業(yè)工作，因此結合目前該領域可能遇到的各類金屬腐蝕及其防護工作的要求，對管道的腐蝕與控制這門課程進行教學改革，從而改善教學效果，增強學生的創(chuàng)新實踐能力，對我校的學生及相關石油化工企業(yè)來說十分必要而且意義重大。

1 課程概況及存在的問題

管道的腐蝕與控制是金屬材料工程、材料物理專業(yè)的一門專業(yè)方向必修課程，是反映我校專業(yè)特色一門必修課程。要求學生掌握金屬腐蝕的基礎理論和基本控制方法的原理；了解管道材料和管道成型技術及組織與性能控制方法，掌握研究腐蝕基本理論和方法；掌握腐蝕演化的基本理論，熟悉常用的腐蝕控制方法，能進行金屬防腐方法的選擇，具備一定的分析和解決實際問題的能力。通過本課程的學習，使學生掌握了金屬材料尤其是管道材料在使用環(huán)境中發(fā)生腐蝕的基本原理、規(guī)律和特點以及管道腐蝕控制的基本方法，為以后在工作中從事金屬腐蝕的研究、恰當地控制實際工程結構的腐蝕打下系統(tǒng)而堅實的理論基礎。

課程教學過程中還存在著一些問題：目前有關腐蝕防護的教材以金屬的腐蝕與防護類為主，這些教材沒有充分體現(xiàn)石油化工行業(yè)的腐蝕與防護特色，而且大部分內容較為陳舊，一些新知識、新技術等不能及時體現(xiàn)在教材中，教材的特色性以及創(chuàng)新性不夠。課程教學手段僵化，不靈活多變，學生被動接受知識，不能激發(fā)學生的學習興趣，學習效果差。另外，教學理論與實踐脫節(jié)，課程的理論內容與石油化工行業(yè)的生產實際關聯(lián)性弱，學生的實踐動手能力和創(chuàng)新能力不夠，導致學生不能將所學相關知識靈活應用于實際遇到的具體腐蝕問題，從而產生理論與實踐相脫節(jié)的現(xiàn)象。因此，立足石油化工行業(yè)對腐蝕與防護人才的需求，對課程進行教學改革從而提高防腐蝕人才的素質和能力非常必要。

2 教學改革措施

2.1 編寫體現(xiàn)行業(yè)特色的教材

目前，腐蝕防護的教材主要是《金屬腐蝕與防護》，為了充分體現(xiàn)石油化工行業(yè)內涉及腐蝕的特點以及相應防護措施的特色，我們編寫了《管道的腐蝕與控制》這一課程配套教材。教材圍繞腐蝕的理論基礎和工程應用兩個主題，選擇管道這一典型工程構件，以管道用鋼為中心，系統(tǒng)介紹了管道用鋼在石油化工領域不用環(huán)境中的腐蝕原理、規(guī)律、特點以及相應的防腐蝕措施，尤其是有關油田腐蝕、煉油廠腐蝕原因分析和常用腐蝕防護技術的介紹，以及材料腐蝕性的評定方法等。此外，教材中給出了大量有關管道以及管道材料腐蝕規(guī)律與控制的實例和新近的相關文獻資料，突出了理論基礎與工程實踐的結合，體現(xiàn)了腐蝕學科的最新研究進展和研究成果。該教材可以在保證將腐蝕與防護相關的基礎知識傳授給學生的同時，使學生切身體會到學習這門課程與今后工作之間的關系，從而在思想上充分認識到課程的重要性，有利于激發(fā)學生的自主學習能力。

2.2 采用多種教學方法，提高教學質量

為了提高學生的學習興趣從而提高教學質量，教學過程中要采用多種教學手段，如教師授課中突出課程的重點、難點，引入科研成果和腐蝕與防護案例，采用多媒體等多種教學手段，課前或課后引導學生以案例或知識點為中心展開思考等多種形式。

教師在課堂首先要明確課程內容的重點、難點，著重講清楚基本概念、理論。要幫助學生梳理重要知識點、基本概念之間的聯(lián)系與區(qū)別，引導學生對知識點和概念等進行類比和對比，如化學腐蝕和電化學腐蝕、點腐蝕和縫隙腐蝕、均勻腐蝕和局部腐蝕、陽極保護和陰極保護等，使學生在理解概念的基礎上，輕松明確各個概念之間的區(qū)別和聯(lián)系，牢固掌握腐蝕與防護的基礎知識，達到較好的學習效果。

其次，可采用案例教學法，激發(fā)學習興趣。腐蝕與防護的相關案例非常多，教學過程中可以列舉例如鋼鐵件在潮濕空氣中生銹、銅器在使用中表面生成銅綠、地下輸油輸氣管道腐蝕穿孔造成泄漏等現(xiàn)實生活中的實例，貼近生活生產，淺顯易懂；也可以把我校擁有的管道腐蝕與防護的相關科研成果引入課堂，豐富教學內容、突出課程特色。這些生動的案例的引入可以使學生在加深對腐蝕理論理解的同時，體驗理論知識對解決實際腐蝕問題的重要意義[3]?？傊ㄟ^案例將理論與實踐結合，可以使學生體會到課程內容與自己的生活、生產實際息息相關，提高系統(tǒng)運用所學知識來分析問題和解決問題的能力，在以后的學習工作中舉一反三，觸類旁通[4]。

同時，要多種教學手段并用調動學生學習的興趣, 提高教學質量。如可采用教師提出問題，學生思考，展開課堂討論的方式，活躍課堂氣氛，提高學生的學習興趣，培養(yǎng)學生的學習主動性。此外，采用多媒體教學的方式，通過視頻資料、動畫以及視頻等，讓學生直觀感受腐蝕的危害以及進行防護的重要性，加深對理論知識的理解，開闊學生的視野，增強課堂內容的生動性，提高學生的學習積極性，以獲得較好的教學效果。

2.3 增強實驗和實踐環(huán)節(jié)，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力

理論教學和實驗教學是相輔相成的，培養(yǎng)學生的實驗能力是提高其綜合能力的重要方面。以往的實驗以驗證性及演示性為主，對發(fā)揮學生的主動性積極性不利[5]。為此，課程在普通實驗外額外開設了綜合性實驗，由學生自行組成研究小組，查詢相關資料后在指導教師協(xié)助下確定實驗題目，然后由學生自己查閱相關資料并制定腐蝕實驗方案，經指導教師確認方案可行后自行設計實驗步驟，開展實驗工作，最后分析討論實驗數據并給出相關結論。由于實驗過程主要由學生自己動手實施，因此不僅使學生對課本所學基礎理論知識的理解進一步提高，同時提高了學生的動手實踐能力、團隊協(xié)作能力以及解決實際問題的能力。

長期以來，大學生在學習過程中普遍存在創(chuàng)新能力不強問題，而隨著社會進步和經濟的飛速發(fā)展，對各種專業(yè)人才的要求越來越高，對大學生創(chuàng)新能力提出了更高要求[6]。積極參與國家、省級創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃，對于學生而言是很好的實踐鍛煉機會。鑒于管道用鋼的腐蝕與防護正是本團隊的科研方向之一，因此我們鼓勵學生根據感興趣的研究方向，在指導教師的協(xié)助下確定具體研究題目，開展相關的研究工作，最終分析實驗結果并發(fā)表科研論文。通過此項活動，不僅進一步提高了學生的實踐能力，更重要的是提高了學生的創(chuàng)新能力，從而增強了學生的就業(yè)競爭力。

3 結 論

針對我校管道的腐蝕與控制課程的具體情況，通過編寫體現(xiàn)行業(yè)特色的教材、采用多種教學方法和手段以及增強課程的實驗和實踐環(huán)節(jié)等措施進行教學改革，不僅提高了教師的教學能力和課程的教學質量，也改善了學生的實踐動手能力以及創(chuàng)新能力，使學生靈活運用所學理論知識分析解決管道腐蝕及控制相關問題的能力不斷增強，綜合素質得以提升。

[1] 王榮,楊愛民,雒設計,等. 管道的腐蝕與控制[M]. 西安:西北工業(yè)大學出版社,2013:1-3.

[2] 曾榮昌. “腐蝕與防護”課程建設及教學[J]．重慶工學院學報:自然科學，2008,22(6):162-165.

[3] 陳武,梅平,賴璐. 石油化工特色的《金屬腐蝕與防護》課程建設探討[J]. 廣東化工，2012,39(11):197-198.

[4] 白麗群,劉嘉斌,劉薇. 材料腐蝕與防護課教學內容的改革[J]. 科技信息，2010(27):17-17.

[5] 亢淑梅,李成威,王琳,等. 金屬腐蝕與防護課程教學改革[J]. 中國冶金教育, 2013(S1):49-50.

[6] 韓立影,王亞男,張峻巍,等. 材料腐蝕與防護課程教學改革[J]. 中國冶金教育，2013(S1):51-54.

Exploration of Teaching Reform on Corrosion and Control of Pipes Majors*

LIUWen-ting

(School of Materials Science and Engineering, Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China)

The corrosion and protection of metal pipeline is very important in the petrochemical industry. Corrosion and Control of Pipes is a required course of professional characteristics in our university. Combined with the basic situation and existing problems for the course of pipeline corrosion and control of pipes in our university, and according to the main problems existing in the course, some teaching reform methods of the course such as writing teaching material which reflects industry characteristics, using a variety of teaching methods and enhance the experimental courses and practical session were studied. The results showed that the teaching reform had improved the teaching effect of the course, strengthened the students’ practical ability and innovative ability, and thus improved the quality of the personnel training.

Corrosion and Control of Pipes; teaching reform; practical ability; innovation ability

西安石油大學校級精品課程 “管道的腐蝕與控制” 項目。

劉文婷(1981- )，女，講師。主要從事金屬材料相關的教學和研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)020-0157-02