基于實驗平臺構建的油氣儲運專業(yè)人才培養(yǎng)研究

嵇煒　周詩崠　王華　趙會軍

[摘 要]以建設“江蘇省油氣儲運技術重點實驗室”“江蘇省油氣儲運實驗教學示范中心”“江蘇省石油與天然氣工程實踐教育中心”和省級“油氣儲運工程”特色專業(yè)為契機，以培養(yǎng)油氣儲運專業(yè)學生工程實踐與創(chuàng)新能力為目標，常州大學借鑒國內(nèi)外工程教育和培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的經(jīng)驗，整合現(xiàn)有優(yōu)勢資源，構建具有特色的專業(yè)優(yōu)勢實驗平臺，優(yōu)化創(chuàng)新型工程型人才培養(yǎng)體系。通過建立“一個系統(tǒng)、兩種機制、六大平臺”，構建“自主、開放、服務”的實驗教學模式，全面優(yōu)化理論教學環(huán)節(jié)和實驗實踐教學環(huán)節(jié)，培養(yǎng)油氣儲運專業(yè)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。實驗教學平臺構建的形式以及實驗教學設置的內(nèi)容在國內(nèi)設有油氣儲運工程專業(yè)的高校中得以推廣和應用，起到了很好的示范作用。

[關鍵詞]實驗平臺構建;油氣儲運;人才培養(yǎng)

[中圖分類號] C961 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2019）07-0159-03

“卓越工程師培養(yǎng)計劃”是我國高等教育中工程教育改革的重要舉措[1]，其為增強國家核心競爭力，把我國建設成創(chuàng)新型國家和人力資源強國提供了堅實的人才支撐和智力保證。著眼于培養(yǎng)卓越工程師的宏偉目標，以構建實驗教學平臺為根本出發(fā)點，著力培養(yǎng)學生的工程實踐和創(chuàng)新能力，是新時期油氣儲運專業(yè)建設的當務之急。

一、建設六個油氣儲運實驗教學平臺“一個體系、兩種機制”

（一）構建了“五類型五結合”實踐教學體系

為了展現(xiàn)理論教學與實踐教學效果，實現(xiàn)培養(yǎng)“創(chuàng)新型工程師”的目標，我校注重挖掘大學生潛在的創(chuàng)新能力，主要體現(xiàn)在培養(yǎng)學生的創(chuàng)新視野、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新意識、創(chuàng)新技能以及創(chuàng)新品格上[2]。以實踐教學貫穿本科四年教學為基礎，不斷更新實踐教學形式和內(nèi)容，從而優(yōu)化實踐教學培養(yǎng)模式與結構。構建出五類型（認知型、基礎型、專業(yè)型、綜合型和創(chuàng)新型）和五結合（基礎知識與專業(yè)知識相結合、理論教學與實踐教學相結合、課堂教學與課外自學相結合、校內(nèi)教學與校外實踐結合、理論學習與實踐操作相結合）的模式[3]。

（二）建立了兩種實驗教學機制

一是重點實驗室向本科生全方位開放的機制，二是科研成果向本科工程實踐教學轉化的激勵和約束機制。我校依托江蘇省油氣儲運技術重點實驗室實施實驗教學，重點實驗室的全面開放機制的建立初衷是為低年級學生專業(yè)教育做準備;專業(yè)知識講座能系統(tǒng)全面地介紹油氣儲運行業(yè)的科技前沿;實驗室參觀考察能培養(yǎng)學生科研興趣，使其初步了解實驗室相關設備和科學研究。優(yōu)秀本科生能加入科研課題項目組，承擔部分實驗內(nèi)容，進行專題討論和參加學術報告會等;教師要介入本科畢業(yè)設計（論文）環(huán)節(jié)，加入指導教師課題組，結合畢業(yè)設計（論文）研究內(nèi)容，不斷提升學生的工程實踐和創(chuàng)新能力。

充分利用省重點實驗室的現(xiàn)有先進儀器設備，將科學實驗作為實踐教學活動的必修課?，F(xiàn)有的實驗室開放機制以及實驗教學等系列活動，不僅為學生提供了認識和接觸先進儀器設備的機會，在這些活動中學生更直接地從教師身上學習到專業(yè)素養(yǎng)和專業(yè)實驗技能，為今后的專業(yè)學習奠定了良好基礎;學生直接參與到省重點實驗室承擔的眾多高水平的重大科研項目中，為學生從事專業(yè)科學研究做好了充分準備。認識和了解專業(yè)學科前沿和科學研究進展，為學生營造了濃厚的學術氛圍，極大地激發(fā)了學生的主觀能動性，充分鍛煉了學生分析問題和解決問題的能力，增強了學生的團結合作和協(xié)作意識，顯著提高了學生工程實踐和創(chuàng)新能力[4]。

通過資助政策和技術平臺支持，積極倡導教師將科研成果轉化為教學資源，在教學中及時將油氣儲運行業(yè)的新成果、新技術充實到教學內(nèi)容中，拓寬學生的專業(yè)知識面。在實踐教學中，通過科研成果轉化和引進吸收，建成了具有國內(nèi)領先水平的“油品儲運綜合實驗平臺”“油氣回收實驗平臺”“天然氣水合物實驗平臺”“油氣集輸實驗平臺”“油氣安全實驗平臺”“天然氣凈化實驗平臺”六大綜合實驗教學平臺和開放式實驗教學體系，在國內(nèi)首次開設了油氣回收設計性實驗，氣體膜脫硫、天然氣水合物合成等創(chuàng)新性實驗項目，在增強學生實踐動手能力的同時，拓寬了學生的創(chuàng)新視野，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維，形成“鏈條式”的發(fā)展模式，不斷提高學生的工程實踐和創(chuàng)新能力[5]。

二、實驗教學平臺在專業(yè)建設中的作用

（一）構建創(chuàng)新模式，打造出國內(nèi)一流的創(chuàng)新型實驗教學平臺

學校構建了“實驗教學、學生實習、科學研究、社會服務”四位一體的實驗教學平臺新模式，建成了我國華東地區(qū)高校中獨具鮮明特色的江蘇省油氣儲運技術重點實驗室、江蘇省油氣儲運實驗教學示范中心、江蘇省油氣儲運工程實踐教育中心。已建成的六大綜合創(chuàng)新實驗教學平臺擁有完整的生產(chǎn)過程和控制系統(tǒng)，囊括了在線檢測實驗技術、多媒體交互應用技術、網(wǎng)絡信息傳輸技術和虛擬仿真實驗技術。其不僅反映了石油與天然氣工程、計算機信息與技術、自動化、安全工程和環(huán)境工程等跨學科的內(nèi)容;更反映了油氣儲運專業(yè)相關領域先進技術的研究成果和特點，具有鮮明的專業(yè)特色。在這些實驗平臺建設過程中我校申請并獲授權國家專利13項，其中5項為國家發(fā)明專利。

在實驗平臺的使用過程中，學生可以創(chuàng)建自己所需要的實驗任務、實際操作條件以及實驗流程的教學情境。這解決了傳統(tǒng)實驗教學主要基于驗證、實際生產(chǎn)過程和工作條件以及學生操作實際機會的問題，為創(chuàng)新人才培養(yǎng)提供了優(yōu)質資源，解決了創(chuàng)新能力培養(yǎng)過程中“資源缺乏”和“脫離工程”的問題[6]。

（二）創(chuàng)建“自主、開放、服務”的實驗教學模式

實驗教學的重點將從實驗教學方法研究和專業(yè)知識教授轉移到培養(yǎng)學生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力上。要充分調(diào)動學生自主學習和積極參加實踐活動的主觀能動性，同時注重學生的個性化培養(yǎng)[7]。

自主，其實就是學生作為實驗教學的主體。學生在學習參考文獻和閱讀設備的使用說明書后，可根據(jù)實驗的不同需求，使用對應的實驗方法和檢測設備，制定出相應的實驗方案和操作步驟。全程參與實驗過程，獨立操作儀器設備，完成實驗數(shù)據(jù)采集，分析實驗結果。這種學生自主開展實驗的教學方法，能有效激發(fā)學生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)工程實踐與創(chuàng)新能力。

開放，開放實驗有兩個含義：一是時間和空間的開放，即實驗室的開放; 二是實驗內(nèi)容的開放。實驗室不僅面向本專業(yè)的學生開放，也對非本專業(yè)的學生開放，學生可以根據(jù)自己的需求意向合理選擇實驗[8]。

服務，即構建了以課程負責人為主的“實驗教學咨詢服務中心”，將傳統(tǒng)的學生被動地接受實驗教學轉化為學生主動地自主地進行實驗咨詢，課程負責人為學生提供專業(yè)的實驗咨詢服務。這為學生提供了獨立思考的機會，培養(yǎng)了學生的探索精神，進一步激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維能力。

例如，在具有明顯工程特征的“輸油模擬”創(chuàng)新實驗中，學生組建成實驗團隊。根據(jù)實驗任務，他們被賦予不同的角色，如“工程師”“調(diào)度員”和“操作員”等，自主選擇實驗項目和制定實驗計劃。經(jīng)指導教師審核后，學生可以設計自己的“泵到泵”“罐到罐”“旁路罐”和“過站”。長距離管道運輸過程，如“反向傳輸”和各種油罐操作過程實驗，如“倒置罐”和“運輸油”。這能培養(yǎng)學生系統(tǒng)的思維方式和勇于擔當?shù)呢熑我庾R，進一步加強了學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

（三）整合課程資源，提高實驗課程的質量

從油氣儲運專業(yè)以培養(yǎng)學生工程實踐能力和創(chuàng)新能力為目標，到結合油氣儲運行業(yè)發(fā)展的大趨勢和社會需求來看，油氣儲運專業(yè)的實踐教學必將進行改革和優(yōu)化。

其一，結合我國大型油氣儲運建設工程，如西氣東輸輸氣管道、川氣東送輸氣管道、甬滬寧進口原油管道、石油戰(zhàn)略儲備庫、天然氣地下儲氣庫、城市燃氣管網(wǎng)等建設工程的發(fā)展。為充實專業(yè)教學內(nèi)容，我校出版了《輸氣管道設計與管理》《油氣儲運自動化》《油氣儲運工程焊接與施工》《泵和壓縮機》《油氣儲運安全技術》《油氣儲運節(jié)能技術》《油氣回收基礎理論及其應用》等七部教材;在建設傳統(tǒng)教材的同時，注重“虛實結合”，開發(fā)使用虛擬仿真軟件、加強交互型實驗教學網(wǎng)站、視頻影像資料、多媒體課件和動畫等新型教學資源的建設。

其二，充分利用實驗室現(xiàn)有的教學資源，將原先分散的實驗內(nèi)容進行模塊化設計，通過優(yōu)化組合后納入專業(yè)實驗課程——油氣儲運實驗技術，這樣不僅增強了實驗課程的系統(tǒng)性和綜合性，形成課程的特色，而且有利于培養(yǎng)學生的工程實踐意識和創(chuàng)新能力。

三、通過實驗平臺建設，油氣儲運專業(yè)人才培養(yǎng)成效顯著

（一）專業(yè)平臺建設取得豐碩成果，綜合實力不斷攀升

2005年，我校獲批了江蘇省油氣儲運技術重點實驗室;2006年，獲批了江蘇省特色專業(yè);2011年，常州大學油氣儲運工程實踐教育中心被評為江蘇省工程實踐教育中心;2018年，常州大學油氣儲運工程專業(yè)接受了中國工程教育認證工作組的考察。常州大學油氣儲運專業(yè)的綜合實力在不斷提升。

（二）創(chuàng)新建設模式，自研、自制、自改、推廣多套具有自主知識產(chǎn)權的高水平創(chuàng)新實驗平臺

確立“實驗教學、學生實習、科學研究、社會服務”整合的實驗教學平臺建設模式，建成了江蘇省油氣儲運技術重點實驗室、江蘇省油氣儲運實驗教學示范中心、江蘇省油氣儲運工程實踐教育中心。通過自主研發(fā)和科研成果轉化，建成六個具有自主知識產(chǎn)權的高水平綜合創(chuàng)新實驗教學平臺。實驗平臺在建設過程中“油氣回收實驗平臺”獲得教育部自制教學儀器設備成果獎。實驗室軟硬件平臺建設在國內(nèi)同類高校中處于領先地位，部分實驗平臺已在北京石油化工學院、廣東石油化工學院、浙江海洋大學、榆林學院等高校進行推廣應用，為培養(yǎng)創(chuàng)新型的油氣儲運專業(yè)人才奠定了基礎。

（三）實驗教學平臺綜合服務功能強大，示范效果突出

江蘇省油氣儲運技術重點實驗室、江蘇省油氣儲運實驗教學示范中心、江蘇省石油與天然氣工程實踐教育中心承擔校內(nèi)油氣儲運、石油工程、能源與動力工程、建筑環(huán)境與能源應用工程、安全工程、物流工程等22個專業(yè)本科生，以及常州工程職業(yè)技術學院油氣儲運專業(yè)的實驗教學和實習任務。開設了油氣管道輸送、油品蒸發(fā)損耗、油氣泄漏擴散、油氣多項流動等創(chuàng)新性實驗項目，極大地提高了學生的實踐創(chuàng)新能力，為中國的石油和天然氣儲存和運營行業(yè)輸送了大批優(yōu)秀的專業(yè)人才。同時，還承擔了中石化江蘇石油分公司、江蘇省天然氣有限公司和中石化安徽石油分公司油氣儲運行業(yè)900多人次的技能培訓。社會服務功能強大，成效顯著。國內(nèi)20多所高校，如中國石油大學（華東）、西安石油大學、遼寧石油化工大學、浙江海洋大學和蘭州理工大學等前來參觀和交流學習，實驗室建設模式和實驗項目設置示范效應突出。

（四）教學研究成果豐富，指導性強

近年來，油氣儲運實驗平臺團隊積極開展教學研究并及時總結實踐成果，出版了教材7部，其中《油氣儲運自動化》被評為江蘇省精品教材、《泵和壓縮機》教材獲中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會優(yōu)秀出版物一等獎、《輸氣管道設計與管理》被評為常州大學精品教材;“以大工程理念為指導，構建油氣儲運工程實踐與創(chuàng)新體系，培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力”“獨立，自制，開放，服務實驗教學體系和創(chuàng)新平臺建設，構建以提高工程實踐能力為核心的實驗教學體系”獲得常州大學高等教育教學成果一等獎;在國內(nèi)重要的教學研究期刊上發(fā)表教學研究型論文20余篇，對教學管理起到了促進作用，為教學改革研究項目提供了支撐。

四、結語

我校以學生的成才和全面發(fā)展為中心的人才培養(yǎng)體系初顯成效，學生綜合素質和實踐創(chuàng)新能力得到了全面提高。

通過構建“五類型五結合”的實踐教學體系，創(chuàng)立以學生為主體的“自主、開放、服務”實驗教學模式和高水平實驗平臺建設，加強基礎技能培訓和創(chuàng)新能力培養(yǎng)，油氣儲運工程本科畢業(yè)生在專業(yè)知識、專業(yè)技能和實踐創(chuàng)新能力方面均達到國內(nèi)領先水平。油氣儲運專業(yè)本科生獲“挑戰(zhàn)杯”全國大學生課外學術科技競賽三等獎1項，獲江蘇省機械設計創(chuàng)新設計大賽一等獎1項，獲第五屆全國大學交通技術大賽一等獎1項，獲中國石油工程設計大賽獲一等獎1項、三等獎2項，獲全國油氣儲運工程設計大賽二等獎1項，獲江蘇省優(yōu)秀畢業(yè)論文三等獎2項。常州大學油氣儲運本科畢業(yè)生的就業(yè)率接近100%，用人單位對油氣儲運專業(yè)畢業(yè)生評價高，社會反響好。升學攻讀碩士研究生的學生專業(yè)基礎知識扎實、工程實踐能力強，進入課題研究的速度快，普遍受到碩士研究生導師們的青睞。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責任編輯：劉鳳華]