《油氣集輸工程》課程實驗教學(xué)改革研究

王大慶 梁平 游赟 黃輝榮

摘?要：結(jié)合工程教育專業(yè)認(rèn)證和學(xué)科競賽對大學(xué)生分析和解決復(fù)雜工程問題的能力要求，提出了以學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的四級遞進(jìn)式實驗教學(xué)體系，對實驗教學(xué)項目數(shù)量、實驗內(nèi)容以及學(xué)習(xí)產(chǎn)出要求進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，注重理論知識與工程問題相結(jié)合、基本技能訓(xùn)練與設(shè)計研究相結(jié)合、實物流程仿真與工藝過程模擬相結(jié)合。改革成果將全面提升本課程實驗教學(xué)質(zhì)量水平和學(xué)生實踐創(chuàng)新能力，更好地迎合我校培養(yǎng)應(yīng)用型高級專門人才的目標(biāo)定位。

關(guān)鍵詞：油氣集輸工程;實驗教學(xué);工程實踐;創(chuàng)新能力;應(yīng)用型人才

中圖分類號：TE84;G642??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Research?onExperimental?Teaching?Reform

of?"Oil?and?Gas?Gathering?and?Transportation?Engineering"

Wang?Daqing?Liang?Ping?You?Yun?Huang?Huirong

School?of?Petroleum?Engineering?Chongqing?University?of?Science?and?Technology?Chongqing?401331

Abstract：Combined?with?engineering?education?specialty?certification?and?discipline?competition?for?college?students'?abilities?to?analyze?and?solve?complex?engineering?problems，a?fourlevel?of?progressive?experimental?teaching?system?oriented?by?cultivating?students'?engineering?practice?and?innovation?ability?is?proposed.The?number?of?experiments，experimental?content?and?learning?output?requirements?were?optimized?and?adjusted，which?focuses?on?the?combinations?of?theoretical?knowledge?with?engineering?practice，basic?skill?training?with?design?and?research，and?physical?process?simulation?and?process?simulation.The?experimental?reform?results?will?comprehensively?improve?the?experimental?teaching?quality?and?students'?ability?of?practical?innovation，and?better?serve?our?university?to?cultivate?applicationoriented?senior?professionals.

Keywords：Gas?gathering?and?transportation?engineering;?Experimental?teaching;?Engineering?practice;?innovation?capability;?Technical?talents

課程實驗是課程教學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，在理論聯(lián)系實際、提高理論知識、增強分析能力等方面起著重要作用。近年來，中國工程教育專業(yè)認(rèn)證和學(xué)科競賽對培養(yǎng)學(xué)生分析和解決專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)復(fù)雜工程問題的能力提出了更高的要求[1]。在這種形勢下，《油氣集輸工程》課程實驗教學(xué)尚不能較好地支撐專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和課程目標(biāo)，實驗教學(xué)改革迫在眉睫。本文將對實驗項目進(jìn)行優(yōu)化，以提升實驗項目的層次水平，增強對學(xué)生工程實踐和設(shè)計創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

1?實驗教學(xué)改革總體方案制定

根據(jù)油氣儲運專業(yè)課程設(shè)置與畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐對應(yīng)關(guān)系，《油氣集輸工程》課程的實驗教學(xué)共設(shè)置5個實驗10學(xué)時，支撐畢業(yè)設(shè)計指標(biāo)點4.2和4.3，要求學(xué)生能夠基于科學(xué)原理并采用科學(xué)方法對油氣集輸工程領(lǐng)域內(nèi)的復(fù)雜工程問題進(jìn)行研究，具備開展設(shè)計和實施實驗的能力，能正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)、分析和解釋，通過信息綜合得到合理有效的結(jié)論。對照指標(biāo)點內(nèi)容和學(xué)科競賽要求，本課程現(xiàn)開實驗尚存在諸如實驗項目配置不均衡、選做實驗項目缺乏、探究型和設(shè)計型的實驗項目偏少等問題，尤其是缺乏針對復(fù)雜油氣集輸管網(wǎng)和站場流程的模擬仿真和實踐訓(xùn)練，難以支撐對學(xué)生解決復(fù)雜工程問題的能力培養(yǎng)。因此，提出“面向工程、厚基礎(chǔ)、強設(shè)計、重探究”的實驗項目優(yōu)化改進(jìn)方案（見下圖），形成以學(xué)生工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的四級遞進(jìn)式實驗教學(xué)體系，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、操作能力、設(shè)計能力以及研究能力[2]。

《油氣集輸工程》實驗改革方案圖

2?層級式實驗教學(xué)的能力培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)置

四個層級的實驗項目分別為基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計型和探究型實驗，逐步實現(xiàn)對學(xué)生從低層次的基本實驗技能到高層次的分析探究能力的培養(yǎng)[3]。（1）基礎(chǔ)型實驗：主要培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作基本技能。實驗項目要求學(xué)生能夠動手搭建實驗裝置，完成對油氣基本特性的測試和實驗數(shù)據(jù)的讀取，使學(xué)生對油氣特性及其測試原理有更為直觀深入的理解，并使其動手操作能力得到鍛煉和提高[4]。（2）綜合型實驗：重在加深學(xué)生對集輸工藝實物仿真流程的直觀認(rèn)識，提高基于數(shù)據(jù)分析診斷故障和排除故障的能力，以及設(shè)備啟用和檢修停運的操作能力。實驗項目要求學(xué)生能夠正確辨識異常生產(chǎn)參數(shù)，并經(jīng)關(guān)聯(lián)分析判斷故障位置，然后通過規(guī)范性操作及時排除故障，恢復(fù)流程正常運行。（3）設(shè)計型實驗：著重培養(yǎng)學(xué)生基于穩(wěn)態(tài)模擬仿真和大量數(shù)據(jù)分析的工藝模塊設(shè)計能力。實驗項目要求學(xué)生能借助于模擬軟件對復(fù)雜集輸管網(wǎng)和站場流程進(jìn)行建模仿真，并經(jīng)過反復(fù)模擬計算和數(shù)據(jù)綜合分析，給出滿足生產(chǎn)參數(shù)邊界條件和設(shè)計規(guī)范要求的管道和設(shè)備設(shè)計選型結(jié)果。（4）探究型實驗：著重培養(yǎng)學(xué)生基于動態(tài)模擬仿真和參數(shù)敏感性分析去解決工程實際問題的創(chuàng)新性思維和科學(xué)研究能力。實驗項目要求學(xué)生能運用全動態(tài)多相流模擬軟件針對油氣集輸管網(wǎng)生產(chǎn)運行問題正確建模，模擬研究管內(nèi)流體運動狀態(tài)，并能對參數(shù)動態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行分析和解釋，最終通過數(shù)據(jù)信息綜合得到問題的有效解決方案。在保證總實驗學(xué)時要求的條件下，學(xué)生可結(jié)合自己情況逐級選擇實驗項目?；A(chǔ)較好的學(xué)生在完成必選實驗的基礎(chǔ)上可跨級選擇高層次實驗項目。

3?實驗教學(xué)項目及其產(chǎn)出要求優(yōu)化

本次改革對每個實驗層級配置了多個實驗項目供學(xué)生選擇，要求完成的實驗項目個數(shù)和總學(xué)時不變。優(yōu)化調(diào)整后的實驗項目及其產(chǎn)出要求見上表。優(yōu)化調(diào)整主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）擴充了實驗項目數(shù)量，由原來5個增加至12個，新增實驗項目有原油電脫水虛擬仿真流程操作訓(xùn)練、氣田集輸管網(wǎng)模擬分析設(shè)計、集氣站工藝流程模擬分析設(shè)計、三甘醇脫水流程模擬設(shè)計、起伏地區(qū)集氣管線工況動態(tài)模擬研究、集氣管線清管過程模擬研究等。實驗項目內(nèi)容設(shè)置難易相結(jié)合，學(xué)生可結(jié)合自己的知識技能掌握情況選做。（2）豐富了實驗項目的類型，由原來的2種（綜合型和驗證型）變更為4種（即基礎(chǔ)型、綜合型、設(shè)計型、研究型），且對實驗?zāi)芰Φ囊笾饘舆f進(jìn)，在確保大多數(shù)同學(xué)實驗技能得到鍛煉和提升的同時又給基礎(chǔ)扎實的同學(xué)提供了個人能力拓展空間。（3）新增的設(shè)計型實驗和探究型實驗在實驗內(nèi)容上與學(xué)科競賽案例、工程實際案例緊密貼合，同時也對原實驗項目“油田油氣集輸管網(wǎng)模擬分析設(shè)計”和“氣田井場工藝流程模擬分析設(shè)計”進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，著重鍛煉學(xué)生分析研究和解決實際工程設(shè)計問題的能力。

4?結(jié)論

通過深化《油氣集輸工程》課程實驗教學(xué)改革，構(gòu)建了四級遞進(jìn)式實驗教學(xué)體系，優(yōu)化了課程實驗教學(xué)項目及其產(chǎn)出要求，這將全面提升本課程實驗教學(xué)質(zhì)量水平，增強學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新思維能力。這種實驗教學(xué)改革模式也可推廣應(yīng)用至油氣儲運專業(yè)的其他核心課程。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭文慶，朱永健，彭剛.基于“培養(yǎng)解決復(fù)雜工程問題能力”的工程教育專業(yè)認(rèn)證探討[J].當(dāng)代教育理論與實踐，2017，9（6）：1418.

[2]陳男，胡偉武，馮傳平，等.以工程實踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的教學(xué)體系探索——以中國地質(zhì)大學(xué)（北京）環(huán)境工程專業(yè)研究生實踐教學(xué)為例[J].中國地質(zhì)教育，2015，24（4）：142145.

[3]李露，謝鳳英，姜志國，等.關(guān)于在實驗課程中培養(yǎng)研究生創(chuàng)新實踐能力的探索——以數(shù)字圖像處理實驗課程教學(xué)改革為例[J].實驗技術(shù)與管理，2010（11）：249251，262.

[4]李江飛，張鑒益，劉忠運.油氣儲運實驗實訓(xùn)教程[J].北京：石油工業(yè)出版社，2019.4.

基金項目：重慶科技學(xué)院本科教育教學(xué)改革研究項目“基于學(xué)科競賽案例庫的油氣集輸工程課程教學(xué)改革研究”（項目編號：201918）

作者簡介：王大慶（1980—?），男，重慶潼南人，博士，講師，研究方向：油氣集輸和管道完整性技術(shù)。