“儲運防腐技術(shù)”課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)探索與實踐

董亮 李恩田 周詩崠

摘? 要：“儲運防腐技術(shù)”是油氣儲運工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在課程體系中扮演著培養(yǎng)學(xué)生解決腐蝕相關(guān)油氣儲運工程復(fù)雜問題能力的角色。本文基于工程教育專業(yè)認(rèn)證對解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的要求和持續(xù)改進(jìn)的理念，開展了“儲運防腐技術(shù)”課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)探索與實踐，增加了培養(yǎng)學(xué)生具備提出合理的油氣儲運工程防腐方案的能力的課程目標(biāo)，構(gòu)成“辨識腐蝕、掌握腐蝕控制方法和提出防腐方案”的三級進(jìn)階式課程目標(biāo)，設(shè)計了相應(yīng)的教學(xué)和考核環(huán)節(jié)，提出了增加線上課程、實驗演示和實物展示課、強化結(jié)合設(shè)計大賽的防腐方案設(shè)計等多項改進(jìn)舉措，用于完善教學(xué)過程，以實現(xiàn)課程目標(biāo)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞：儲運防腐技術(shù);課程設(shè)計;教學(xué)過程;持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號：G642.3;TG988? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）35-0131-03

我國自2005年開始構(gòu)建工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系并開展試點[1]，2016年成為《華盛頓協(xié)議》正式成員，實現(xiàn)了工程教育的國際互認(rèn)[2-3]，這一舉措促使高等工程教育迎來新的發(fā)展。截至2020年底，全國共有257所普通高等學(xué)校共1600個專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證，涉及油氣儲運工程等22個工科專業(yè)類。工程教育專業(yè)認(rèn)證獲得廣泛認(rèn)可的重要原因之一在于它遵循三個基本理念：成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)。其持續(xù)改進(jìn)一個是“評價—反饋—改進(jìn)”的反復(fù)循環(huán)過程，貫穿于工程教育專業(yè)認(rèn)證的全過程[4]，涉及培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和教學(xué)活動等多個環(huán)節(jié)，是推動工程教育專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提升的動力。

“儲運防腐技術(shù)”是為油氣儲運工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該專業(yè)在開展工程教育專業(yè)認(rèn)證之前，針對“儲運防腐技術(shù)”課程特點和現(xiàn)狀，在教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法多樣化、綜合實驗平臺建設(shè)與開發(fā)、學(xué)科競賽、課外科技創(chuàng)新訓(xùn)練及科研與教學(xué)結(jié)合等方面已進(jìn)行了改革探索與實踐[5-6]，在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、課堂教學(xué)效果等方面取得了良好的效果。但在認(rèn)證過程中發(fā)現(xiàn)，該課程存在課程目標(biāo)不清晰、教學(xué)針對性不足等問題。針對這些問題，本研究運用持續(xù)改進(jìn)理念對“儲運防腐技術(shù)”課程進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)探索與實踐，進(jìn)一步梳理了課程目標(biāo)，改進(jìn)了教學(xué)設(shè)計和考核評價指標(biāo)，基于評價結(jié)果優(yōu)化了教學(xué)過程，以達(dá)成課程目標(biāo)。

一、“儲運防腐技術(shù)”課程目標(biāo)改進(jìn)

腐蝕是油氣儲運設(shè)施安全運行所面臨的重要威脅，防腐是油氣儲運工程管理和技術(shù)從業(yè)人員在日常油氣儲運設(shè)施運行維護(hù)中的重要工作內(nèi)容，課程原以腐蝕理論與防腐方法的相關(guān)知識的傳授為主，即對應(yīng)課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2。

課程目標(biāo)1：掌握金屬腐蝕的基礎(chǔ)概念和基本原理、常見腐蝕形態(tài)和典型環(huán)境下的腐蝕特征，能夠用于識別并表達(dá)油氣儲運工程中所出現(xiàn)的腐蝕類型、腐蝕嚴(yán)重性及其影響因素。

課程目標(biāo)2：掌握常用的金屬腐蝕控制方法基本原理和其適用范圍及在油氣儲運設(shè)工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，能夠用于腐蝕控制方法的適用性分析和比較選擇。

由于課程具有很強的行業(yè)和工程背景，行業(yè)對具備儲運防腐技術(shù)“經(jīng)驗”的應(yīng)用型人才需求旺盛，這種“經(jīng)驗”從工程教育專業(yè)認(rèn)證角度講即具備分析和解決腐蝕相關(guān)油氣儲運復(fù)雜問題的綜合能力，而不僅僅是掌握腐蝕與防腐相關(guān)基礎(chǔ)知識。為培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，該課程在原有課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2的基礎(chǔ)上增加如下的課程目標(biāo)3，構(gòu)成依次遞進(jìn)的三級能力培養(yǎng)階段，即分別為辨識腐蝕（課程目標(biāo)1）、掌握腐蝕控制方法（課程目標(biāo)2）和提出防腐方案（課程目標(biāo)3）。

課程目標(biāo)3：學(xué)會查閱和總結(jié)腐蝕文獻(xiàn)等資料，結(jié)合已學(xué)專業(yè)知識，能夠用于分析與提出合理的油氣儲運工程防腐方案。

二、“儲運防腐技術(shù)”教學(xué)和考核環(huán)節(jié)改進(jìn)

基于課程目標(biāo)的調(diào)整，該課程重新調(diào)整了課程的教學(xué)和考核環(huán)節(jié)設(shè)計，將原有的作業(yè)與平時表現(xiàn)、討論課和期末考試等考核項改進(jìn)為形成性過程考核（作業(yè)與平時表現(xiàn)、討論與演示課、基于設(shè)計大賽的防腐方案設(shè)計）和終結(jié)性考核（期末考試）兩個階段。在過程教學(xué)中增加了實驗演示和實物展示的討論環(huán)節(jié)、基于中國石油工程設(shè)計大賽和全國油氣儲運設(shè)計大賽的賽題提出防腐方案設(shè)計的指導(dǎo)和答辯環(huán)節(jié)，以加強對學(xué)生分析和解決油氣儲運復(fù)雜腐蝕問題的綜合能力的訓(xùn)練。

該課程為每個形成性過程考核項制定了量化的五級（90分—100分、80分—90分、70分—80分、60分—70分和60分以下）評分標(biāo)準(zhǔn)，評分項包括參與的積極性、作業(yè)/討論課/防腐方案設(shè)計材料的撰寫質(zhì)量、討論或答辯時表達(dá)的清晰程度等。該課程為終結(jié)性考核（期末考試）提供每道題的參考答案并為每個答題要點設(shè)定分值，以達(dá)到量化考核的目的。對于每個課程目標(biāo)均對應(yīng)2—3個完整的考核項或其中的一部分，基于考核分值和設(shè)定的比重可計算得到每個課程目標(biāo)的達(dá)成度。同時，該課程增加過程性和終結(jié)性的學(xué)生問卷調(diào)查，用于評價教學(xué)過程和教學(xué)效果，并針對達(dá)成度較低或達(dá)成度較前一年有所下降的課程目標(biāo)以及問卷中指出的不足及時對課程的教學(xué)過程做出改進(jìn)，以不斷提升課程的教學(xué)質(zhì)量。

三、“儲運防腐技術(shù)”教學(xué)過程改進(jìn)

（一）針對課程目標(biāo)1和2的教學(xué)過程改進(jìn)

掌握基礎(chǔ)知識是解決復(fù)雜問題的重要條件，針對該課程基礎(chǔ)知識點和概念繁多的特點，結(jié)合在考核評價中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2中的部分概念存在混淆不清、理解困難等問題，在教學(xué)過程中做了以下改進(jìn)：

1. 開發(fā)線上教學(xué)，提升學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握

受2020年新冠肺炎疫情的影響，該課程開發(fā)了線上教學(xué)，教師錄制課程教學(xué)視頻并編寫了線上習(xí)題，學(xué)生可反復(fù)觀看視頻和練習(xí)習(xí)題，教師也能夠掌握學(xué)生的線上課程學(xué)習(xí)進(jìn)度，并及時提醒未完成學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)生完成線上課程，從而提升所有學(xué)生對繁多的課程基礎(chǔ)概念和基礎(chǔ)知識的掌握。

2.增設(shè)腐蝕防護(hù)的演示實驗和實物展示，增強學(xué)生的直觀感受

腐蝕是一門實驗科學(xué)，但受課程學(xué)時所限只有32學(xué)時，無法增設(shè)有針對性的實驗課。所謂“百聞不如一見”，在課堂內(nèi)增設(shè)腐蝕防護(hù)的實驗演示和實物展示也能夠增強學(xué)生的直觀感受，加深對所學(xué)知識的直觀印象。教師可在課堂上增加典型的全面腐蝕和點蝕樣品展示、腐蝕與鈍化現(xiàn)象演示實驗、電位測量用參比電極實物展示和金屬腐蝕電位測量演示實驗、腐蝕原電池演示實驗和典型的犧牲陽極材料實物展示、外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)演示實驗和恒電位儀與輔助陽極材料等實物展示、熔結(jié)環(huán)氧粉末和三層聚乙烯等涂層實物展示等，讓學(xué)生在課上和課間都能動手操作和觀察，這些實驗演示和實物展示能很好地吸引學(xué)生的好奇心，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。

3. 圍繞身邊的腐蝕防護(hù)開展調(diào)研與討論

油氣儲運設(shè)施往往距離城市較遠(yuǎn)或埋在地下而不可見，但是腐蝕防護(hù)與人們的生活息息相關(guān)。教師可組織學(xué)生圍繞身邊的腐蝕現(xiàn)象和防腐措施開展調(diào)研，并在課堂上討論腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和應(yīng)對策略、防腐措施的防腐原理和優(yōu)缺點等，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，逐步實現(xiàn)從知識到應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。通過調(diào)研與討論，學(xué)生清楚了普通鋼質(zhì)用品放在家里哪些位置容易發(fā)生腐蝕、普通螺絲連接不銹鋼結(jié)構(gòu)為什么腐蝕更快、焊接部位為什么更容易腐蝕、不銹鋼剪刀縫隙處為什么也會腐蝕等常見腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和影響因素，掌握了保持物品干燥、選擇相近的材質(zhì)組合或不銹鋼、增加油性材料涂覆等針對性的防腐應(yīng)對措施，了解了不銹鋼廚具和餐具、鋁合金廚具和門窗、鍍鉻把手等常見耐蝕物品的防腐原理和適用條件。這些調(diào)研與討論的過程和結(jié)果，為學(xué)生能夠舉一反三地將知識應(yīng)用到后續(xù)的油氣儲運工程防腐方案打下良好的基礎(chǔ)。

（二）針對課程目標(biāo)3的教學(xué)過程改進(jìn)

為培養(yǎng)學(xué)生具備能夠分析和解決油氣儲運復(fù)雜腐蝕問題的綜合能力，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)針對學(xué)生問卷調(diào)查和考核評價中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時改進(jìn)：

1. 延后課程授課學(xué)期，增加先修課程

該課程的原授課學(xué)期在第3學(xué)期，多數(shù)學(xué)生反映課前尚不了解油氣管道與儲罐等設(shè)施的結(jié)構(gòu)、管道輸送和儲罐儲存的油氣介質(zhì)及所含雜質(zhì)特性、我國油氣設(shè)施分布位置及外部所處環(huán)境介質(zhì)特點等專業(yè)課程內(nèi)容，為此將該課程的授課學(xué)期調(diào)整到第4學(xué)期，此時學(xué)生已先學(xué)習(xí)了流體力學(xué)、油料學(xué)等專業(yè)課程，同步學(xué)習(xí)了油氣集輸?shù)葘I(yè)課程，加強了對油氣儲運設(shè)施和所面臨的腐蝕環(huán)境介質(zhì)的認(rèn)知。

2. 增加并強化結(jié)合設(shè)計大賽的防腐方案設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)

中國石油工程設(shè)計大賽和全國油氣儲運設(shè)計大賽是石油類專業(yè)的兩項重要賽事，大賽于每年3月份左右發(fā)布賽題，5—6月份提交設(shè)計作品，“儲運防腐技術(shù)”的授課時間處于3—5月份之間，時間契合度高。賽題發(fā)布后，教師應(yīng)在課程中引導(dǎo)學(xué)生按照自愿原則以3—5人為一組進(jìn)行分組并選題，結(jié)合所學(xué)腐蝕防護(hù)知識、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)調(diào)研來撰寫防腐方案并答辯，方案至少包括確定保護(hù)設(shè)施與服役環(huán)境、分析可能的腐蝕類型及影響因素、分析防腐方法的可行性（考慮理論上、實踐上和經(jīng)濟性上的可行性）、提出細(xì)化的防腐措施和維護(hù)管理方案等章節(jié)。通過以賽代練的方式，可強化學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實際腐蝕相關(guān)的油氣儲運工程復(fù)雜問題的能力。通過綜合訓(xùn)練，防腐方案設(shè)計成為學(xué)生設(shè)計作品的亮點之一，在2020年和2021年共計獲得一等獎1項，二等獎4項等多個獎項。

3. 融合防腐前沿技術(shù)和科研項目

教師可將防腐前沿技術(shù)和科研項目作為油氣儲運工程專業(yè)面臨的復(fù)雜工程腐蝕問題，以討論課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等形式積極調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過文獻(xiàn)調(diào)研、查閱書籍或動手操作等方式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決復(fù)雜工程問題的能力。如教師結(jié)合新工科建設(shè)和管道智能化發(fā)展趨勢，組織部分學(xué)生完成“油氣管道外防腐系統(tǒng)狀態(tài)智能診斷技術(shù)”“長輸管道智能防腐關(guān)鍵技術(shù)及系列裝備”和“灘淺海海底管道陰極保護(hù)狀態(tài)檢測裝置開發(fā)與應(yīng)用”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題。

四、結(jié)語

工程教育專業(yè)認(rèn)證和新工科建設(shè)背景下的人才培養(yǎng)更注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，與行業(yè)需求緊密結(jié)合成為其發(fā)展趨勢。行業(yè)要求該課程相關(guān)人才具備解決實際油氣設(shè)施復(fù)雜腐蝕問題的綜合能力，將傳統(tǒng)的以儲運防腐技術(shù)課本基礎(chǔ)知識傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生具備行業(yè)所需的綜合能力的培養(yǎng)，進(jìn)行課程持續(xù)改進(jìn)具有重要意義。該課程基于工程專業(yè)教育認(rèn)證及持續(xù)改進(jìn)理念改進(jìn)了課程目標(biāo)和考核方式，通過增加線上教學(xué)、圍繞身邊的腐蝕防護(hù)開展調(diào)研與討論、腐蝕防護(hù)演示實驗和實物展示、結(jié)合設(shè)計大賽的防腐方案設(shè)計、防腐前沿技術(shù)和科研項目融入等與油氣儲運實際工程結(jié)合緊密的教學(xué)內(nèi)容或?qū)嵺`環(huán)節(jié)，以調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更容易掌握基礎(chǔ)知識，同時培養(yǎng)學(xué)生分析和解決腐蝕相關(guān)的油氣儲運工程復(fù)雜問題的能力，以達(dá)成課程目標(biāo)。

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（責(zé)任編輯：汪旦旦）