油氣儲運工程專業(yè)實驗課程建設(shè)與教學(xué)改革

易世澤　白秀琴

摘? 要：新形勢下，國內(nèi)油氣儲運工程領(lǐng)域?qū)θ瞬诺男枨笥性S多新的變化。為努力培養(yǎng)高素質(zhì)工程應(yīng)用型油氣儲運人才，拓寬學(xué)生就業(yè)面，結(jié)合近20年來該專業(yè)實驗課程的教學(xué)實踐，針對實驗教學(xué)中存在的不足，從實驗課程定位、實驗教學(xué)裝備、實驗教學(xué)內(nèi)容和實驗教學(xué)手段等方面進行探索、實踐。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，教學(xué)改革工作進一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，增強學(xué)生分析與解決問題的實際能力，提升實驗教學(xué)水平和質(zhì)量，取得一定的效果。研究成果對面向工程應(yīng)用的油氣儲運工程專業(yè)實驗教學(xué)，具有一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：油氣儲運工程；實驗課程；建設(shè)；教學(xué)；改革

中圖分類號：G642? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）12-0119-05

Abstract： Under new situations and circumstances， there are many new changes in the demand for the staff in the field of oil and gas storage and transportation engineering in China. In order to cultivate high-quality staff in oil and gas storage transportation engineering， broaden students' employment and eliminate the shortcomings in the current situation of experimental teaching， this paper explores and practices from the aspects of experimental course positioning， experimental teaching equipment， experimental teaching content and experimental teaching means on the basis of the experimental teaching practice of oil and gas storage and transportation engineering in recent 20 years. The investigation shows the reformation has further improved students'learning initiative， enhanced students' practical ability to analyze and solve problems， improved the level and quality of experimental teaching， and certain effect has been achieved. The results have a certain reference value for the experimental teaching of oil and gas storage and transportation engineering for engineering application.

Keywords： oil and gas storage and transportation engineering; experimental course; construction; teaching; reformation

自2002年武漢理工大學(xué)開辦油氣儲運工程專業(yè)以來，筆者一直從事該專業(yè)的理論與實驗教學(xué)。近年來，筆者注意到，石油、天然氣和新能源等領(lǐng)域的產(chǎn)、研、銷諸環(huán)節(jié)，油氣儲運工程專業(yè)涵蓋的領(lǐng)域，以及學(xué)生的畢業(yè)分配方向等，都出現(xiàn)了很多變化[1]。同時，與石油、成品油相關(guān)的行業(yè)標準也不斷更新，導(dǎo)致油氣儲運工程專業(yè)的實驗教學(xué)難免出現(xiàn)新問題。

特別是近5年來，教育部制定、頒布了一系列文件，對專業(yè)發(fā)展建設(shè)提出了新的更高的要求。例如，2017年教育部發(fā)布了《新工科研究與實踐項目指南》，要求高校推進新工科建設(shè)，油氣儲運工程專業(yè)針對目前應(yīng)用型本科教學(xué)存在重知識、輕能力等系列問題，要求通過新工科理念，對應(yīng)用型本科高校人才培養(yǎng)模式進行改革[2]。2018年，教育部印發(fā)了《關(guān)于加快建設(shè)高水平本科教育 全面提高人才培養(yǎng)能力的意見》，指出本科生是高素質(zhì)專門人才培養(yǎng)的最大群體，本科教育是提高高等教育質(zhì)量的重要基礎(chǔ)[3]。2020年，教育部又印發(fā)了《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》，要求全面推進高校課程思政建設(shè)，要將“全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量”作為工作核心，重塑課程體系，專業(yè)課要融入思政內(nèi)容，要探索出具有專業(yè)特色的思政建設(shè)的路徑[4]。

上述文件的出發(fā)點，突出了“人才培養(yǎng)是本，本科教育是根”的總體思路，而實驗教學(xué)是本科教育中必不可少的環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生實踐能力的同時需要激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。實驗室是本科教育階段培養(yǎng)學(xué)生實踐能力最重要的場所，實驗室被譽為“現(xiàn)代大學(xué)的心臟”，是實施綜合素質(zhì)教育，培養(yǎng)具有知識創(chuàng)新及科技創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的重要場所，是學(xué)生進行實踐鍛煉的必要之地。

因此，新時期對本科生高素質(zhì)人才定義的新標準，反映到專業(yè)實驗教學(xué)也需要達到新標準的要求，換言之，也要求筆者相應(yīng)地對所從事的實驗課進行教學(xué)改革。教學(xué)改革的成敗與否，直接決定了教學(xué)效率的高低。但是，在實驗課程改革進入深水區(qū)的今天，要解決這些在新形勢下出現(xiàn)的新問題，在教學(xué)實踐中又很難找到相對統(tǒng)一的模式，因為教學(xué)改革存在著無數(shù)個走向。為此，筆者一直在探討以下問題，并付之于實踐。

一? 專業(yè)實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

總體上，武漢理工大學(xué)（以下簡稱“我?！保┙?0年來在油氣儲運工程專業(yè)的實驗教學(xué)中，集中凸顯出了以下5個問題。

（一）? 專業(yè)實驗教學(xué)課程與新時代發(fā)展的要求存在差距

新工科背景下，我國高等教育需要培養(yǎng)綜合素質(zhì)高和創(chuàng)新能力強的新工科人才，以適應(yīng)行業(yè)和區(qū)域經(jīng)濟社會升級發(fā)展的需要。相應(yīng)地，這就要求油氣儲運工程專業(yè)的實驗教學(xué)在理念上不斷突破和創(chuàng)新，構(gòu)建科學(xué)合理的、有特色的油氣儲運工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式，緊跟時代需求，以適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和就業(yè)市場的需求。例如，創(chuàng)新型本科生實驗教學(xué)，就不能僅僅滿足于驗證性實驗，而是要求學(xué)生多思考、多提問，甚至需要學(xué)生設(shè)計實驗。同時，也要求學(xué)生不斷地接受新能源等新知識，構(gòu)建新的知識體系[5]。

油氣儲運工程專業(yè)實驗教學(xué)所面臨的新課題之二，是怎樣避免實驗教學(xué)與思政教育“兩張皮”的問題。長期以來，專業(yè)課的實驗教學(xué)內(nèi)容無非是實驗技能操作、安全注意事項等，以“授業(yè)”“解惑”為主，新形勢下怎樣有機地融入“傳道”，融入思政內(nèi)容，使學(xué)生在實驗教學(xué)中樹立堅定的理想信念，全面提升“立德樹人”，這是無法回避的新課題[6]。

（二）? 部分專業(yè)實驗教學(xué)課程的定位比較模糊導(dǎo)致學(xué)生不重視

不可否認，一門實驗課的重要性，與其相對應(yīng)的理論課的重要性是成正比的。對專業(yè)必修課，無論是理論課還是實驗課，上課的學(xué)生人數(shù)、課時均有保障，其重要性不言自明，專業(yè)選修課則不然。以儲運油料學(xué)課程為例，該課程是一門專業(yè)選修課，重要性比不上油氣儲運工程專業(yè)傳統(tǒng)的油氣集輸、泵與壓縮機和輸油管道設(shè)計與管理等課程，與之對應(yīng)，其實驗課的重要性也無法與專業(yè)必修課的實驗課相比。

還需注意一點，實驗教學(xué)與理論教學(xué)是一種相輔相成的關(guān)系，既有一定的聯(lián)系，又存在一定的相對獨立性。但目前多數(shù)的實驗教學(xué)，無論從內(nèi)容上還是形式上都附屬于理論教學(xué)，沒有單獨設(shè)課和單獨考核，實驗成績的好壞對所學(xué)課程成績影響不大，造成學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度不端正，認為去不去做實驗差別不大，即使去了也袖手旁觀。上述問題要求準確定位不同的實驗課程，引起學(xué)生普遍的重視，以調(diào)動學(xué)生上課的積極性[7-9]。

（三）? 實驗課涵蓋的內(nèi)容龐雜導(dǎo)致重點不突出

仍以儲運油料學(xué)課程為例。該課程所選的教材，內(nèi)容上基本涵蓋了2大部分，第一部分是原油理化性質(zhì)及石油煉制工藝，第二部分是成品油理化性質(zhì)及其應(yīng)用。教學(xué)內(nèi)容涵蓋石油及品種極其繁多的成品油，內(nèi)容涉及面廣，跨度很大。與之相對應(yīng)，實驗教學(xué)課涵蓋的內(nèi)容也應(yīng)該很多。但是，該實驗課的學(xué)時卻從6學(xué)時降為4學(xué)時，進一步增加了教學(xué)難度。從實驗課堂提問的情況看，學(xué)生理解、記憶跟不上，教學(xué)有“坐飛機”之嫌。

以原油化驗為例。原油與油氣儲運工程專業(yè)相關(guān)的化驗項目，以物理性質(zhì)的檢驗為主，包括凝點、傾點、閃點和黏度等多項實驗。相比之下，成品油種類繁多，化驗項目更多達上百項。與油氣儲運工程專業(yè)相關(guān)的質(zhì)量管理的化驗項目也很多，包括冷濾點、冰點、黏度、電導(dǎo)率、密度和滴點等實驗。涵蓋面太大，而學(xué)時數(shù)嚴重不足，難以保證教學(xué)效果。

（四）? 實驗條件不足導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容不全面

受空間、經(jīng)費和安全等因素制約，實驗室的布局結(jié)構(gòu)和資源配置不盡合理，實驗室建設(shè)相對滯后，造成實驗內(nèi)容知識點覆蓋面低[10-11]。隨著專業(yè)的迅速發(fā)展和學(xué)生的擴招，實驗場地顯得非常局促，設(shè)備位置相對擁擠；有的實驗儀器分別放置在不同的實驗室，取用十分不便，實驗教學(xué)缺乏連續(xù)性。

同時，受實驗臺架數(shù)量和實驗運行費用等因素制約，貴重精密儀器種類、數(shù)量較少，而傳統(tǒng)儀器設(shè)備陳舊，問題頻出，早已缺乏精密性，急需更新?lián)Q代。所需開展的實驗內(nèi)容，難以進行全面的推廣和深化。

（五）? 教學(xué)手段單一導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容滯后

部分專業(yè)課程實驗課選用的實驗指導(dǎo)書標準內(nèi)容滯后，一些新頒布的行業(yè)標準內(nèi)容的變化沒有反映到實驗指導(dǎo)書中，務(wù)實性和應(yīng)變性不足，導(dǎo)致學(xué)生缺乏對新知識、新方法探究的積極性和主動性，多數(shù)抱著上完課，應(yīng)付完考試，修到學(xué)分即可的心理，這往往會造成學(xué)生基礎(chǔ)操作不扎實，對一些原理、技術(shù)和方法一知半解[12-13]。例如，自2012年1月起，車用汽油牌號由“90號、93號、97號”修改為“89號、92號、95號”，但實驗指導(dǎo)書并沒有相應(yīng)更新。

即使是一些開展了的實驗項目，實驗內(nèi)容過于傳統(tǒng)、陳舊，也存在與石油行業(yè)新標準發(fā)布脫節(jié)的現(xiàn)象，已經(jīng)無法滿足培養(yǎng)學(xué)生跟上新標準，培養(yǎng)扎實的工程技能的要求，不利于學(xué)生工程意識的培養(yǎng)，更談不上創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題能力的培養(yǎng)[14]。

二? 建設(shè)思路及措施

筆者認識到，實驗教學(xué)是高等院校教學(xué)體系的重要組成部分，實驗室是實驗教學(xué)和科研的重要平臺。高等院校實驗教學(xué)和實驗室建設(shè)的水平，是培養(yǎng)工程技術(shù)人才、創(chuàng)新型人才和體現(xiàn)學(xué)校綜合實力的重要標志[15]。為了解決實驗教學(xué)中凸顯出來的問題，經(jīng)過反復(fù)嘗試，筆者做了以下探索。

（一）? 實驗教學(xué)不斷融入新元素以適應(yīng)新形勢下的新要求

油氣儲運工程專業(yè)的發(fā)展日新月異，為了緊跟行業(yè)發(fā)展，筆者在嚴格要求學(xué)生完成實驗操作的同時，也在實驗課中提出了新要求。比如，近年來新能源中的“氫能源”發(fā)展迅速，我校暫時無法在實驗課教學(xué)中開設(shè)相應(yīng)的內(nèi)容，但筆者要求學(xué)生們查閱了相應(yīng)的中英文資料，對所需設(shè)備的要求、優(yōu)劣勢等進行了討論，力求學(xué)生盡可能地發(fā)揮創(chuàng)新意識，而不僅僅滿足于實驗操作。

筆者還意識到，實驗教學(xué)畢竟不是專門的思想政治教育課程，如果不結(jié)合知識點自然引出思政元素，而是以“植入”式強硬加入思政元素，不僅會影響到實驗教學(xué)的流暢性和系統(tǒng)性，而且有時還會引起學(xué)生的抵觸情緒，使學(xué)生對課程失去興趣，造成事與愿違的后果。因此，筆者盡可能在不同的實驗教學(xué)中講述與知識點密切相關(guān)的故事、經(jīng)典案例，讓學(xué)生聆聽感受并開展討論。比如，進行密度測定教學(xué)時，筆者分析密度實驗與大宗石油貿(mào)易之間的相關(guān)性，樹立學(xué)生認真負責(zé)的工作意識；進行凝點測定教學(xué)時，筆者講述“王鐵人”為祖國獻石油，在大慶油田艱苦奮斗的英雄事跡。在實驗操作過程中，力求“情境、情感、理論、實驗”并舉，以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)情感，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

（二）? 對不同實驗課程的重要性進行合理定位

筆者在教學(xué)中體會到，一門課程如何正確地在專業(yè)中定位，對教學(xué)十分重要，這是教學(xué)改革第一步需要解決的問題。如果定位不準，教師在教學(xué)中側(cè)重點把握不當，可能導(dǎo)致教師付出的勞動與預(yù)期教學(xué)效果不符，更可能導(dǎo)致學(xué)生畢業(yè)后覺得學(xué)非所用，甚至有可能導(dǎo)致教、學(xué)雙方對該課程的教學(xué)活動失去信心。

對油氣儲運工程專業(yè)的骨干課程，如工程力學(xué)、工程流體力學(xué)、工程熱力學(xué)、傳熱學(xué)、泵與壓縮機、油氣管道設(shè)計與管理、油氣集輸和油庫設(shè)計與管理等，知識點由于在工作現(xiàn)場應(yīng)用極其頻繁，重要性不需要過多強調(diào)。對一些選修課程的重要性，一味拔高是不現(xiàn)實的，一味地說教、強調(diào)課堂紀律也是不現(xiàn)實的。如儲運油料學(xué)實驗課程，不能拼規(guī)模，不能硬性地要求學(xué)生選課，也不能不合理地要求上級管理部門傾斜資金和實驗場地。筆者的做法是，在教學(xué)過程中一直向?qū)W生強調(diào)，他們畢業(yè)后在所從事的油氣儲運工作中，會經(jīng)常用到該課程實驗中學(xué)到的各類指標，因此，認真學(xué)習(xí)該課程可以提高生產(chǎn)技能，拓寬就業(yè)渠道，引導(dǎo)學(xué)生重視這門實驗課。

同時，為保證實驗課教學(xué)效果，油氣儲運工程專業(yè)實驗課現(xiàn)已脫離了理論教學(xué)，單獨成立了一門課程，要求學(xué)生完成實驗操作，獨立寫出實驗報告，并結(jié)合實驗現(xiàn)場的提問情況給予評分。如果學(xué)生的實驗課程不及格，那么該生無法獲得學(xué)分，將影響其畢業(yè)。

此外，鼓勵學(xué)生們與畢業(yè)的學(xué)長們互動，讓其對不同的專業(yè)課程理論和實驗操作重要性有直接的感受，也是讓其認識到各門實驗課程都有不同的應(yīng)用范圍。通過這些正面引導(dǎo)，學(xué)生們不再先入為主地認為，學(xué)習(xí)某一門實驗課程僅僅是為了拿學(xué)分，而是感到學(xué)有所用了，由此端正了學(xué)習(xí)態(tài)度。

（三）? 突出教學(xué)重點并兼顧教學(xué)內(nèi)容的完整性

為解決教學(xué)內(nèi)容“寬”與“深”之間的矛盾，筆者在教學(xué)中做到了有取有舍，突出重點并兼顧全局。仍以儲運油料學(xué)實驗課為例。課程的學(xué)時只有4個，那么實驗教學(xué)不能求“大而全”，只能講“小而精”。首先是將那些與油氣儲運工程專業(yè)關(guān)系不大的實驗項目，在教學(xué)中刪除，避免教學(xué)中出現(xiàn)做無用功的現(xiàn)象。例如，經(jīng)過對畢業(yè)生跟蹤調(diào)查發(fā)現(xiàn)，我校油氣儲運工程專業(yè)目前尚無畢業(yè)分配到煉油廠的學(xué)生。既然如此，那么在選取實驗項目時，與原油烴類組成分析相關(guān)的實驗內(nèi)容相對就“用處不大”，就不必花時間做相關(guān)實驗，僅在理論課堂上講解即可。經(jīng)過摸索，筆者最終確定了7個實驗項目，其涵蓋了原油、車用燃料油、潤滑油和潤滑脂等主要石油及其產(chǎn)品的實驗項目。實驗教學(xué)中，要求學(xué)生們利用有限的課時操作，盡可能獲得感官認識。

此外，給學(xué)生一個學(xué)知識的臺階，引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)，提高授課效率。不可否認，筆者選取的7個實驗項目，與學(xué)生畢業(yè)后的工作需求尚存在不小的差距，但目前又不具備擴充學(xué)時的條件。為解決這一矛盾，筆者將沒有時間講解、實操的實驗項目的標準，發(fā)布到武漢理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上，為學(xué)生們課外時間瀏覽、學(xué)習(xí)這些實驗項目創(chuàng)造條件，同時鼓勵學(xué)生參加工作后利用空余時間學(xué)習(xí)。

其次，根據(jù)畢業(yè)生反饋的信息，有些需要的知識點，即使教材中沒有，筆者也要補充實驗操作。如潤滑脂是常用的成品油，但有些教材沒有講解；飛機、船舶用的一些特種油料，教材中也沒有講解。筆者在實驗授課時，仍要補充相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生們操作，避免學(xué)生們學(xué)、用脫節(jié)。

（四）? 抓住機遇改善實驗教學(xué)條件

經(jīng)過多年的努力，目前專業(yè)實驗教學(xué)配備了2間獨立實驗室、1間監(jiān)控室，以及大面積的室外場地等，已劃歸專屬教學(xué)用。在購置了各種型號的不銹鋼置物架后，很多臺套的實驗儀器可以集中擺放，極大地方便了實驗教學(xué)。

2020年，為增加實驗臺套數(shù)，保證實驗教學(xué)工作的正常開展，筆者利用“中央級普通高等學(xué)校辦學(xué)基本條件建設(shè)”項目，申請經(jīng)費800余萬元，購置了30余套實驗儀器設(shè)備，并定制了多套實驗教學(xué)設(shè)備，保證了涵蓋原油、車用燃料油、潤滑油和潤滑脂等油品部分實驗項目的教學(xué)，提高了教學(xué)水準，改善了整體教學(xué)氛圍。

（五）? 充分利用好網(wǎng)絡(luò)課程平臺豐富教學(xué)手段

筆者認識到，傳統(tǒng)的專業(yè)實驗教學(xué)理念、教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容及實驗環(huán)境等方面，均達不到新工科人才培養(yǎng)目標的要求。實驗教學(xué)不僅僅要在各類標準等內(nèi)容上求“新”，實驗的教學(xué)手段也需要不斷推陳出新。如果教學(xué)手段單一，就意味著思想僵化、教學(xué)手段落后，從而影響教學(xué)效果。面對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，面對人才培養(yǎng)現(xiàn)代化、信息化，以注重培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合能力的要求，實驗室的建設(shè)應(yīng)突破固有的體系，在新的機遇和挑戰(zhàn)中完成轉(zhuǎn)變，緊跟油氣儲運技術(shù)和行業(yè)發(fā)展的步伐，而不是固步自封。

為此，筆者利用校級網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)平臺[16]，采用“互聯(lián)網(wǎng)+實驗教學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)實驗室”管理模式，一是緊跟時代步伐，充實實驗教學(xué)的實驗指導(dǎo)書、實驗項目標準等文字材料，如果行業(yè)標準發(fā)生了變化，也可以不斷上傳新的實驗指導(dǎo)書；二是利用攝像機、智能手機等設(shè)備，召集實驗教學(xué)人員自行拍攝，并上傳部分無法開展的實驗項目的操作視頻，讓學(xué)生自學(xué)；三是利用理論課堂教學(xué)，講解重點實驗項目的意義、內(nèi)容與理論之間的聯(lián)系。通過綜合利用多種教學(xué)環(huán)境和教學(xué)媒體，讓學(xué)生在實驗操作前可以預(yù)習(xí)，實驗操作后可以拓展，提高學(xué)習(xí)積極性。

三? 結(jié)束語

教學(xué)有法，但教無定法。油氣儲運工程專業(yè)實驗課程的教學(xué)改革，應(yīng)該允許多種多樣的模式；應(yīng)根據(jù)學(xué)生的反饋，不斷完善教學(xué)，而不是硬性要求一次性地把某一種教學(xué)模式做到極致。雖然我校油氣儲運工程專業(yè)實驗課程建設(shè)取得了階段性成果，但對于建設(shè)高水平本科教育，建設(shè)一流油氣儲運工程專業(yè)而言，特別是在探索新工科人才培養(yǎng)模式，以及貫徹落實思政教學(xué)方面，實驗課程建設(shè)依然存在差距。下一步，我校將建多棟規(guī)?；膶嶒灳C合大樓，實驗大樓布局合理，將極大地緩解老舊實驗室空間狹小、分散重復(fù)的難題，將更大程度地發(fā)揮我校在油氣儲運工程專業(yè)方面的優(yōu)勢，有效地促進學(xué)科的發(fā)展。同時，實驗教學(xué)是高等院校教學(xué)的重要組成部分，是對課堂所學(xué)理論知識的直觀認識與補充，是學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要途徑，在培養(yǎng)學(xué)生工程實踐能力，乃至綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面有著不可替代的重要作用。高校的課程實驗室建設(shè)和實驗教學(xué)改革雖然是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，但卻是高等教育賦予高校的一項重要職責(zé)，需要高度重視、系統(tǒng)規(guī)劃和持續(xù)投入，不斷提升實驗室建設(shè)水平和實驗教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)大批具有高水平的符合新工科理念，且政治思想合格的工程技術(shù)人才。具體落實到油氣儲運工程專業(yè)實驗教學(xué)，在今后仍需要不斷探索、完善與自己相適應(yīng)的教學(xué)模式，把握好實驗教學(xué)發(fā)展的趨勢，將新工科人才培養(yǎng)和思政建設(shè)工作進一步落到實處。

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基金項目：中國交通教育研究會研究項目“面向‘交通強國戰(zhàn)略的專業(yè)教育與課程思政融合的人才培養(yǎng)模式改革”（JTZD20-10）

第一作者簡介：易世澤（1970-），男，漢族，湖北武漢人，博士，副教授。研究方向為油氣儲運工程專業(yè)的教學(xué)與科研。