论文面向工程实际需求的输气管道设计和管理课程教学的改革，本文是课程教学类有关论文范文文献跟管理课程教学和工程实际需求和管道有关论文写作参考范文.
黄斌,张继红,成庆林
（东北石油大学石油工程学院,黑龙江大庆163318）
摘 要：本文针对我国石油天然气工业的工程实际情况,分析了油气储运专业输气管道设计与管理课程教学中存在的问题.论文提出通过跟踪输气管道工程的技术发展现状和需求,改革输气管道设计与管理课程教学目标,提高学生综合运用知识的能力和创新能力.改革教学内容和方式,提高油气储运工程本科生的培养质量.
关键词：油气储运工程；输气管道设计与管理；课程教学；工程实践
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）34-0092-02
基金项目：黑龙江省高等教育教学改革项目“油气储运专业创新创业型人才培养研究”（项目编号：JG2013010145）；东北石油大学研讨式课程建设项目“输油管道设计与管理”
作者简介：黄斌（1982-）,男,东北石油大学石油工程学院副教授,博士,从事油气管道方面的教学工作.
“输气管道设计与管理”课程是油气储运工程本科阶段的主干专业课,在整个专业课程设置中占有重要地位.该课程以培养毕业生从事输气管道的规划设计和运营管理能力为基本目的,学生毕业后掌握长距离输气管道工艺方面的设计及管道运营管理的基本理论、方法与工具.该课程的主要内容有天然气的基本性质、天然气管道的设计、工艺计算、站场和管道的运营管理等,包括输气管道稳态水力和热力计算、输气管道与输气站联合工作的工况分析与模拟、输气管道设计等.目前,几乎全国所有油气储运工程的本科专业都开设了该课程,甚至有部分学校将其设置为主干专业课程.但在该课程32～48学时的讲授过程中,始终存在课程的内容与实际有一定的脱节的现象.首先,课程主要突出了基础的设计原理和管理内容,如果不经过课程设计等过程,学生很难将该课程内容与其就业后进入的设计、运营或建设单位的工作内容直接结合；其次,输气管道设计与管理的工程技术发展日新月异,现代输气管道工程涉及到多学科的综合应用,管道运营管理更进入全数字时代,课程内容设置落后于实际工程技术发展水平.这些问题也是全国工科高等教育面临的一些共性问题,而教育部在2010年启动“卓越工程师教育培养计划”时,提出了该计划的目标,即强化学生工程实践能力和创新能力的培养,促进工程教育改革和创新,进而实现我国工程教育人才培养质量的全面提高,为我国高等工程教育的改革奠定了基础.因此,随着我国天然气管道技术迅速发展,输气管道设计与管理这门课程内容应及时改革,以适应我国天然气管道工程发展的实际需求.
一、课程教学目标的改革与定位
1.紧跟天然气管道工程技术的发展.天然气管道工程是关系国计民生的大型工程.当前天然气管道进一步向大口径、高压力、高钢级和高度网络化方向发展,关键设备和控制系统的进步制约天然管道工程技术水平的发展.2012年西气东输二线工程全面供气,2014年西气东输三线西段全线贯通,2015年年底将全线投产,每一条大型输气管道的投产,都将使亿万民众受益.预计未来十年仍将是我国乃至全世界天然气管道的高速发展时期.展望未来的天然气管道工程技术,用于管道的泄漏检测技术,管道自动焊接和超声波检测技术,管道生产信息管理系统,地理信息系统的应用,管道安全评价与风险管理技术,管道快速抢维修技术和管道节能与环保技术等是管道工程技术中发展的重点.而课程的教学内容很少涉及这些技术,因此,在课程教学过程中,应适当引入这些技术.
2.课程教学目标改革.工程类本科专业课程设置可以分为基础课、专业基础课和专业课.基础课是所有工程类课程的基础,是基础原理和思维方法；专业基础课是基础课和专业课的衔接,是工程技术的基础；专业课是面向工程设置的,是基础课和专业基础课在本学科的实际应用,是解决本学科特定工程问题的工具.输气管道设计与管理属于专业课,通过该课程的讲授,应达到以下的教学目标：①培养学生运用所学理论知识解决工程实际问题的能力.输气管道设计与管理课程在各个高校的教学计划不同,但一般都安排在第三学年的第二学期或者第四学年的第一学期.在学习该课程时,学生已经完成了基础课、专业基础课如传热学、热力学、水力学、泵与风机等课程的学习,该课程的学习实际是将各门课程综合运用的过程.如水力计算部分是以工程流体力学为基础的,热力计算则是以工程热力学和传热学为基础,管道的设计计算和运行管理部分则时刻离不开前面所学过的各门课程.在该课程的学习过程中,应该引导学生将专业基础课中的定律和工具应用于工程实际,遇到工程实际问题通过归纳总结分析,锻炼学生利用已学知识解决工程实际问题的能力,不止让学生明白“学会了什么”,更是让学生懂得“如何用”[1].②培养学生的创新能力.创新能力是工科学生培养的基本要求,没有创新能力的毕业生很难成为一名优秀的工程师.好奇心和兴趣是创新的源泉,创新能力的培养应该将常规培养和学生个体特长密切结合,着重学生个性的发展,发现学生的长处,否则,学生就会失去创新的动力,课程教学就变成千篇一律的复制过程.可以结合输气管道工程领域的创新成果,如输气管道上应用的新技术、管道工业的新产品、前沿的工艺等,根据课程的内容整理这些成果创新的过程,及该创新成果发现、思考、解决问题的过程,归纳和总结出具有启发意义的案例,以启迪学生的创新思维.同时,教学过程中可以总结相关工程研究中那些前沿的、热点的、尚未解决的实际问题,提出发现、分析和解决这些问题的思路和途径的建议或意见,启发学生运用已经掌握的知识自主探究、创新性地应对这些问题.总之,课程教学目标的定位不仅要培养学生的学习兴趣和对工程领域科学技术的好奇心,鼓励学生针对个性问题的个性思考,使他们能够在兴趣的引领下在科学的海洋任意遨游,运用自己独特的视角去发现和解决问题,从而更大限度地培养他们的创新能力[2].
二、课程教学内容和方式改革
1.借鉴CDIO理念,重新构思教学内容.CDIO是“构思”（Conceive）、“设计”（Design）、“实施”（Implement）、“运行”（Operate）四个英语的首字母[3].CDIO理念是,以工程项目为载体,让学生主动地在实践课程中完成工程项目,进而掌握基础科学知识.CDIO培养大纲将工程类本科生的能力划分为四个层面,包括个人能力、人际团队能力、工程基础知识和工程系统能力,要求必须以综合的培养方式使学生同时在四个层面达到预期的目标[4].这些能力恰好是目前传统工程专业教学方式所没有关注的,运用CDIO理念开展输气管道课程的教学改革是培养该四种能力的好办法.因此,在教学过程中增加输气管道的设计任务,让输气管道的课程设计过程贯穿整个教学环节,每完成一定学习任务,则要求学生完成相应部分的输气管道的设计任务.这样,学生在学习理论知识后,很快将所学知识应用到实际的工程设计当中,既熟练掌握了所学内容,又增强了实际动手能力[5].
2.注重输气管道工程前沿技术的引入.当前,输气管道工程技术正处于高速发展阶段,每一条大型输气管道的设建设过程都是输气管道工程技术的重大革新之旅,每一条输气管道的投产都意味着输气管道工程的技术水平又上升到了新的高度.在课程内容安排上,密切关注国内外输气管道工程的建设情况,介绍在管道设计、施工过程中的亮点,根据新闻报导跟踪通报热门管道的最新进展.这些内容的增加,有助于学生了解管道工业前沿技术的最新进展,还有利于提高课堂学习效率,激发学生对课程和工程技术的热爱,起到一举多得的作用.
3.增加案例教学.在该课程内容中,当涉及到管道、站场设计的内容时,由于教材篇幅有限,只能实现以较简单的方式,用管道纵断面图、站场流程图等作以简单介绍,导致学生在学习该部分时,很难与实际情况结合,学习效果不佳.教师在这部分内容的讲解过程中,可以搜集学生较为熟悉的天然气管道的资料,拿到可以公开用于课堂教学的资料,如流程图、安装图,再配合以实物图片、影像资料,利用少部分学时,让学生建立一个图纸和实物的一个对应关系,从而起到较好的教学效果.
4.丰富的教学手段和方式.现代的工程教育应该走出粉笔加黑板的传统模式,采取传统与现代、理论与实践、讲授与讨论相结合的多种方式,激发学生的学习兴趣,提升学生独立思考问题的能力.例如,在实习实训过程中搜集相关素材,将课堂上难以用实物演示的压缩机、旋流分离装置等设备制成3D动画,利用动画来演示压缩机的工作工程、内部结构等,让学生更容易掌握教学中的难点、重点,使教学和学习活动更生动；可以准备值得探讨思考的问题,让学生分组完成,或者在学期初布置设计类作业,在课程推进的过程中,逐渐完成设计作业的每一步,让学生在学后立即有实践的机会；另外,可以在课程的实验环节,设计创新实验,要求学生通过亲手设计来实现实验目的,进而分析实验结果,得出自己的结论.通过这些实践,既有利于培养学生的实践能力、思维表达能力及团队合作精神,又可为学生更好地走上工作岗位打下良好基础.
参考文献：
[1]时铭显.美国工程教育改革与发展趋势[J].高等工程教育,2002,（5）：9-13.
[2]林健.卓越工程师创新能力的培养[J].高等工程教育研究,2012,（5）：1-17.
[3]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,（03）：1-6,9.
[4]顾学雍.联结理论与实践的CDIO———清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究,2009,（1）：11-23.
[5]黄斌,傅程.基于CDIO理念的“输气管道设计与管理”课程改革初探[J].中国科教创新导刊,2012,（22）：185.
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参考文献：
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