油氣儲(chǔ)運(yùn)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)探索與實(shí)踐

梁法春，張樹(shù)文，曹學(xué)文

(中國(guó)石油大學(xué)(華東) 儲(chǔ)運(yùn)與建筑工程學(xué)院，山東 青島 266580)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維的重要環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)體系的重要組成部分[1]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心是加強(qiáng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要基地，是提升高校辦學(xué)水平，增強(qiáng)辦學(xué)實(shí)力和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)力的重要平臺(tái)[2]。教育部“十二五”期間突出了以學(xué)校優(yōu)勢(shì)學(xué)科專(zhuān)業(yè)特色為基礎(chǔ)，形成優(yōu)質(zhì)資源融合、教學(xué)科研協(xié)同、學(xué)校企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的實(shí)驗(yàn)教學(xué)新模式，以服務(wù)國(guó)家科教興國(guó)戰(zhàn)略和人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略[3]。在一系列經(jīng)費(fèi)投入和政策支持下，我國(guó)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)取得了重要進(jìn)展，各具特色的實(shí)驗(yàn)中心相繼建成[4-9]。中國(guó)石油大學(xué)(華東)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專(zhuān)業(yè)為國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科，油氣儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)包括長(zhǎng)距離油氣管道輸送、油氣田集輸、油氣儲(chǔ)存及城市燃?xì)廨斉涞龋怯蜌馍a(chǎn)與供應(yīng)鏈中不可或缺的一環(huán)。1953年，北京石油學(xué)院成立之初就建立了新中國(guó)第一個(gè)石油儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，并創(chuàng)建了教學(xué)實(shí)驗(yàn)室。儲(chǔ)運(yùn)教研室經(jīng)過(guò)50余年實(shí)踐探索，不斷更新教育理念、完善教學(xué)體系、自主研發(fā)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、探索教育教學(xué)方法，油氣儲(chǔ)運(yùn)實(shí)驗(yàn)室取得巨大進(jìn)展。2012年，被批準(zhǔn)為油氣儲(chǔ)運(yùn)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(簡(jiǎn)稱(chēng)中心)。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心定位和目標(biāo)

中心以提高學(xué)生“工程意識(shí)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、社會(huì)適應(yīng)”為目標(biāo)，以“實(shí)驗(yàn)體系系統(tǒng)化、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容科學(xué)化、實(shí)驗(yàn)裝置工程化、實(shí)驗(yàn)教師梯隊(duì)化”為手段，由高水平的教師構(gòu)建科學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、建設(shè)工程化的實(shí)驗(yàn)裝置，以培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。中心堅(jiān)持貫徹“因材施教”的教育理念，以滿足不同層次學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的需求，通過(guò)實(shí)驗(yàn)裝置建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革、配套管理制度的完善，建成了國(guó)內(nèi)一流的、具有一定規(guī)模的油氣儲(chǔ)運(yùn)工程綜合實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心。

2 改進(jìn)傳統(tǒng)教學(xué)模式，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

中心注重基礎(chǔ)與專(zhuān)業(yè)、理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合，充分考慮教學(xué)模塊間的有機(jī)聯(lián)系，按層次組織實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，編寫(xiě)配套的實(shí)驗(yàn)大綱、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)和實(shí)驗(yàn)教材，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順序和內(nèi)容，建設(shè)模塊化、規(guī)模化、現(xiàn)代化、貼近油氣儲(chǔ)運(yùn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的高水平實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。中心通過(guò)提高綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例，大幅度地增加了選做實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，開(kāi)設(shè)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)，滿足了學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)、興趣、愛(ài)好等方面的個(gè)性化要求，達(dá)到了加強(qiáng)基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提高興趣、因材施教的目的。

中心以培養(yǎng)學(xué)生的“工程意識(shí)、實(shí)踐能力、創(chuàng)新思維、社會(huì)適應(yīng)”為重點(diǎn)的4個(gè)教學(xué)目標(biāo)，以構(gòu)建“基礎(chǔ)型、設(shè)計(jì)綜合型、研究創(chuàng)新型、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)型”實(shí)驗(yàn)為中心的4個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)層次，以建設(shè)“油氣集輸、原油與成品油管道輸送、天然氣管道輸送與燃?xì)廨斉洹⒂蜌鈨?chǔ)存”4個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模塊為中心的核心實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容體系。四層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 四層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)

(1) 基礎(chǔ)型實(shí)驗(yàn)。重在加深學(xué)生對(duì)理論教學(xué)基本概念的理解，驗(yàn)證基本規(guī)律，掌握基本實(shí)驗(yàn)方法和技能，培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。利用專(zhuān)業(yè)自制設(shè)備，開(kāi)展特色實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果。

(2) 綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)了綜合應(yīng)用能力和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。結(jié)合理論教學(xué)和工程實(shí)際，增加了綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的比例。

(3) 研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。將“油氣儲(chǔ)運(yùn)工程”國(guó)家級(jí)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)、“211工程”建設(shè)和優(yōu)勢(shì)學(xué)科創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)提供的先進(jìn)儀器設(shè)備，對(duì)國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、第二課堂、課外科技活動(dòng)和畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)放，以培養(yǎng)學(xué)生的研究能力、創(chuàng)新意識(shí)和合作精神。學(xué)生可以在導(dǎo)師的指導(dǎo)下自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或參與導(dǎo)師的課題研究。

(4) 油氣輸送與儲(chǔ)存現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。貫徹實(shí)踐環(huán)節(jié)“4年不斷線”的培養(yǎng)目標(biāo)，利用地處油田、國(guó)家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備基地和油氣輸送管網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)和未來(lái)工作的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)石油、扎根基層、勇于奉獻(xiàn)的精神。

3 匯聚優(yōu)秀師資力量，打造優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)隊(duì)伍是高校的一支重要骨干力量，是實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革、實(shí)驗(yàn)室規(guī)劃管理和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的主力軍[10]。實(shí)驗(yàn)中心按照 “培養(yǎng)、引進(jìn)、厚待、重用”的原則，采取積極引進(jìn)、重點(diǎn)培養(yǎng)的方針，通過(guò)攻讀在職學(xué)位、出國(guó)進(jìn)修、參加會(huì)議、參觀考察等多種形式，培養(yǎng)了一支高水平、高學(xué)位、高素質(zhì)，以中青年為主體的實(shí)驗(yàn)教學(xué)一線骨干教師隊(duì)伍，教學(xué)隊(duì)伍職稱(chēng)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 教學(xué)隊(duì)伍職稱(chēng)、學(xué)歷結(jié)構(gòu)圖

為匯聚優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)人才，采取了如下措施：

(1) 加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)人才引入，注重“雙師型”人才培養(yǎng)。積極引進(jìn)人才，充實(shí)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)力量，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的職稱(chēng)結(jié)構(gòu)和學(xué)歷結(jié)構(gòu)，提高實(shí)驗(yàn)技術(shù)水平。

(2) 將青年教師充實(shí)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作中。學(xué)院規(guī)定，新引進(jìn)的青年教師必須從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作1年以上，作為晉升職稱(chēng)的必要條件。

(3) 實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)并重，激發(fā)教師對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的熱情。理論課教師必須參與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)室建設(shè)，在分配制度上實(shí)驗(yàn)課與理論課統(tǒng)籌考慮。

(4) 提高實(shí)驗(yàn)人員學(xué)歷，拓展實(shí)驗(yàn)技能。加強(qiáng)現(xiàn)有人員的培訓(xùn)，鼓勵(lì)攻讀高學(xué)位，有計(jì)劃地安排現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)人員的進(jìn)修學(xué)習(xí)。

(5) 組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀摩，注重交流啟迪。組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀摩、聽(tīng)課，交流實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法及經(jīng)驗(yàn)。

4 改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，創(chuàng)新教學(xué)效果評(píng)價(jià)體系

4.1 尊重學(xué)生認(rèn)知實(shí)踐規(guī)律，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由淺入深

中心重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目安排由淺入深，由簡(jiǎn)單到綜合，由室內(nèi)到現(xiàn)場(chǎng)，以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。建造設(shè)計(jì)綜合型實(shí)驗(yàn)臺(tái)架時(shí)，設(shè)備和管架都留有可擴(kuò)展空間，實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容既符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律和實(shí)際水平，又留有選做空間。

4.2 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)類(lèi)型分級(jí)，提高學(xué)生自主選擇性和創(chuàng)新性

實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，綜合實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目分成必做、選做和自主設(shè)計(jì)3種類(lèi)型。每個(gè)自由組合的實(shí)驗(yàn)小組必須完成必做項(xiàng)目和一個(gè)選做項(xiàng)目，自主設(shè)計(jì)創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目由興趣小組在教師指導(dǎo)下進(jìn)行。以學(xué)生為中心、靈活的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，最大限度地激發(fā)了學(xué)生的潛能，培養(yǎng)了學(xué)生勇于開(kāi)拓的創(chuàng)新意識(shí)和相互協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。

4.3 建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

由于傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室自身的局限，實(shí)驗(yàn)參數(shù)變化細(xì)節(jié)信息無(wú)法直觀呈現(xiàn)，而虛擬仿真系統(tǒng)能夠用三維視角全方位展示實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)，形象直觀。學(xué)生根據(jù)課堂教學(xué)所講授的基本理論，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)方法，根據(jù)仿真模擬結(jié)果驗(yàn)證理論分析，從而使學(xué)生自主性、積極性和創(chuàng)新性得到很大提升。

4.4 建立多元化評(píng)價(jià)體系，發(fā)揮教學(xué)評(píng)價(jià)指揮棒作用

中心采用經(jīng)常性考核、階段性考核、總結(jié)性考核等多元化的實(shí)驗(yàn)考核方法，更加注重實(shí)驗(yàn)過(guò)程的考核和能力的培養(yǎng)。一般基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)課程的考核，以平時(shí)各個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考核為主，以考試、課程總結(jié)和小論文為輔；綜合設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)以 “必修+選修”的形式進(jìn)行，考核以小論文的形式為主；而創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)以競(jìng)賽的形式進(jìn)行，計(jì)入科技創(chuàng)新學(xué)分。由此，確保了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在教學(xué)過(guò)程的地位，提高了學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐動(dòng)手和創(chuàng)新的積極性。

5 建設(shè)成果

油氣儲(chǔ)運(yùn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的“油庫(kù)設(shè)計(jì)與管理”已建設(shè)成為國(guó)家級(jí)精品課程，油氣集輸和工程熱力學(xué)與傳熱學(xué)課程為山東省精品課程。中心還承擔(dān)了教學(xué)研究項(xiàng)目28項(xiàng)，其中省部級(jí)以上項(xiàng)目8項(xiàng)；獲優(yōu)秀教學(xué)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)成果獎(jiǎng)20項(xiàng)，其中省部級(jí)以上5項(xiàng)；獲省級(jí)優(yōu)秀教材1等獎(jiǎng)1項(xiàng)。承擔(dān)各級(jí)科研項(xiàng)目110項(xiàng)，其中省部級(jí)以上項(xiàng)目28項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金7項(xiàng)，國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目3項(xiàng)，國(guó)家支撐計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)。獲各類(lèi)科研獎(jiǎng)勵(lì)30項(xiàng)，其中省部級(jí)12項(xiàng)；獲國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利4項(xiàng)；在國(guó)家級(jí)刊物發(fā)表科研論文130余篇。

油氣儲(chǔ)運(yùn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心下設(shè)原油與成品油管道輸送實(shí)驗(yàn)室、天然氣管道輸送與燃?xì)廨斉鋵?shí)驗(yàn)室、油氣集輸實(shí)驗(yàn)室、油氣儲(chǔ)存實(shí)驗(yàn)室、傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)室和熱流檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室，前4個(gè)實(shí)驗(yàn)室分別對(duì)應(yīng)油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)的4個(gè)服務(wù)領(lǐng)域，而傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)室和熱流檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室是油氣儲(chǔ)運(yùn)工程的基礎(chǔ)性通用實(shí)驗(yàn)室。

大型儀器設(shè)備是中心最重要的優(yōu)質(zhì)資源，大型儀器設(shè)備利用的好壞，直接影響著教學(xué)科研的發(fā)展水平[11]。中心自主研發(fā)了多相流模擬實(shí)驗(yàn)裝置[12-13]、天然氣儲(chǔ)存與輸送模擬實(shí)驗(yàn)裝置等溫輸油管道模擬實(shí)驗(yàn)裝置，及小呼吸蒸發(fā)損耗實(shí)驗(yàn)裝置(見(jiàn)圖3)等11項(xiàng)實(shí)驗(yàn)裝置。目前油氣儲(chǔ)運(yùn)工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心為國(guó)內(nèi)外高校累計(jì)提供了16套油氣儲(chǔ)運(yùn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置，有效地促進(jìn)了這些院校油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專(zhuān)業(yè)的建設(shè)，為我國(guó)儲(chǔ)運(yùn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平的提高做出了貢獻(xiàn)，形成良好的示范與輻射作用。

圖3 自主研發(fā)實(shí)驗(yàn)裝置

6 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涵蓋硬件建設(shè)、軟件建設(shè)、制度建設(shè)、人才隊(duì)伍建設(shè)等諸多方面。前期通過(guò)不斷探索，建立了較為完備的硬件系統(tǒng)和教學(xué)體系，構(gòu)建了創(chuàng)新研究型的實(shí)踐教學(xué)模式，激發(fā)了學(xué)生興趣，培養(yǎng)了學(xué)生創(chuàng)新能力，鼓勵(lì)個(gè)性發(fā)展。下一步仍需要以?xún)?yōu)勢(shì)學(xué)科與專(zhuān)業(yè)特色為基礎(chǔ)，進(jìn)一步完善油氣儲(chǔ)運(yùn)工程實(shí)驗(yàn)體系，豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，并不斷自主研制實(shí)驗(yàn)設(shè)備，逐漸實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)體系系統(tǒng)化、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容科學(xué)化和實(shí)驗(yàn)設(shè)備工程化。通過(guò)凝聚各方力量，將不斷創(chuàng)新推進(jìn)示范中心的建設(shè)與發(fā)展，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心在人才培養(yǎng)中的作用。

[1] 范公廣，劉永萍，謝軍.國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012,29(1)：134-136.

[2] 陳兆夏，王恬.國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的實(shí)踐與思考[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2012(15):26-28.

[3] 姜文鳳，高欣.“十二五”國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)與思考[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013,30(5)：5-7.

[4] 孟慶繁，陳亞光，王貞佐，等.基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的實(shí)踐與思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2005，24(5)：95-98.

[5] 陳緒誠(chéng).創(chuàng)建高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2007，26(4)：93-95.

[6] 張文桂.實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的思考與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008，25(1)：1-4.

[7] 羅殷.創(chuàng)建高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的實(shí)踐與探索[J].中國(guó)電力教育，2010(33)：154-155.

[8] 劉吉軒，陳雪峰，訾艷陽(yáng).機(jī)械基礎(chǔ)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2013,11(2)：130-133.

[9] 嚴(yán)華，鄭國(guó)杰.海上專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013,32(2)：127-129,149.

[10] 陳潔瑾.加強(qiáng)高職院校教師隊(duì)伍建設(shè)的思考[J].湖北職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011,14(1):24-27.

[11] 王森,余建潮,汪進(jìn)前.基于全程管理模式的大型儀器設(shè)備管理研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012,29(1):198-201.

[12] 王海琴,何利民,張足斌,等.小長(zhǎng)徑比垂直上流管壓力波動(dòng)特性分析[J].應(yīng)用基礎(chǔ)與工程科學(xué)學(xué)報(bào),2009,17(6):885-890.

[13] 何利民,馬華偉,羅小明.嚴(yán)重段塞流周期特性實(shí)驗(yàn)研究[J].高校化學(xué)工程學(xué)報(bào),2009,23(2):223-229.