基于CDIO工程理念的油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)綜合改革方案設(shè)計(jì)

【摘要】CDIO教學(xué)模式是培養(yǎng)學(xué)生工程能力、個(gè)人素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)精神的有效手段。結(jié)合油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)的現(xiàn)狀，研究了基于CDIO工程理念的油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)綜合改革的思路及改革方案。提出了以長輸管道設(shè)計(jì)為一級項(xiàng)目，包括主體設(shè)計(jì)、附屬設(shè)施設(shè)計(jì)等二級項(xiàng)目，以及六個(gè)三級項(xiàng)目的項(xiàng)目化課程體系。同時(shí)提出了教學(xué)改革過程中需要注意的主要問題，為本專業(yè)后續(xù)改革的順利開展奠定了基礎(chǔ)。

【關(guān)鍵詞】CDIO專業(yè)綜合改革油氣儲(chǔ)運(yùn)工程項(xiàng)目化課程體系

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）05-0233-02

一、概述

油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)主要培養(yǎng)在石油、天然氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸及相關(guān)領(lǐng)域從事設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工和技術(shù)管理的復(fù)合型人才。受益于近年來石油石化行業(yè)的高速發(fā)展，國內(nèi)外油氣儲(chǔ)運(yùn)行業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，對專業(yè)人才的需求大幅提升，連續(xù)三年入圍教育部公布的全國就業(yè)較好的10個(gè)“綠牌”專業(yè)之一。

中國民航大學(xué)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)于2001年設(shè)立，2002年開始招生，至今已有本科畢業(yè)生319人，目前在校生總數(shù)317人。專業(yè)開設(shè)多年來，在教學(xué)、科研、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面均取得了長足進(jìn)步，歷年就業(yè)率均在我校名列前茅，民航系統(tǒng)內(nèi)就業(yè)率也逐年提高。但是從用人單位以及畢業(yè)生的反饋來看，普遍存在理論知識扎實(shí)，但動(dòng)手能力欠缺，創(chuàng)新意識不足，團(tuán)隊(duì)合作經(jīng)驗(yàn)短缺等問題，這與專業(yè)實(shí)踐條件，師資隊(duì)伍構(gòu)成等有密切關(guān)系，但是也反應(yīng)了教學(xué)過程中對學(xué)生的工程系統(tǒng)能力、協(xié)作能力、創(chuàng)新意識，獨(dú)立解決問題能力的鍛煉有所欠缺。原因在于，我校油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)的培養(yǎng)方案和教學(xué)模式，一直沿襲了各石油院校的傳統(tǒng)模式，過于強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)教育，無法實(shí)現(xiàn)對工程化人才培養(yǎng)目標(biāo)的支撐。

CDIO工程教育模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。經(jīng)驗(yàn)表明，CDIO教育模式，對于學(xué)生上述各方面能力的培養(yǎng)是有效的。

因此，從“專業(yè)綜合改革試點(diǎn)”項(xiàng)目的立足點(diǎn)出發(fā)，按照明確專業(yè)定位、注重學(xué)科內(nèi)涵、突出專業(yè)特色和優(yōu)勢、強(qiáng)化工程背景的原則，通過借鑒CDIO工程教育的理念，合理設(shè)計(jì)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案，推進(jìn)培養(yǎng)模式、教學(xué)團(tuán)隊(duì)、課程教材、教學(xué)方式、教學(xué)管理等專業(yè)發(fā)展重要環(huán)節(jié)，循序漸進(jìn)的開展油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)的CDIO專業(yè)綜合改革研究，對于提高人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義。

二、專業(yè)綜合改革設(shè)想

通過調(diào)查和分析，總結(jié)油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)發(fā)展過程中的經(jīng)驗(yàn)和不足，明確專業(yè)定位及專業(yè)建設(shè)存在的問題。針對存在的問題，以實(shí)施“專業(yè)綜合改革”為契機(jī)，借鑒CDIO工程教育理念，從培養(yǎng)方案制定、課程體系建立、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面，對專業(yè)進(jìn)行綜合化、專業(yè)化、實(shí)踐化改革，以制定科學(xué)合理的人才培養(yǎng)方案，設(shè)計(jì)一體化的課程體系，構(gòu)建綜合化實(shí)踐教學(xué)體系，形成團(tuán)結(jié)創(chuàng)新的教學(xué)團(tuán)隊(duì)，以建設(shè)符合CDIO工程教育理念，具有自身特色的油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)，為行業(yè)發(fā)展培養(yǎng)高素質(zhì)人才，實(shí)現(xiàn)工程化創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標(biāo)。

1.以CDIO工程教育為理念，設(shè)定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

以CDIO工程教育為理念，在充分考慮社會(huì)、政府、行業(yè)、教師、家長和學(xué)生等利益相關(guān)者訴求的基礎(chǔ)上，結(jié)合國內(nèi)高等教育的實(shí)際情況以及我校在人才培養(yǎng)方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)專業(yè)發(fā)展中的經(jīng)驗(yàn)和不足，探索專業(yè)培養(yǎng)的新模式、新方法和新機(jī)制，明確專業(yè)定位，設(shè)定專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。聽取用人單位、畢業(yè)生等利益相關(guān)方的建議，對原有培養(yǎng)方案進(jìn)行重組和定位，對課程結(jié)構(gòu)、授課次序和關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，嘗試以“項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)”作為工程實(shí)踐教育的組織原則， 培養(yǎng)工科學(xué)生具備在現(xiàn)代工程環(huán)境下生存和成長的知識、能力和素質(zhì)。

圍繞培養(yǎng)目標(biāo)構(gòu)建課程體系，采用能力和項(xiàng)目交叉的方式，制定CDIO專業(yè)培養(yǎng)方案。使學(xué)生能夠掌握專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、先進(jìn)技術(shù)方法和現(xiàn)代技術(shù)手段，同時(shí)得到多學(xué)科、大系統(tǒng)的掌控意識，團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力及獨(dú)立從事油氣儲(chǔ)運(yùn)工程施工設(shè)計(jì)管理的鍛煉，培養(yǎng)出創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。

2.以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)為載體，設(shè)計(jì)一體化課程體系

按照CDIO大綱的具體要求，依據(jù)專業(yè)培養(yǎng)方案，對專業(yè)基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程進(jìn)行梳理與整合，設(shè)計(jì)一體化的CDIO項(xiàng)目體系，形成由初、中、高級項(xiàng)目構(gòu)成的一條貫穿整個(gè)培養(yǎng)階段的主線。

油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)與電子信息工程等專業(yè)有不同特點(diǎn)，設(shè)計(jì)各類項(xiàng)目的難度較大，缺少成功的案例可供參考，需要通過摸索和研究，設(shè)計(jì)適用于油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)特色的基本設(shè)計(jì)——實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目，高級設(shè)計(jì)——實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目，以滿足專業(yè)培養(yǎng)方案和人才培養(yǎng)目標(biāo)的需求。

項(xiàng)目按規(guī)模和范圍可以劃分為三個(gè)級別：一級項(xiàng)目貫穿幾個(gè)學(xué)期甚至幾個(gè)學(xué)年，由本專業(yè)多數(shù)工程設(shè)計(jì)類課程構(gòu)成，符合專業(yè)的工程培養(yǎng)目標(biāo)；二級項(xiàng)目也叫學(xué)期項(xiàng)目，由一個(gè)學(xué)期內(nèi)的部分相關(guān)課程組成，重點(diǎn)突出對某項(xiàng)能力的培養(yǎng)要求；三級項(xiàng)目也叫課程項(xiàng)目，為單門課程內(nèi)增強(qiáng)該門課程能力與理解而設(shè)的項(xiàng)目，根據(jù)課程的需要和課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的要求而定。

綜合考慮油氣儲(chǔ)運(yùn)工程專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)和各課程教學(xué)大綱，依據(jù)如下模式構(gòu)建項(xiàng)目體系：選擇一條長距離輸油管道的設(shè)計(jì)任務(wù)作為一級項(xiàng)目，并將之分解為主體、站場、泵房等二三級設(shè)計(jì)任務(wù)。要求學(xué)生在學(xué)習(xí)相應(yīng)課程的過程中，完成各個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，最終掌握設(shè)計(jì)整條管道的方法和技能。最終確定了1個(gè)一級項(xiàng)目，2個(gè)二級項(xiàng)目和6個(gè)三級項(xiàng)目，如表1：

表1 項(xiàng)目劃分

項(xiàng)目以及項(xiàng)目的實(shí)施過程對學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)至關(guān)重要，在工程教育中扮演著重要的角色。所有學(xué)生至少要參加兩輪或更多完整的項(xiàng)目實(shí)施過程，以便更好地為其學(xué)科知識和各方面能力的學(xué)習(xí)提供支撐。

3.以師資建設(shè)為保障，組建高水平教學(xué)團(tuán)隊(duì)

如果期望教師教授綜合專業(yè)知識并培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力，那么必須提供足夠的資源使教師具備這些能力并得到發(fā)展，因此，CDIO教學(xué)模式改革對高水平教師隊(duì)伍建設(shè)提出了更高的要求。

為了建設(shè)一支既能勝任教學(xué)工作，又能開展教研、科研工作，既具有較高的理論水平又具有實(shí)際動(dòng)手能力的全面發(fā)展的教師隊(duì)伍，師資隊(duì)伍配備可本著“專兼結(jié)合，長短相輔”的原則，采用校內(nèi)專業(yè)教師和企業(yè)兼職教師結(jié)合的方式。一方面，采取企業(yè)培訓(xùn)、掛職鍛煉、項(xiàng)目合作等方式，不斷更新專業(yè)教師的教學(xué)理念，提高專業(yè)教師的工程能力和綜合素質(zhì)。另一方面，聘請有企業(yè)工作經(jīng)歷和教學(xué)能力的專兼職教師進(jìn)行授課，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行各類工程實(shí)踐。有條件的專業(yè)課程及其實(shí)驗(yàn)，選聘有企業(yè)工作經(jīng)歷的教師和企業(yè)外聘教師共同授課，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

4.以校企合作為依托，搭建校外實(shí)踐教學(xué)平臺

利用企業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的資源建立校外實(shí)踐教學(xué)基地，是工程教育的主要特色。通過校企合作模式，可以彌補(bǔ)學(xué)校辦學(xué)資源的不足。學(xué)生進(jìn)入企業(yè)工程生產(chǎn)一線，可以熟悉相應(yīng)領(lǐng)域的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及高效的企業(yè)組織管理政策，擴(kuò)大學(xué)生的視野，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，促進(jìn)理論知識與工程實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，提升學(xué)生專業(yè)技能與職業(yè)素質(zhì)。為了避免合作形式浮于表面，實(shí)踐基地淪為參觀基地，需建立有效保障運(yùn)行機(jī)制，制定既符合教學(xué)規(guī)律，又滿足企業(yè)需求的人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃，形成校企之間人才共育、過程共管、成果共享、責(zé)任共擔(dān)、雙方共贏的合作模式。

三、項(xiàng)目實(shí)施中的主要問題

1.教師的角色轉(zhuǎn)變

在CDIO工程教育模式下，教師不再是科學(xué)知識的講授者，而是為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)環(huán)境的組織者，提供教學(xué)幫助的咨詢者，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者，開發(fā)教學(xué)資源的引導(dǎo)者，學(xué)生教學(xué)效果的評價(jià)者。將教師與學(xué)生的關(guān)系從教師單向的知識傳授擴(kuò)展至師生基于問題解決的互動(dòng)學(xué)習(xí)，并由傳統(tǒng)教學(xué)中的“主講教師”，轉(zhuǎn)變成了CDIO工程教育項(xiàng)目中的“指導(dǎo)教師”。在教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，將學(xué)生以繼承知識為主的被動(dòng)學(xué)習(xí)引導(dǎo)至對未知事物探索的主動(dòng)學(xué)習(xí)，使學(xué)生不再是知識的被動(dòng)接受者，而成為知識的主動(dòng)建構(gòu)者，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識及協(xié)作能力。

2.實(shí)踐條件不足的解決手段

工程教育最大的問題往往是實(shí)習(xí)場所受限、實(shí)踐條件不足。另外，學(xué)生接受的理論知識貫穿整個(gè)生產(chǎn)周期，如管道的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、投產(chǎn)、運(yùn)行等，通常需要3-5年，不同階段由不同類型公司完成。但在實(shí)踐過程中，學(xué)生不可能有機(jī)會(huì)接觸完整的生產(chǎn)流程。這在很大程度上限制了學(xué)生現(xiàn)場實(shí)習(xí)的時(shí)間和實(shí)習(xí)深度，走馬觀花似的流程，無法滿足工程能力培養(yǎng)的要求。

項(xiàng)目組申報(bào)建設(shè)了“油氣管道綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)室”，提供給學(xué)生泵、空氣壓縮機(jī)、管段、管件、閥門、流量計(jì)、壓力表等各種零部件，學(xué)生在完成油氣管道、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算后，可以利用現(xiàn)有設(shè)備，將設(shè)計(jì)方案搭建起來，完成管道系統(tǒng)的組裝、試運(yùn)、調(diào)整、運(yùn)行和優(yōu)化的一體化過程訓(xùn)練，是提高學(xué)生工程動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的有效手段。

該實(shí)驗(yàn)室還可為生產(chǎn)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)提供支撐，在很大程度上彌補(bǔ)了實(shí)踐條件不足的問題。

3.項(xiàng)目實(shí)施中的團(tuán)隊(duì)能力

團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)是傳統(tǒng)教學(xué)中薄弱環(huán)節(jié)，CDIO模式可以給學(xué)生創(chuàng)造條件、提供場地，讓學(xué)生以一個(gè)工程技術(shù)人員的身份參與項(xiàng)目實(shí)施工作。在項(xiàng)目完成過程中，學(xué)生被劃分為團(tuán)隊(duì)，在合理分工的基礎(chǔ)上開展研討、交流、協(xié)作，在導(dǎo)師指導(dǎo)下完善構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)，并在各個(gè)階段接受評估，最終滿足任務(wù)要求。為了保證項(xiàng)目的順利實(shí)施，通常指導(dǎo)教師也需要多人協(xié)同，以團(tuán)隊(duì)形式出現(xiàn)，共同完成項(xiàng)目的指導(dǎo)工作。

4.課業(yè)考核的評價(jià)方法

CDIO項(xiàng)目的考核評價(jià)強(qiáng)調(diào)“過程”，關(guān)注知識、技能學(xué)習(xí)等中間環(huán)節(jié)，關(guān)注實(shí)踐環(huán)節(jié)及工程應(yīng)用能力，力求知識與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。通過評價(jià)向?qū)W生傳遞有關(guān)教學(xué)目標(biāo)的主要信息，讓學(xué)生更加清楚地知道應(yīng)該在學(xué)習(xí)過程中了解什么、掌握什么。具體評價(jià)方式包括任務(wù)完成過程的表現(xiàn)、提交的設(shè)計(jì)任務(wù)情況以及任務(wù)完成后的答辯環(huán)節(jié)等。課業(yè)評價(jià)的功能不只在于幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)中的問題，找到應(yīng)該改進(jìn)的地方，從另一個(gè)角度來講，通過教師在評價(jià)后的充分肯定、鼓勵(lì)和贊揚(yáng)，還能使學(xué)生在考核中發(fā)現(xiàn)個(gè)人的優(yōu)勢和長處，從而產(chǎn)生向更高的目標(biāo)邁進(jìn)的信心和熱情。

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作者簡介：崔艷雨（1973- ），男，博士，副教授，主要研究方向?yàn)楹娇沼土舷到y(tǒng)腐蝕與防護(hù)。