基于CDIO工程理念的油氣儲運工程專業綜合改革方案設計

【摘要】CDIO教學模式是培養學生工程能力、個人素質和團隊精神的有效手段。結合油氣儲運工程專業的現狀，研究了基于CDIO工程理念的油氣儲運工程專業綜合改革的思路及改革方案。提出了以長輸管道設計為一級項目，包括主體設計、附屬設施設計等二級項目，以及六個三級項目的項目化課程體系。同時提出了教學改革過程中需要注意的主要問題，為本專業后續改革的順利開展奠定了基礎。

【關鍵詞】CDIO專業綜合改革油氣儲運工程項目化課程體系

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

一、概述

油氣儲運工程專業主要培養在石油、天然氣儲存和運輸及相關領域從事設計、生產、施工和技術管理的復合型人才。受益于近年來石油石化行業的高速發展，國內外油氣儲運行業發展勢頭強勁，對專業人才的需求大幅提升，連續三年入圍教育部公布的全國就業較好的10個“綠牌”專業之一。

中國民航大學油氣儲運工程專業于2001年設立，2002年開始招生，至今已有本科畢業生319人，目前在校生總數317人。專業開設多年來，在教學、科研、師資隊伍建設等方面均取得了長足進步，歷年就業率均在我校名列前茅，民航系統內就業率也逐年提高。但是從用人單位以及畢業生的反饋來看，普遍存在理論知識扎實，但動手能力欠缺，創新意識不足，團隊合作經驗短缺等問題，這與專業實踐條件，師資隊伍構成等有密切關系，但是也反應了教學過程中對學生的工程系統能力、協作能力、創新意識，獨立解決問題能力的鍛煉有所欠缺。原因在于，我校油氣儲運工程專業的培養方案和教學模式，一直沿襲了各石油院校的傳統模式，過于強調基礎教育，無法實現對工程化人才培養目標的支撐。

CDIO工程教育模式以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行學習。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。經驗表明，CDIO教育模式，對于學生上述各方面能力的培養是有效的。

因此，從“專業綜合改革試點”項目的立足點出發，按照明確專業定位、注重學科內涵、突出專業特色和優勢、強化工程背景的原則，通過借鑒CDIO工程教育的理念，合理設計油氣儲運工程專業的人才培養方案，推進培養模式、教學團隊、課程教材、教學方式、教學管理等專業發展重要環節，循序漸進的開展油氣儲運專業的CDIO專業綜合改革研究，對于提高人才培養質量具有重要意義。

二、專業綜合改革設想

通過調查和分析，總結油氣儲運工程專業發展過程中的經驗和不足，明確專業定位及專業建設存在的問題。針對存在的問題，以實施“專業綜合改革”為契機，借鑒CDIO工程教育理念，從培養方案制定、課程體系建立、師資隊伍建設等方面，對專業進行綜合化、專業化、實踐化改革，以制定科學合理的人才培養方案，設計一體化的課程體系，構建綜合化實踐教學體系，形成團結創新的教學團隊，以建設符合CDIO工程教育理念，具有自身特色的油氣儲運工程專業，為行業發展培養高素質人才，實現工程化創新人才的培養目標。

1.以CDIO工程教育為理念，設定專業培養目標

以CDIO工程教育為理念，在充分考慮社會、政府、行業、教師、家長和學生等利益相關者訴求的基礎上，結合國內高等教育的實際情況以及我校在人才培養方面的實踐經驗，總結專業發展中的經驗和不足，探索專業培養的新模式、新方法和新機制，明確專業定位，設定專業培養目標。聽取用人單位、畢業生等利益相關方的建議，對原有培養方案進行重組和定位，對課程結構、授課次序和關聯關系進行優化設計，嘗試以“項目實現”作為工程實踐教育的組織原則， 培養工科學生具備在現代工程環境下生存和成長的知識、能力和素質。

圍繞培養目標構建課程體系，采用能力和項目交叉的方式，制定CDIO專業培養方案。使學生能夠掌握專業領域的基礎理論、先進技術方法和現代技術手段，同時得到多學科、大系統的掌控意識，團隊協作與溝通能力及獨立從事油氣儲運工程施工設計管理的鍛煉，培養出創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才。

2.以項目驅動為載體，設計一體化課程體系

按照CDIO大綱的具體要求，依據專業培養方案，對專業基礎課程、專業課程進行梳理與整合，設計一體化的CDIO項目體系，形成由初、中、高級項目構成的一條貫穿整個培養階段的主線。

油氣儲運工程專業與電子信息工程等專業有不同特點，設計各類項目的難度較大，缺少成功的案例可供參考，需要通過摸索和研究，設計適用于油氣儲運工程專業特色的基本設計——實現項目，高級設計——實現項目，以滿足專業培養方案和人才培養目標的需求。

項目按規模和范圍可以劃分為三個級別：一級項目貫穿幾個學期甚至幾個學年，由本專業多數工程設計類課程構成，符合專業的工程培養目標；二級項目也叫學期項目，由一個學期內的部分相關課程組成，重點突出對某項能力的培養要求；三級項目也叫課程項目，為單門課程內增強該門課程能力與理解而設的項目，根據課程的需要和課程教學標準的要求而定。

綜合考慮油氣儲運工程專業的人才培養目標和各課程教學大綱，依據如下模式構建項目體系：選擇一條長距離輸油管道的設計任務作為一級項目，并將之分解為主體、站場、泵房等二三級設計任務。要求學生在學習相應課程的過程中，完成各個設計任務，最終掌握設計整條管道的方法和技能。最終確定了1個一級項目，2個二級項目和6個三級項目，如表1：

表1 項目劃分

項目以及項目的實施過程對學生綜合能力的培養至關重要，在工程教育中扮演著重要的角色。所有學生至少要參加兩輪或更多完整的項目實施過程，以便更好地為其學科知識和各方面能力的學習提供支撐。

3.以師資建設為保障，組建高水平教學團隊

如果期望教師教授綜合專業知識并培養學生工程實踐能力，那么必須提供足夠的資源使教師具備這些能力并得到發展，因此，CDIO教學模式改革對高水平教師隊伍建設提出了更高的要求。

為了建設一支既能勝任教學工作，又能開展教研、科研工作，既具有較高的理論水平又具有實際動手能力的全面發展的教師隊伍，師資隊伍配備可本著“專兼結合，長短相輔”的原則，采用校內專業教師和企業兼職教師結合的方式。一方面，采取企業培訓、掛職鍛煉、項目合作等方式，不斷更新專業教師的教學理念，提高專業教師的工程能力和綜合素質。另一方面，聘請有企業工作經歷和教學能力的專兼職教師進行授課，指導學生進行各類工程實踐。有條件的專業課程及其實驗，選聘有企業工作經歷的教師和企業外聘教師共同授課，提高人才培養質量。

4.以校企合作為依托，搭建校外實踐教學平臺

利用企業生產與經營的資源建立校外實踐教學基地，是工程教育的主要特色。通過校企合作模式，可以彌補學校辦學資源的不足。學生進入企業工程生產一線，可以熟悉相應領域的行業標準及高效的企業組織管理政策，擴大學生的視野，激發學生學習的積極性，促進理論知識與工程實踐的有機結合，提升學生專業技能與職業素質。為了避免合作形式浮于表面，實踐基地淪為參觀基地，需建立有效保障運行機制，制定既符合教學規律，又滿足企業需求的人才培養實踐教學計劃，形成校企之間人才共育、過程共管、成果共享、責任共擔、雙方共贏的合作模式。

三、項目實施中的主要問題

1.教師的角色轉變

在CDIO工程教育模式下，教師不再是科學知識的講授者，而是為學生創設教學環境的組織者，提供教學幫助的咨詢者，設計學習項目的設計者，開發教學資源的引導者，學生教學效果的評價者。將教師與學生的關系從教師單向的知識傳授擴展至師生基于問題解決的互動學習，并由傳統教學中的“主講教師”，轉變成了CDIO工程教育項目中的“指導教師”。在教學過程中，引導學生發現問題、解決問題，將學生以繼承知識為主的被動學習引導至對未知事物探索的主動學習，使學生不再是知識的被動接受者，而成為知識的主動建構者，培養學生創新意識及協作能力。

2.實踐條件不足的解決手段

工程教育最大的問題往往是實習場所受限、實踐條件不足。另外，學生接受的理論知識貫穿整個生產周期，如管道的規劃、設計、施工、投產、運行等，通常需要3-5年，不同階段由不同類型公司完成。但在實踐過程中，學生不可能有機會接觸完整的生產流程。這在很大程度上限制了學生現場實習的時間和實習深度，走馬觀花似的流程，無法滿足工程能力培養的要求。

項目組申報建設了“油氣管道綜合實訓實驗室”，提供給學生泵、空氣壓縮機、管段、管件、閥門、流量計、壓力表等各種零部件，學生在完成油氣管道、燃氣輸配系統的設計計算后，可以利用現有設備，將設計方案搭建起來，完成管道系統的組裝、試運、調整、運行和優化的一體化過程訓練，是提高學生工程動手能力、團隊協作能力的有效手段。

該實驗室還可為生產實習、課程設計、畢業設計等實踐環節提供支撐，在很大程度上彌補了實踐條件不足的問題。

3.項目實施中的團隊能力

團隊合作能力的培養是傳統教學中薄弱環節，CDIO模式可以給學生創造條件、提供場地，讓學生以一個工程技術人員的身份參與項目實施工作。在項目完成過程中，學生被劃分為團隊，在合理分工的基礎上開展研討、交流、協作，在導師指導下完善構思、設計、實現，并在各個階段接受評估，最終滿足任務要求。為了保證項目的順利實施，通常指導教師也需要多人協同，以團隊形式出現，共同完成項目的指導工作。

4.課業考核的評價方法

CDIO項目的考核評價強調“過程”，關注知識、技能學習等中間環節，關注實踐環節及工程應用能力，力求知識與能力的協調統一。通過評價向學生傳遞有關教學目標的主要信息，讓學生更加清楚地知道應該在學習過程中了解什么、掌握什么。具體評價方式包括任務完成過程的表現、提交的設計任務情況以及任務完成后的答辯環節等。課業評價的功能不只在于幫助學生發現自己學習中的問題，找到應該改進的地方，從另一個角度來講，通過教師在評價后的充分肯定、鼓勵和贊揚，還能使學生在考核中發現個人的優勢和長處，從而產生向更高的目標邁進的信心和熱情。

參考文獻:

[1]陳文杰等.新加坡理工學院基于CDIO模式的項目教學改革[J]，職業技術教育，2009年35期，P91-93.

[2]張奇等.高等工程教育CIO-CDIO培養模式研究[J]，教育與職業，2009年3期，P32-34.

[3]易著梁等.基于CDIO 教育模式軟件技術專業項目教學實踐[J]，計算機教育，2010年11期，P140-143.

[4]査建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J]，高等工程教育研究，2008年3期，P51-54.

[5]康全禮等.CDIO大綱與工程創新型人才培養[J]，高等教育研究學報，2008年4期，P15-18.

[6]鐘金明等.基于CDIO理念的工程教育實踐教學改革初探[J]，實驗科學與技術，2009年6期，P67-69.

作者簡介：崔艷雨（1973- ），男，博士，副教授，主要研究方向為航空油料系統腐蝕與防護。