卓越計劃背景下的《石油化工過程及裝備》課程改革與實施

崔巍+張穎+龍飛飛+趙海峰

摘要：文章以卓越工程師試點高校東北石油大學過程裝備與控制工程專業的主干課程《石油化工過程及裝備》為例，通過分析該門課程的定位和特點，重點討論了師資隊伍建設、以案例教學、實踐教學為代表的教學方法改革以及運用現代化的教學手段，實現課程資源的網絡化服務等方面進行改革，以適應過程裝備與控制工程“卓越人才”的培養目標需要，適應市場需求。

關鍵詞：卓越計劃；《石油化工過程及裝備》；過程裝備與控制工程；課程建設

“卓越工程師教育培養計劃”（簡稱“卓越計劃”）是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目。東北石油大學在2011年被批準為教育部“卓越計劃”第二批試點高校，其中過程裝備與控制工程專業是首批入選專業。經過5年多的改革與實踐，專業建立了以培養“石油石化行業卓越工程師”為目標的人才培養模式，并開展了與之相適應的專業改革和建設，取得了較好的效果。其中，《石油化工過程及裝備》是過程裝備與控制工程系根據“卓越工程師”培養要求，對該專業課程進行調整和整合出的一門專業主干課程。該課程既具有較強的理論性又緊貼工程實際，對學生畢業后從事設備專業及相關工作具有舉足輕重的作用。本文從《石油化工過程及裝備》的課程定位出發，對案例分析的運用、師資力量建設、突出實踐教學地位以及開發仿真課件和網絡平臺、改革考核機制等措施進行探討，以適應過程裝備與控制工程“卓越人才”培養目標需要、適應市場需求。取得的經驗和成果可為同類院校相近專業開展卓越工程師教育培養計劃提供借鑒。

一、課程描述

《石油化工過程及裝備》是研究石化設備工藝設計和結構設計的專業課。該課程整合過程裝備流體力學、過程流體機械中流體力學基礎部分和機器工作原理部分、化工原理，并加入化工過程反應動力學，融入石油石化特色，形成了一門集流體力學、反應動力學、質量傳遞動力學、傳熱動力學和各類型石油石化裝備結構設計的綜合性課程，分上下兩冊，計劃學時為128學時。在裝備專業卓越工程師教育體系中，該課程不僅是學習后續課程及在各個學科領域中進行理論研究和實踐工作的必要基礎，是卓越工程師教育實訓環節之一——石油石化設備設計實訓的先導課程，而且對學生綜合能力的培養，提高學生專業素養以及整體的素質，為在未來的學習工作中提高科研能力和創新能力都起著重要的作用。因此，建設好《石油化工過程及裝備》課程對于進一步提升本學科培養水平及影響力具有重要的意義。

二、課程目前存在的不足

《石油化工過程及裝備》有堅實的資源基礎和建設經驗，但是要符合卓越工程師培養的要求，將單元設計捏合成有機的整體，并將各個資源合理搭配使用，仍然需要做大量的工作。

課程參考書目的建設。迫切需要在現有條件下，對《石油化工過程及裝備》課程參考書目進行整合和革新，以滿足卓越工程師培養計劃要求，符合課程發展和專業發展的需要。

石油化工過程及裝備實驗課程體系的建設，對流體流動和化工單元操作的實驗需要進行開發與整合，形成系列化的實驗教學體系，輔助學生對課程教學內容的消化與吸收。

課程多媒體資源建設。需要在化工原理，過程流體機械，和過程裝備流體力學基礎上，整合多媒體資源，革新教學CAI課件。

建設適合本課程的實踐教學條件和教學環境。在對課程內容進行整合和細化的基礎上，對課程設計進行調整，以實現對學生整體觀和大局觀的培養。

三、課程改革與實施

根據“卓越工程師”培養計劃要求，針對上述存在的不足，經過多次系內和課程改革團隊會議討論，研究和修改，已經完成了對課程的整合以及新課程教學大綱的建設工作。目前主要著力于課程教學內容細節的優化，并在石油化工過程與相應裝備應用間確立明確的邏輯關系，以其實現課程內的良好過渡，為學生更好的吸收、消化石油化工過程中所涉及到的單元操作基礎知識、計算分析過程和工程應用案例打下堅實基礎。在以上思路下，圍繞《石油化工過程及裝備》課程改革有如下實施路徑。

（一）提高案例分析在課程內容中的比重

《石油化工過程及裝備》工藝計算部分公式繁多，為了方便學生學習并掌握此門課程，通過導入案例、案例實際應用和完成大作業等方式，在教學實施過程中引入典型案例的方法。一方面以案例為切入點，引出相關的原理、技術等；另一方面根據實際案例分析來講解例題，使學生深入理解基本原理，更重要是讓學生掌握如何利用所學理論知識去解決工程實際問題。例如“導熱速率方程式”一講當中可選擇鍋爐導熱的案例，鍋爐爐墻屬于多層平壁導熱，里面爐管屬于圓筒壁的導熱，再比如選擇管道以黃夾克作保溫，若已知管道內外側的工業溫度，可讓同學們計算所需要多厚的黃夾克作保溫等實例。

（二）加強實踐環節，提高學生實踐能力

《石油化工過程及裝備》課程的實踐教學主要體現在課程匹配實驗、石油石化設備設計實訓和本科畢業設計這3個環節。安排必修實驗教學8學時。石油石化設備設計實訓當中包含一周的典型設備工藝設計，學生運用給定的工藝參數進行工藝計算，確定設備的特性尺寸。這一周課程設計和畢業設計中某些題目涵蓋了換熱器工業計算、塔設備工藝計算以及攪拌釜工藝計算等。同時聘請大慶石化、大慶油田設計院工程師作為學生校外指導老師，舉辦多次科技講座，為學生講授設備工藝設計過程等專題，并到油田、石化等單位現場各科室全面參觀學習。另外，吸收部分學生參與專業教師創新團隊的科研項目，對學生進行產學研結合教育，使其具有相應理論知識和較強實踐能力，使其成為為經濟社會發展服務的專門人才。

（三）研制課程仿真實驗課件、開發課程資源共享平臺

在“卓越計劃”實施的過程中，隨著高校視頻資源建設的逐步推進，如何使建設的資源得到充分利用成為探索的主題，而資源平臺的建設發揮著至關重要的作用。因此，在課程建設中，制作與實驗教學相匹配的仿真實驗課件，構建課程資源庫、開發課程資源共享平臺，實現資源的網絡化服務。學生可以在《石油化工過程及裝備》實驗課實際操作之前，在網絡平臺的CAI課件上進行學習操作方法、操作步驟，避免實際操作中出現問題。營造一種符合現場實際的仿真教學環境，輔助學生對課程教學內容的消化與吸收。平臺運行后，不斷革新技術、后期管理和維護具備可持續性，保證學習效果的積極性和長效性。

（四）建設一支適應“卓越工程師”培養要求的教師隊伍

“卓越計劃”必須以建設一支具有豐富實踐經歷、滿足人才培養要求的高水平教師隊伍才能保證“卓越計劃”的順利實施并取得預期成果。因此，師資隊伍方面，課程負責人在本專業具備豐富的教學經驗和現場實踐經驗，青年教師具備博士學位，課程團隊積極從事教學改革與教學研究，并針對本課程制定教學改革規劃，制定青年教師培養規劃，具體措施如下。

1.青年教師的培訓。鼓勵課程組教師參與國內外專業課程教學研討和訪問交流，并定期把青年教師送到外院校、設計院等單位進修培訓，積累現場工作經驗，為學生講授課程時以現場實際為導向，掌握本學科發展前景。

2.提高青年教師教學水平。教研室定期開展教學研究活動，省規劃辦、省高教學會立項時，鼓勵青年教師積極參與立項，要求青年教師撰寫教研論文。教研內容主要涉及本學科人才培養模式、課程體系設置等方面。通過學習和研討，讓相關教師具備堅實的過程設備設計、化工原理等專業知識，掌握所承擔的課程在教學環節中的作用，以及與其他課程的銜接關系。

3.青年教師講課比賽。積極推舉教師參加各級教學新秀評選和各類賽課活動，以此促進教師的成熟和教學進步。通過以上措施加強師資隊伍建設，從而更好地推動課程建設。

（五）考核機制的改革

本門課程采用多樣的考核方式，考查學生分析問題和解決問題的能力，不再采用單一的閉卷考試模式。課程組成員將《石油化工過程及裝備》考核分為閉卷考試占60%、平時成績占40%，平時成績由三部分組成：實踐部分20%、大作業10%、研究性學習10%。閉卷考試類型包括選擇填空題、分析題、計算題等。實踐部分主要用于考查學生的實際操作能力、合作學習能力等，這部分內容由實驗操作過程和實驗報告質量確定。大作業是案例教學的一個重要環節，學生通過完成大作業，提高其獨立思考能力與理論聯系實際的能力。研究性學習主要是學生加入裝備大學生創新團隊、參與教師所研究的科研項目，培養學生創新能力。

四、結語

《石油化工過程及裝備》是研究石化設備工藝設計和結構設計的專業課，是過程裝備與控制工程專業的主干課程。通過本課程的學習使學生具有擬定石化過程方案、分析和設計石化設備的能力。為實現“卓越計劃”的目標，建設一支適應“卓越工程師”培養要求的教師隊伍、改革教學方法，教師在授課過程中綜合運用案例教學等方法、注重理論與實踐的結合、同時有效運用現代化的教學手段，將仿真技術、網絡技術等先進的教學手段引入教學中，實現這門課程優秀資源通過網絡資源全方位共享，方便師生之間的交流與互動，提高《石油化工過程及裝備》課程教學效果。