《油氣集輸工程》課程實驗教學改革研究

王大慶 梁平 游赟 黃輝榮

摘?要：結合工程教育專業認證和學科競賽對大學生分析和解決復雜工程問題的能力要求，提出了以學生工程實踐和創新能力培養為導向的四級遞進式實驗教學體系，對實驗教學項目數量、實驗內容以及學習產出要求進行了優化調整，注重理論知識與工程問題相結合、基本技能訓練與設計研究相結合、實物流程仿真與工藝過程模擬相結合。改革成果將全面提升本課程實驗教學質量水平和學生實踐創新能力，更好地迎合我校培養應用型高級專門人才的目標定位。

關鍵詞：油氣集輸工程;實驗教學;工程實踐;創新能力;應用型人才

中圖分類號：TE84;G642??文獻標識碼：A

Research?onExperimental?Teaching?Reform

of?"Oil?and?Gas?Gathering?and?Transportation?Engineering"

Wang?Daqing?Liang?Ping?You?Yun?Huang?Huirong

School?of?Petroleum?Engineering?Chongqing?University?of?Science?and?Technology?Chongqing?401331

Abstract：Combined?with?engineering?education?specialty?certification?and?discipline?competition?for?college?students'?abilities?to?analyze?and?solve?complex?engineering?problems，a?fourlevel?of?progressive?experimental?teaching?system?oriented?by?cultivating?students'?engineering?practice?and?innovation?ability?is?proposed.The?number?of?experiments，experimental?content?and?learning?output?requirements?were?optimized?and?adjusted，which?focuses?on?the?combinations?of?theoretical?knowledge?with?engineering?practice，basic?skill?training?with?design?and?research，and?physical?process?simulation?and?process?simulation.The?experimental?reform?results?will?comprehensively?improve?the?experimental?teaching?quality?and?students'?ability?of?practical?innovation，and?better?serve?our?university?to?cultivate?applicationoriented?senior?professionals.

Keywords：Gas?gathering?and?transportation?engineering;?Experimental?teaching;?Engineering?practice;?innovation?capability;?Technical?talents

課程實驗是課程教學內容的重要組成部分，在理論聯系實際、提高理論知識、增強分析能力等方面起著重要作用。近年來，中國工程教育專業認證和學科競賽對培養學生分析和解決專業領域內復雜工程問題的能力提出了更高的要求[1]。在這種形勢下，《油氣集輸工程》課程實驗教學尚不能較好地支撐專業培養目標和課程目標，實驗教學改革迫在眉睫。本文將對實驗項目進行優化，以提升實驗項目的層次水平，增強對學生工程實踐和設計創新能力的培養。

1?實驗教學改革總體方案制定

根據油氣儲運專業課程設置與畢業要求指標點的支撐對應關系，《油氣集輸工程》課程的實驗教學共設置5個實驗10學時，支撐畢業設計指標點4.2和4.3，要求學生能夠基于科學原理并采用科學方法對油氣集輸工程領域內的復雜工程問題進行研究，具備開展設計和實施實驗的能力，能正確采集、整理實驗數據，對實驗結果進行關聯、分析和解釋，通過信息綜合得到合理有效的結論。對照指標點內容和學科競賽要求，本課程現開實驗尚存在諸如實驗項目配置不均衡、選做實驗項目缺乏、探究型和設計型的實驗項目偏少等問題，尤其是缺乏針對復雜油氣集輸管網和站場流程的模擬仿真和實踐訓練，難以支撐對學生解決復雜工程問題的能力培養。因此，提出“面向工程、厚基礎、強設計、重探究”的實驗項目優化改進方案（見下圖），形成以學生工程實踐和創新能力培養為導向的四級遞進式實驗教學體系，以更好地培養學生的思維能力、操作能力、設計能力以及研究能力[2]。

《油氣集輸工程》實驗改革方案圖

2?層級式實驗教學的能力培養目標設置

四個層級的實驗項目分別為基礎型、綜合型、設計型和探究型實驗，逐步實現對學生從低層次的基本實驗技能到高層次的分析探究能力的培養[3]。（1）基礎型實驗：主要培養學生的實驗操作基本技能。實驗項目要求學生能夠動手搭建實驗裝置，完成對油氣基本特性的測試和實驗數據的讀取，使學生對油氣特性及其測試原理有更為直觀深入的理解，并使其動手操作能力得到鍛煉和提高[4]。（2）綜合型實驗：重在加深學生對集輸工藝實物仿真流程的直觀認識，提高基于數據分析診斷故障和排除故障的能力，以及設備啟用和檢修停運的操作能力。實驗項目要求學生能夠正確辨識異常生產參數，并經關聯分析判斷故障位置，然后通過規范性操作及時排除故障，恢復流程正常運行。（3）設計型實驗：著重培養學生基于穩態模擬仿真和大量數據分析的工藝模塊設計能力。實驗項目要求學生能借助于模擬軟件對復雜集輸管網和站場流程進行建模仿真，并經過反復模擬計算和數據綜合分析，給出滿足生產參數邊界條件和設計規范要求的管道和設備設計選型結果。（4）探究型實驗：著重培養學生基于動態模擬仿真和參數敏感性分析去解決工程實際問題的創新性思維和科學研究能力。實驗項目要求學生能運用全動態多相流模擬軟件針對油氣集輸管網生產運行問題正確建模，模擬研究管內流體運動狀態，并能對參數動態變化規律進行分析和解釋，最終通過數據信息綜合得到問題的有效解決方案。在保證總實驗學時要求的條件下，學生可結合自己情況逐級選擇實驗項目。基礎較好的學生在完成必選實驗的基礎上可跨級選擇高層次實驗項目。

3?實驗教學項目及其產出要求優化

本次改革對每個實驗層級配置了多個實驗項目供學生選擇，要求完成的實驗項目個數和總學時不變。優化調整后的實驗項目及其產出要求見上表。優化調整主要體現在以下幾個方面：（1）擴充了實驗項目數量，由原來5個增加至12個，新增實驗項目有原油電脫水虛擬仿真流程操作訓練、氣田集輸管網模擬分析設計、集氣站工藝流程模擬分析設計、三甘醇脫水流程模擬設計、起伏地區集氣管線工況動態模擬研究、集氣管線清管過程模擬研究等。實驗項目內容設置難易相結合，學生可結合自己的知識技能掌握情況選做。（2）豐富了實驗項目的類型，由原來的2種（綜合型和驗證型）變更為4種（即基礎型、綜合型、設計型、研究型），且對實驗能力的要求逐層遞進，在確保大多數同學實驗技能得到鍛煉和提升的同時又給基礎扎實的同學提供了個人能力拓展空間。（3）新增的設計型實驗和探究型實驗在實驗內容上與學科競賽案例、工程實際案例緊密貼合，同時也對原實驗項目“油田油氣集輸管網模擬分析設計”和“氣田井場工藝流程模擬分析設計”進行了優化設計，著重鍛煉學生分析研究和解決實際工程設計問題的能力。

4?結論

通過深化《油氣集輸工程》課程實驗教學改革，構建了四級遞進式實驗教學體系，優化了課程實驗教學項目及其產出要求，這將全面提升本課程實驗教學質量水平，增強學生的工程實踐能力和創新思維能力。這種實驗教學改革模式也可推廣應用至油氣儲運專業的其他核心課程。

參考文獻：

[1]彭文慶，朱永健，彭剛.基于“培養解決復雜工程問題能力”的工程教育專業認證探討[J].當代教育理論與實踐，2017，9（6）：1418.

[2]陳男，胡偉武，馮傳平，等.以工程實踐和創新能力培養為導向的教學體系探索——以中國地質大學（北京）環境工程專業研究生實踐教學為例[J].中國地質教育，2015，24（4）：142145.

[3]李露，謝鳳英，姜志國，等.關于在實驗課程中培養研究生創新實踐能力的探索——以數字圖像處理實驗課程教學改革為例[J].實驗技術與管理，2010（11）：249251，262.

[4]李江飛，張鑒益，劉忠運.油氣儲運實驗實訓教程[J].北京：石油工業出版社，2019.4.

基金項目：重慶科技學院本科教育教學改革研究項目“基于學科競賽案例庫的油氣集輸工程課程教學改革研究”（項目編號：201918）

作者簡介：王大慶（1980—?），男，重慶潼南人，博士，講師，研究方向：油氣集輸和管道完整性技術。