“儲運(yùn)防腐技術(shù)”課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)探索與實(shí)踐

董亮 李恩田 周詩崠

摘? 要：“儲運(yùn)防腐技術(shù)”是油氣儲運(yùn)工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，在課程體系中扮演著培養(yǎng)學(xué)生解決腐蝕相關(guān)油氣儲運(yùn)工程復(fù)雜問題能力的角色。本文基于工程教育專業(yè)認(rèn)證對解決復(fù)雜工程問題能力培養(yǎng)的要求和持續(xù)改進(jìn)的理念，開展了“儲運(yùn)防腐技術(shù)”課程教學(xué)的持續(xù)改進(jìn)探索與實(shí)踐，增加了培養(yǎng)學(xué)生具備提出合理的油氣儲運(yùn)工程防腐方案的能力的課程目標(biāo)，構(gòu)成“辨識腐蝕、掌握腐蝕控制方法和提出防腐方案”的三級進(jìn)階式課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的教學(xué)和考核環(huán)節(jié)，提出了增加線上課程、實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)物展示課、強(qiáng)化結(jié)合設(shè)計(jì)大賽的防腐方案設(shè)計(jì)等多項(xiàng)改進(jìn)舉措，用于完善教學(xué)過程，以實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的達(dá)成。

關(guān)鍵詞：儲運(yùn)防腐技術(shù);課程設(shè)計(jì);教學(xué)過程;持續(xù)改進(jìn)

中圖分類號：G642.3;TG988? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）35-0131-03

我國自2005年開始構(gòu)建工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)體系并開展試點(diǎn)[1]，2016年成為《華盛頓協(xié)議》正式成員，實(shí)現(xiàn)了工程教育的國際互認(rèn)[2-3]，這一舉措促使高等工程教育迎來新的發(fā)展。截至2020年底，全國共有257所普通高等學(xué)校共1600個(gè)專業(yè)通過了工程教育認(rèn)證，涉及油氣儲運(yùn)工程等22個(gè)工科專業(yè)類。工程教育專業(yè)認(rèn)證獲得廣泛認(rèn)可的重要原因之一在于它遵循三個(gè)基本理念：成果導(dǎo)向、以學(xué)生為中心和持續(xù)改進(jìn)。其持續(xù)改進(jìn)一個(gè)是“評價(jià)—反饋—改進(jìn)”的反復(fù)循環(huán)過程，貫穿于工程教育專業(yè)認(rèn)證的全過程[4]，涉及培養(yǎng)目標(biāo)、畢業(yè)要求和教學(xué)活動(dòng)等多個(gè)環(huán)節(jié)，是推動(dòng)工程教育專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量不斷提升的動(dòng)力。

“儲運(yùn)防腐技術(shù)”是為油氣儲運(yùn)工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，該專業(yè)在開展工程教育專業(yè)認(rèn)證之前，針對“儲運(yùn)防腐技術(shù)”課程特點(diǎn)和現(xiàn)狀，在教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法多樣化、綜合實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)與開發(fā)、學(xué)科競賽、課外科技創(chuàng)新訓(xùn)練及科研與教學(xué)結(jié)合等方面已進(jìn)行了改革探索與實(shí)踐[5-6]，在學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、課堂教學(xué)效果等方面取得了良好的效果。但在認(rèn)證過程中發(fā)現(xiàn)，該課程存在課程目標(biāo)不清晰、教學(xué)針對性不足等問題。針對這些問題，本研究運(yùn)用持續(xù)改進(jìn)理念對“儲運(yùn)防腐技術(shù)”課程進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn)探索與實(shí)踐，進(jìn)一步梳理了課程目標(biāo)，改進(jìn)了教學(xué)設(shè)計(jì)和考核評價(jià)指標(biāo)，基于評價(jià)結(jié)果優(yōu)化了教學(xué)過程，以達(dá)成課程目標(biāo)。

一、“儲運(yùn)防腐技術(shù)”課程目標(biāo)改進(jìn)

腐蝕是油氣儲運(yùn)設(shè)施安全運(yùn)行所面臨的重要威脅，防腐是油氣儲運(yùn)工程管理和技術(shù)從業(yè)人員在日常油氣儲運(yùn)設(shè)施運(yùn)行維護(hù)中的重要工作內(nèi)容，課程原以腐蝕理論與防腐方法的相關(guān)知識的傳授為主，即對應(yīng)課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2。

課程目標(biāo)1：掌握金屬腐蝕的基礎(chǔ)概念和基本原理、常見腐蝕形態(tài)和典型環(huán)境下的腐蝕特征，能夠用于識別并表達(dá)油氣儲運(yùn)工程中所出現(xiàn)的腐蝕類型、腐蝕嚴(yán)重性及其影響因素。

課程目標(biāo)2：掌握常用的金屬腐蝕控制方法基本原理和其適用范圍及在油氣儲運(yùn)設(shè)工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀，能夠用于腐蝕控制方法的適用性分析和比較選擇。

由于課程具有很強(qiáng)的行業(yè)和工程背景，行業(yè)對具備儲運(yùn)防腐技術(shù)“經(jīng)驗(yàn)”的應(yīng)用型人才需求旺盛，這種“經(jīng)驗(yàn)”從工程教育專業(yè)認(rèn)證角度講即具備分析和解決腐蝕相關(guān)油氣儲運(yùn)復(fù)雜問題的綜合能力，而不僅僅是掌握腐蝕與防腐相關(guān)基礎(chǔ)知識。為培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，該課程在原有課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2的基礎(chǔ)上增加如下的課程目標(biāo)3，構(gòu)成依次遞進(jìn)的三級能力培養(yǎng)階段，即分別為辨識腐蝕（課程目標(biāo)1）、掌握腐蝕控制方法（課程目標(biāo)2）和提出防腐方案（課程目標(biāo)3）。

課程目標(biāo)3：學(xué)會查閱和總結(jié)腐蝕文獻(xiàn)等資料，結(jié)合已學(xué)專業(yè)知識，能夠用于分析與提出合理的油氣儲運(yùn)工程防腐方案。

二、“儲運(yùn)防腐技術(shù)”教學(xué)和考核環(huán)節(jié)改進(jìn)

基于課程目標(biāo)的調(diào)整，該課程重新調(diào)整了課程的教學(xué)和考核環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)，將原有的作業(yè)與平時(shí)表現(xiàn)、討論課和期末考試等考核項(xiàng)改進(jìn)為形成性過程考核（作業(yè)與平時(shí)表現(xiàn)、討論與演示課、基于設(shè)計(jì)大賽的防腐方案設(shè)計(jì)）和終結(jié)性考核（期末考試）兩個(gè)階段。在過程教學(xué)中增加了實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)物展示的討論環(huán)節(jié)、基于中國石油工程設(shè)計(jì)大賽和全國油氣儲運(yùn)設(shè)計(jì)大賽的賽題提出防腐方案設(shè)計(jì)的指導(dǎo)和答辯環(huán)節(jié)，以加強(qiáng)對學(xué)生分析和解決油氣儲運(yùn)復(fù)雜腐蝕問題的綜合能力的訓(xùn)練。

該課程為每個(gè)形成性過程考核項(xiàng)制定了量化的五級（90分—100分、80分—90分、70分—80分、60分—70分和60分以下）評分標(biāo)準(zhǔn)，評分項(xiàng)包括參與的積極性、作業(yè)/討論課/防腐方案設(shè)計(jì)材料的撰寫質(zhì)量、討論或答辯時(shí)表達(dá)的清晰程度等。該課程為終結(jié)性考核（期末考試）提供每道題的參考答案并為每個(gè)答題要點(diǎn)設(shè)定分值，以達(dá)到量化考核的目的。對于每個(gè)課程目標(biāo)均對應(yīng)2—3個(gè)完整的考核項(xiàng)或其中的一部分，基于考核分值和設(shè)定的比重可計(jì)算得到每個(gè)課程目標(biāo)的達(dá)成度。同時(shí)，該課程增加過程性和終結(jié)性的學(xué)生問卷調(diào)查，用于評價(jià)教學(xué)過程和教學(xué)效果，并針對達(dá)成度較低或達(dá)成度較前一年有所下降的課程目標(biāo)以及問卷中指出的不足及時(shí)對課程的教學(xué)過程做出改進(jìn)，以不斷提升課程的教學(xué)質(zhì)量。

三、“儲運(yùn)防腐技術(shù)”教學(xué)過程改進(jìn)

（一）針對課程目標(biāo)1和2的教學(xué)過程改進(jìn)

掌握基礎(chǔ)知識是解決復(fù)雜問題的重要條件，針對該課程基礎(chǔ)知識點(diǎn)和概念繁多的特點(diǎn)，結(jié)合在考核評價(jià)中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對課程目標(biāo)1和課程目標(biāo)2中的部分概念存在混淆不清、理解困難等問題，在教學(xué)過程中做了以下改進(jìn)：

1. 開發(fā)線上教學(xué)，提升學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握

受2020年新冠肺炎疫情的影響，該課程開發(fā)了線上教學(xué)，教師錄制課程教學(xué)視頻并編寫了線上習(xí)題，學(xué)生可反復(fù)觀看視頻和練習(xí)習(xí)題，教師也能夠掌握學(xué)生的線上課程學(xué)習(xí)進(jìn)度，并及時(shí)提醒未完成學(xué)習(xí)任務(wù)的學(xué)生完成線上課程，從而提升所有學(xué)生對繁多的課程基礎(chǔ)概念和基礎(chǔ)知識的掌握。

2.增設(shè)腐蝕防護(hù)的演示實(shí)驗(yàn)和實(shí)物展示，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受

腐蝕是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，但受課程學(xué)時(shí)所限只有32學(xué)時(shí)，無法增設(shè)有針對性的實(shí)驗(yàn)課。所謂“百聞不如一見”，在課堂內(nèi)增設(shè)腐蝕防護(hù)的實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)物展示也能夠增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受，加深對所學(xué)知識的直觀印象。教師可在課堂上增加典型的全面腐蝕和點(diǎn)蝕樣品展示、腐蝕與鈍化現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)、電位測量用參比電極實(shí)物展示和金屬腐蝕電位測量演示實(shí)驗(yàn)、腐蝕原電池演示實(shí)驗(yàn)和典型的犧牲陽極材料實(shí)物展示、外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)演示實(shí)驗(yàn)和恒電位儀與輔助陽極材料等實(shí)物展示、熔結(jié)環(huán)氧粉末和三層聚乙烯等涂層實(shí)物展示等，讓學(xué)生在課上和課間都能動(dòng)手操作和觀察，這些實(shí)驗(yàn)演示和實(shí)物展示能很好地吸引學(xué)生的好奇心，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。

3. 圍繞身邊的腐蝕防護(hù)開展調(diào)研與討論

油氣儲運(yùn)設(shè)施往往距離城市較遠(yuǎn)或埋在地下而不可見，但是腐蝕防護(hù)與人們的生活息息相關(guān)。教師可組織學(xué)生圍繞身邊的腐蝕現(xiàn)象和防腐措施開展調(diào)研，并在課堂上討論腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和應(yīng)對策略、防腐措施的防腐原理和優(yōu)缺點(diǎn)等，進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生對基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，逐步實(shí)現(xiàn)從知識到應(yīng)用的轉(zhuǎn)變。通過調(diào)研與討論，學(xué)生清楚了普通鋼質(zhì)用品放在家里哪些位置容易發(fā)生腐蝕、普通螺絲連接不銹鋼結(jié)構(gòu)為什么腐蝕更快、焊接部位為什么更容易腐蝕、不銹鋼剪刀縫隙處為什么也會腐蝕等常見腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生的原因和影響因素，掌握了保持物品干燥、選擇相近的材質(zhì)組合或不銹鋼、增加油性材料涂覆等針對性的防腐應(yīng)對措施，了解了不銹鋼廚具和餐具、鋁合金廚具和門窗、鍍鉻把手等常見耐蝕物品的防腐原理和適用條件。這些調(diào)研與討論的過程和結(jié)果，為學(xué)生能夠舉一反三地將知識應(yīng)用到后續(xù)的油氣儲運(yùn)工程防腐方案打下良好的基礎(chǔ)。

（二）針對課程目標(biāo)3的教學(xué)過程改進(jìn)

為培養(yǎng)學(xué)生具備能夠分析和解決油氣儲運(yùn)復(fù)雜腐蝕問題的綜合能力，在教學(xué)過程中，教師應(yīng)針對學(xué)生問卷調(diào)查和考核評價(jià)中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)：

1. 延后課程授課學(xué)期，增加先修課程

該課程的原授課學(xué)期在第3學(xué)期，多數(shù)學(xué)生反映課前尚不了解油氣管道與儲罐等設(shè)施的結(jié)構(gòu)、管道輸送和儲罐儲存的油氣介質(zhì)及所含雜質(zhì)特性、我國油氣設(shè)施分布位置及外部所處環(huán)境介質(zhì)特點(diǎn)等專業(yè)課程內(nèi)容，為此將該課程的授課學(xué)期調(diào)整到第4學(xué)期，此時(shí)學(xué)生已先學(xué)習(xí)了流體力學(xué)、油料學(xué)等專業(yè)課程，同步學(xué)習(xí)了油氣集輸?shù)葘I(yè)課程，加強(qiáng)了對油氣儲運(yùn)設(shè)施和所面臨的腐蝕環(huán)境介質(zhì)的認(rèn)知。

2. 增加并強(qiáng)化結(jié)合設(shè)計(jì)大賽的防腐方案設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)

中國石油工程設(shè)計(jì)大賽和全國油氣儲運(yùn)設(shè)計(jì)大賽是石油類專業(yè)的兩項(xiàng)重要賽事，大賽于每年3月份左右發(fā)布賽題，5—6月份提交設(shè)計(jì)作品，“儲運(yùn)防腐技術(shù)”的授課時(shí)間處于3—5月份之間，時(shí)間契合度高。賽題發(fā)布后，教師應(yīng)在課程中引導(dǎo)學(xué)生按照自愿原則以3—5人為一組進(jìn)行分組并選題，結(jié)合所學(xué)腐蝕防護(hù)知識、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)調(diào)研來撰寫防腐方案并答辯，方案至少包括確定保護(hù)設(shè)施與服役環(huán)境、分析可能的腐蝕類型及影響因素、分析防腐方法的可行性（考慮理論上、實(shí)踐上和經(jīng)濟(jì)性上的可行性）、提出細(xì)化的防腐措施和維護(hù)管理方案等章節(jié)。通過以賽代練的方式，可強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識解決實(shí)際腐蝕相關(guān)的油氣儲運(yùn)工程復(fù)雜問題的能力。通過綜合訓(xùn)練，防腐方案設(shè)計(jì)成為學(xué)生設(shè)計(jì)作品的亮點(diǎn)之一，在2020年和2021年共計(jì)獲得一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，二等獎(jiǎng)4項(xiàng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

3. 融合防腐前沿技術(shù)和科研項(xiàng)目

教師可將防腐前沿技術(shù)和科研項(xiàng)目作為油氣儲運(yùn)工程專業(yè)面臨的復(fù)雜工程腐蝕問題，以討論課、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等形式積極調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過文獻(xiàn)調(diào)研、查閱書籍或動(dòng)手操作等方式，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決復(fù)雜工程問題的能力。如教師結(jié)合新工科建設(shè)和管道智能化發(fā)展趨勢，組織部分學(xué)生完成“油氣管道外防腐系統(tǒng)狀態(tài)智能診斷技術(shù)”“長輸管道智能防腐關(guān)鍵技術(shù)及系列裝備”和“灘淺海海底管道陰極保護(hù)狀態(tài)檢測裝置開發(fā)與應(yīng)用”等創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)課題。

四、結(jié)語

工程教育專業(yè)認(rèn)證和新工科建設(shè)背景下的人才培養(yǎng)更注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，與行業(yè)需求緊密結(jié)合成為其發(fā)展趨勢。行業(yè)要求該課程相關(guān)人才具備解決實(shí)際油氣設(shè)施復(fù)雜腐蝕問題的綜合能力，將傳統(tǒng)的以儲運(yùn)防腐技術(shù)課本基礎(chǔ)知識傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生具備行業(yè)所需的綜合能力的培養(yǎng)，進(jìn)行課程持續(xù)改進(jìn)具有重要意義。該課程基于工程專業(yè)教育認(rèn)證及持續(xù)改進(jìn)理念改進(jìn)了課程目標(biāo)和考核方式，通過增加線上教學(xué)、圍繞身邊的腐蝕防護(hù)開展調(diào)研與討論、腐蝕防護(hù)演示實(shí)驗(yàn)和實(shí)物展示、結(jié)合設(shè)計(jì)大賽的防腐方案設(shè)計(jì)、防腐前沿技術(shù)和科研項(xiàng)目融入等與油氣儲運(yùn)實(shí)際工程結(jié)合緊密的教學(xué)內(nèi)容或?qū)嵺`環(huán)節(jié)，以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生更容易掌握基礎(chǔ)知識，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生分析和解決腐蝕相關(guān)的油氣儲運(yùn)工程復(fù)雜問題的能力，以達(dá)成課程目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張文雪，王孫禺，李蔚. 高等工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的研究與建議[J]. 高等工程教育研究，2006（05）：22-26.

[2] 李志義. 對我國工程教育專業(yè)認(rèn)證十年的回顧與反思之一：我們應(yīng)該堅(jiān)持和強(qiáng)化什么[J]. 中國大學(xué)教學(xué)，2016（15）：10-16.

[3] 孫娜. 我國高等工程教育專業(yè)認(rèn)證發(fā)展現(xiàn)狀分析及其展望[J]. 創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育，2016，7（01）：29-34.

[4] 李志義. 解析工程教育專業(yè)認(rèn)證的持續(xù)改進(jìn)理念[J]. 中國高等教育，2014，50（15）：33-35.

[5] 周昊，趙會軍，李恩田，等. 儲運(yùn)防腐技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺建設(shè)與開發(fā)[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2015，32（04）：110-114.

[6] 周昊，李恩田，趙會軍，等. 儲運(yùn)防腐技術(shù)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J]. 石油教育，2016（01）：45-48.

（責(zé)任編輯：汪旦旦）