基于实验平台构建的油气储运专业人才培养研究

嵇炜　周诗岽　王华　赵会军

[摘 要]以建设“江苏省油气储运技术重点实验室”“江苏省油气储运实验教学示范中心”“江苏省石油与天然气工程实践教育中心”和省级“油气储运工程”特色专业为契机，以培养油气储运专业学生工程实践与创新能力为目标，常州大学借鉴国内外工程教育和培养创新型人才的经验，整合现有优势资源，构建具有特色的专业优势实验平台，优化创新型工程型人才培养体系。通过建立“一个系统、两种机制、六大平台”，构建“自主、开放、服务”的实验教学模式，全面优化理论教学环节和实验实践教学环节，培养油气储运专业学生的工程实践能力和创新能力。实验教学平台构建的形式以及实验教学设置的内容在国内设有油气储运工程专业的高校中得以推广和应用，起到了很好的示范作用。

[关键词]实验平台构建;油气储运;人才培养

[中图分类号] C961 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2019）07-0159-03

“卓越工程师培养计划”是我国高等教育中工程教育改革的重要举措[1]，其为增强国家核心竞争力，把我国建设成创新型国家和人力资源强国提供了坚实的人才支撑和智力保证。着眼于培养卓越工程师的宏伟目标，以构建实验教学平台为根本出发点，着力培养学生的工程实践和创新能力，是新时期油气储运专业建设的当务之急。

一、建设六个油气储运实验教学平台“一个体系、两种机制”

（一）构建了“五类型五结合”实践教学体系

为了展现理論教学与实践教学效果，实现培养“创新型工程师”的目标，我校注重挖掘大学生潜在的创新能力，主要体现在培养学生的创新视野、创新思维、创新意识、创新技能以及创新品格上[2]。以实践教学贯穿本科四年教学为基础，不断更新实践教学形式和内容，从而优化实践教学培养模式与结构。构建出五类型（认知型、基础型、专业型、综合型和创新型）和五结合（基础知识与专业知识相结合、理论教学与实践教学相结合、课堂教学与课外自学相结合、校内教学与校外实践结合、理论学习与实践操作相结合）的模式[3]。

（二）建立了两种实验教学机制

一是重点实验室向本科生全方位开放的机制，二是科研成果向本科工程实践教学转化的激励和约束机制。我校依托江苏省油气储运技术重点实验室实施实验教学，重点实验室的全面开放机制的建立初衷是为低年级学生专业教育做准备;专业知识讲座能系统全面地介绍油气储运行业的科技前沿;实验室参观考察能培养学生科研兴趣，使其初步了解实验室相关设备和科学研究。优秀本科生能加入科研课题项目组，承担部分实验内容，进行专题讨论和参加学术报告会等;教师要介入本科毕业设计（论文）环节，加入指导教师课题组，结合毕业设计（论文）研究内容，不断提升学生的工程实践和创新能力。

充分利用省重点实验室的现有先进仪器设备，将科学实验作为实践教学活动的必修课。现有的实验室开放机制以及实验教学等系列活动，不仅为学生提供了认识和接触先进仪器设备的机会，在这些活动中学生更直接地从教师身上学习到专业素养和专业实验技能，为今后的专业学习奠定了良好基础;学生直接参与到省重点实验室承担的众多高水平的重大科研项目中，为学生从事专业科学研究做好了充分准备。认识和了解专业学科前沿和科学研究进展，为学生营造了浓厚的学术氛围，极大地激发了学生的主观能动性，充分锻炼了学生分析问题和解决问题的能力，增强了学生的团结合作和协作意识，显著提高了学生工程实践和创新能力[4]。

通过资助政策和技术平台支持，积极倡导教师将科研成果转化为教学资源，在教学中及时将油气储运行业的新成果、新技术充实到教学内容中，拓宽学生的专业知识面。在实践教学中，通过科研成果转化和引进吸收，建成了具有国内领先水平的“油品储运综合实验平台”“油气回收实验平台”“天然气水合物实验平台”“油气集输实验平台”“油气安全实验平台”“天然气净化实验平台”六大综合实验教学平台和开放式实验教学体系，在国内首次开设了油气回收设计性实验，气体膜脱硫、天然气水合物合成等创新性实验项目，在增强学生实践动手能力的同时，拓宽了学生的创新视野，培养了学生的创新思维，形成“链条式”的发展模式，不断提高学生的工程实践和创新能力[5]。

二、实验教学平台在专业建设中的作用

（一）构建创新模式，打造出国内一流的创新型实验教学平台

学校构建了“实验教学、学生实习、科学研究、社会服务”四位一体的实验教学平台新模式，建成了我国华东地区高校中独具鲜明特色的江苏省油气储运技术重点实验室、江苏省油气储运实验教学示范中心、江苏省油气储运工程实践教育中心。已建成的六大综合创新实验教学平台拥有完整的生产过程和控制系统，囊括了在线检测实验技术、多媒体交互应用技术、网络信息传输技术和虚拟仿真实验技术。其不仅反映了石油与天然气工程、计算机信息与技术、自动化、安全工程和环境工程等跨学科的内容;更反映了油气储运专业相关领域先进技术的研究成果和特点，具有鲜明的专业特色。在这些实验平台建设过程中我校申请并获授权国家专利13项，其中5项为国家发明专利。

在实验平台的使用过程中，学生可以创建自己所需要的实验任务、实际操作条件以及实验流程的教学情境。这解决了传统实验教学主要基于验证、实际生产过程和工作条件以及学生操作实际机会的问题，为创新人才培养提供了优质资源，解决了创新能力培养过程中“资源缺乏”和“脱离工程”的问题[6]。

（二）创建“自主、开放、服务”的实验教学模式

实验教学的重点将从实验教学方法研究和专业知识教授转移到培养学生的工程实践能力和创新能力上。要充分调动学生自主学习和积极参加实践活动的主观能动性，同时注重学生的个性化培养[7]。

自主，其实就是学生作为实验教学的主体。学生在学习参考文献和阅读设备的使用说明书后，可根据实验的不同需求，使用对应的实验方法和检测设备，制定出相应的实验方案和操作步骤。全程参与实验过程，独立操作仪器设备，完成实验数据采集，分析实验结果。这种学生自主开展实验的教学方法，能有效激发学生的创新思维，培养工程实践与创新能力。

开放，开放实验有两个含义：一是时间和空间的开放，即实验室的开放; 二是实验内容的开放。实验室不仅面向本专业的学生开放，也对非本专业的学生开放，学生可以根据自己的需求意向合理选择实验[8]。

服务，即构建了以课程负责人为主的“实验教学咨询服务中心”，将传统的学生被动地接受实验教学转化为学生主动地自主地进行实验咨询，课程负责人为学生提供专业的实验咨询服务。这为学生提供了独立思考的机会，培养了学生的探索精神，进一步激发了学生的创新思维能力。

例如，在具有明显工程特征的“输油模拟”创新实验中，学生组建成实验团队。根据实验任务，他们被赋予不同的角色，如“工程师”“调度员”和“操作员”等，自主选择实验项目和制定实验计划。经指导教师审核后，学生可以设计自己的“泵到泵”“罐到罐”“旁路罐”和“过站”。长距离管道运输过程，如“反向传输”和各种油罐操作过程实验，如“倒置罐”和“运输油”。这能培养学生系统的思维方式和勇于担当的责任意识，进一步加强了学生工程实践能力和创新能力。

（三）整合课程资源，提高实验课程的质量

从油气储运专业以培养学生工程实践能力和创新能力为目标，到结合油气储运行业发展的大趋势和社会需求来看，油气储运专业的实践教学必将进行改革和优化。

其一，结合我国大型油气储运建设工程，如西气东输输气管道、川气东送输气管道、甬沪宁进口原油管道、石油战略储备库、天然气地下储气库、城市燃气管网等建设工程的发展。为充实专业教学内容，我校出版了《输气管道设计与管理》《油气储运自动化》《油气储运工程焊接与施工》《泵和压缩机》《油气储运安全技术》《油气储运节能技术》《油气回收基础理论及其应用》等七部教材;在建设传统教材的同时，注重“虚实结合”，开发使用虚拟仿真软件、加强交互型实验教学网站、视频影像资料、多媒体课件和动画等新型教学资源的建设。

其二，充分利用实验室现有的教学资源，将原先分散的实验内容进行模块化设计，通过优化组合后纳入专业实验课程——油气储运实验技术，这样不仅增强了实验课程的系统性和综合性，形成课程的特色，而且有利于培养学生的工程实践意识和创新能力。

三、通过实验平台建设，油气储运专业人才培养成效显著

（一）专业平台建设取得丰硕成果，综合实力不断攀升

2005年，我校获批了江苏省油气储运技术重点实验室;2006年，获批了江苏省特色专业;2011年，常州大学油气储运工程实践教育中心被评为江苏省工程实践教育中心;2018年，常州大学油气储运工程专业接受了中国工程教育认证工作组的考察。常州大学油气储运专业的综合实力在不断提升。

（二）创新建设模式，自研、自制、自改、推广多套具有自主知识产权的高水平创新实验平台

确立“实验教学、学生实习、科学研究、社会服务”整合的实验教学平台建设模式，建成了江苏省油气储运技术重点实验室、江苏省油气储运实验教学示范中心、江苏省油气储运工程实践教育中心。通过自主研发和科研成果转化，建成六个具有自主知识产权的高水平综合创新实验教学平台。实验平台在建设过程中“油气回收实验平台”获得教育部自制教学仪器设备成果奖。实验室软硬件平台建设在国内同类高校中处于领先地位，部分实验平台已在北京石油化工学院、广东石油化工学院、浙江海洋大学、榆林学院等高校进行推广应用，为培养创新型的油气储运专业人才奠定了基础。

（三）实验教学平台综合服务功能强大，示范效果突出

江苏省油气储运技术重点实验室、江苏省油气储运实验教学示范中心、江苏省石油与天然气工程实践教育中心承担校内油气储运、石油工程、能源与动力工程、建筑环境与能源应用工程、安全工程、物流工程等22个专业本科生，以及常州工程职业技术学院油气储运专业的实验教学和实习任务。开设了油气管道输送、油品蒸发损耗、油气泄漏扩散、油气多项流动等创新性实验项目，极大地提高了学生的实践创新能力，为中国的石油和天然气储存和运营行业输送了大批优秀的专业人才。同时，还承担了中石化江苏石油分公司、江苏省天然气有限公司和中石化安徽石油分公司油气储运行业900多人次的技能培训。社会服务功能强大，成效显著。国内20多所高校，如中国石油大学（华东）、西安石油大学、辽宁石油化工大学、浙江海洋大学和兰州理工大学等前来参观和交流学习，实验室建设模式和实验项目设置示范效应突出。

（四）教学研究成果丰富，指导性强

近年来，油气储运实验平台团队积极开展教学研究并及时总结实践成果，出版了教材7部，其中《油氣储运自动化》被评为江苏省精品教材、《泵和压缩机》教材获中国石油和化学工业联合会优秀出版物一等奖、《输气管道设计与管理》被评为常州大学精品教材;“以大工程理念为指导，构建油气储运工程实践与创新体系，培养学生的实践创新能力”“独立，自制，开放，服务实验教学体系和创新平台建设，构建以提高工程实践能力为核心的实验教学体系”获得常州大学高等教育教学成果一等奖;在国内重要的教学研究期刊上发表教学研究型论文20余篇，对教学管理起到了促进作用，为教学改革研究项目提供了支撑。

四、结语

我校以学生的成才和全面发展为中心的人才培养体系初显成效，学生综合素质和实践创新能力得到了全面提高。

通过构建“五类型五结合”的实践教学体系，创立以学生为主体的“自主、开放、服务”实验教学模式和高水平实验平台建设，加强基础技能培训和创新能力培养，油气储运工程本科毕业生在专业知识、专业技能和实践创新能力方面均达到国内领先水平。油气储运专业本科生获“挑战杯”全国大学生课外学术科技竞赛三等奖1项，获江苏省机械设计创新设计大赛一等奖1项，获第五届全国大学交通技术大赛一等奖1项，获中国石油工程设计大赛获一等奖1项、三等奖2项，获全国油气储运工程设计大赛二等奖1项，获江苏省优秀毕业论文三等奖2项。常州大学油气储运本科毕业生的就业率接近100%，用人单位对油气储运专业毕业生评价高，社会反响好。升学攻读硕士研究生的学生专业基础知识扎实、工程实践能力强，进入课题研究的速度快，普遍受到硕士研究生导师们的青睐。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 杨毅刚，唐浩，宋庆，等.企业视角下新工科建设与工程教育改革[J].高等工程教育研究，2018（3）：18-23+28.

[2] 杨春勇，杨杰.面向高校创新人才培养的团队“浸润”模式探索[J].实验技术与管理，2018（1）：17-20+24.

[3] 叶玉玲.基于卓越工程师教育培养计划的交通运输专业实践教学体系研究——以同济大学为例[J].教育探索，2017（4）：56-58.

[4] 冯海燕.高校重点实验室绩效水平与团队创新能力关联度分析[J].实验技术与管理，2013（12）：203-205+209.

[5] 阎凤元，刘凯.非常规油气储运创新实验平台的建设与实践[J].实验技术与管理，2018（3）：195-198.

[6] 李辉.大学生创新能力培养中的创新实践教育平台建设[J].中国大学教学，2013（9）：83-85.

[7] 王文鹏，李艳文.大学生主观能动性的激发[J].鞍山科技大学学报，2007（5）：549-552.

[8] 邱晓航.大一化学实验课程新模式的研究[J].实验技术与管理，2008（7）：146-147.

[责任编辑：刘凤华]