梁法春，張樹文，曹學文

(中國石油大學(華東) 儲運與建筑工程學院，山東 青島 266580)

實驗教學是培養(yǎng)學生實踐能力、創(chuàng)新思維的重要環(huán)節(jié)，是人才培養(yǎng)體系的重要組成部分[1]。實驗教學中心是加強學生實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要基地，是提升高校辦學水平，增強辦學實力和社會競爭力的重要平臺[2]。教育部“十二五”期間突出了以學校優(yōu)勢學科專業(yè)特色為基礎(chǔ)，形成優(yōu)質(zhì)資源融合、教學科研協(xié)同、學校企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的實驗教學新模式，以服務(wù)國家科教興國戰(zhàn)略和人才強國戰(zhàn)略[3]。在一系列經(jīng)費投入和政策支持下，我國實驗教學示范中心建設(shè)取得了重要進展，各具特色的實驗中心相繼建成[4-9]。中國石油大學(華東)油氣儲運工程專業(yè)為國家重點學科，油氣儲運系統(tǒng)包括長距離油氣管道輸送、油氣田集輸、油氣儲存及城市燃氣輸配等，是油氣生產(chǎn)與供應(yīng)鏈中不可或缺的一環(huán)。1953年，北京石油學院成立之初就建立了新中國第一個石油儲運專業(yè)，并創(chuàng)建了教學實驗室。儲運教研室經(jīng)過50余年實踐探索，不斷更新教育理念、完善教學體系、自主研發(fā)實驗系統(tǒng)、探索教育教學方法，油氣儲運實驗室取得巨大進展。2012年，被批準為油氣儲運國家級實驗教學示范中心(簡稱中心)。

1 實驗教學示范中心定位和目標

中心以提高學生“工程意識、實踐能力、創(chuàng)新思維、社會適應(yīng)”為目標，以“實驗體系系統(tǒng)化、實驗內(nèi)容科學化、實驗裝置工程化、實驗教師梯隊化”為手段，由高水平的教師構(gòu)建科學的實驗內(nèi)容、建設(shè)工程化的實驗裝置，以培養(yǎng)出高素質(zhì)的人才。中心堅持貫徹“因材施教”的教育理念，以滿足不同層次學生個性化學習的需求，通過實驗裝置建設(shè)、實驗教學模式改革、配套管理制度的完善，建成了國內(nèi)一流的、具有一定規(guī)模的油氣儲運工程綜合實驗教學示范中心。

2 改進傳統(tǒng)教學模式，完善實驗教學體系

中心注重基礎(chǔ)與專業(yè)、理論教學與實驗教學的結(jié)合，充分考慮教學模塊間的有機聯(lián)系，按層次組織實驗項目，編寫配套的實驗大綱、實驗指導書和實驗教材，合理安排實驗教學的順序和內(nèi)容，建設(shè)模塊化、規(guī)?；?、現(xiàn)代化、貼近油氣儲運現(xiàn)場實際的高水平實驗平臺。中心通過提高綜合型、設(shè)計型實驗的比例，大幅度地增加了選做實驗的數(shù)量，開設(shè)學生自主實驗，滿足了學生對專業(yè)、興趣、愛好等方面的個性化要求，達到了加強基礎(chǔ)、培養(yǎng)能力、提高興趣、因材施教的目的。

中心以培養(yǎng)學生的“工程意識、實踐能力、創(chuàng)新思維、社會適應(yīng)”為重點的4個教學目標，以構(gòu)建“基礎(chǔ)型、設(shè)計綜合型、研究創(chuàng)新型、現(xiàn)場教學型”實驗為中心的4個實驗教學層次，以建設(shè)“油氣集輸、原油與成品油管道輸送、天然氣管道輸送與燃氣輸配、油氣儲存”4個實驗教學模塊為中心的核心實驗教學內(nèi)容體系。四層次實驗教學系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 四層次實驗教學系統(tǒng)

(1) 基礎(chǔ)型實驗。重在加深學生對理論教學基本概念的理解，驗證基本規(guī)律，掌握基本實驗方法和技能，培養(yǎng)學生觀察和分析實驗現(xiàn)象的能力。利用專業(yè)自制設(shè)備，開展特色實驗，提高學生的學習興趣和效果。

(2) 綜合設(shè)計型實驗。培養(yǎng)了綜合應(yīng)用能力和實驗設(shè)計能力。結(jié)合理論教學和工程實際，增加了綜合設(shè)計型實驗的比例。

(3) 研究創(chuàng)新型實驗。將“油氣儲運工程”國家級重點學科建設(shè)、“211工程”建設(shè)和優(yōu)勢學科創(chuàng)新平臺建設(shè)提供的先進儀器設(shè)備，對國家大學生創(chuàng)新性實驗計劃、第二課堂、課外科技活動和畢業(yè)設(shè)計開放，以培養(yǎng)學生的研究能力、創(chuàng)新意識和合作精神。學生可以在導師的指導下自主設(shè)計實驗或參與導師的課題研究。

(4) 油氣輸送與儲存現(xiàn)場實驗。貫徹實踐環(huán)節(jié)“4年不斷線”的培養(yǎng)目標，利用地處油田、國家戰(zhàn)略石油儲備基地和油氣輸送管網(wǎng)的優(yōu)勢，開展現(xiàn)場實驗，加強學生對專業(yè)和未來工作的認識，培養(yǎng)學生熱愛石油、扎根基層、勇于奉獻的精神。

3 匯聚優(yōu)秀師資力量，打造優(yōu)秀教學團隊

實驗教學隊伍是高校的一支重要骨干力量，是實施實驗教學改革、實驗室規(guī)劃管理和實驗室建設(shè)的主力軍[10]。實驗中心按照 “培養(yǎng)、引進、厚待、重用”的原則，采取積極引進、重點培養(yǎng)的方針，通過攻讀在職學位、出國進修、參加會議、參觀考察等多種形式，培養(yǎng)了一支高水平、高學位、高素質(zhì)，以中青年為主體的實驗教學一線骨干教師隊伍，教學隊伍職稱、學歷結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 教學隊伍職稱、學歷結(jié)構(gòu)圖

為匯聚優(yōu)秀實驗人才，采取了如下措施：

(1) 加強實驗教學人才引入，注重“雙師型”人才培養(yǎng)。積極引進人才，充實實驗室技術(shù)力量，優(yōu)化實驗隊伍的職稱結(jié)構(gòu)和學歷結(jié)構(gòu)，提高實驗技術(shù)水平。

(2) 將青年教師充實到實驗教學工作中。學院規(guī)定，新引進的青年教師必須從事實驗教學工作1年以上，作為晉升職稱的必要條件。

(3) 實驗教學與理論教學并重，激發(fā)教師對實驗教學的熱情。理論課教師必須參與實驗教學改革和實驗室建設(shè)，在分配制度上實驗課與理論課統(tǒng)籌考慮。

(4) 提高實驗人員學歷，拓展實驗技能。加強現(xiàn)有人員的培訓，鼓勵攻讀高學位，有計劃地安排現(xiàn)有實驗人員的進修學習。

(5) 組織實驗教學觀摩，注重交流啟迪。組織實驗教學觀摩、聽課，交流實驗教學方法及經(jīng)驗。

4 改革實驗教學方法，創(chuàng)新教學效果評價體系

4.1 尊重學生認知實踐規(guī)律，實驗項目由淺入深

中心重視實驗技術(shù)研究，實驗項目安排由淺入深，由簡單到綜合，由室內(nèi)到現(xiàn)場，以充分調(diào)動學生的學習興趣和主動性。建造設(shè)計綜合型實驗臺架時，設(shè)備和管架都留有可擴展空間，實驗方法和實驗內(nèi)容既符合學生的認識規(guī)律和實際水平，又留有選做空間。

4.2 實現(xiàn)實驗類型分級，提高學生自主選擇性和創(chuàng)新性

實驗室對學生開放，綜合實驗臺架上的實驗項目分成必做、選做和自主設(shè)計3種類型。每個自由組合的實驗小組必須完成必做項目和一個選做項目，自主設(shè)計創(chuàng)新型實驗項目由興趣小組在教師指導下進行。以學生為中心、靈活的實驗教學方法，最大限度地激發(fā)了學生的潛能，培養(yǎng)了學生勇于開拓的創(chuàng)新意識和相互協(xié)作的團隊精神。

4.3 建立虛擬仿真實驗室，拓展實驗教學內(nèi)容

由于傳統(tǒng)實驗室自身的局限，實驗參數(shù)變化細節(jié)信息無法直觀呈現(xiàn)，而虛擬仿真系統(tǒng)能夠用三維視角全方位展示實驗細節(jié)，形象直觀。學生根據(jù)課堂教學所講授的基本理論，自主設(shè)計實驗步驟和實驗方法，根據(jù)仿真模擬結(jié)果驗證理論分析，從而使學生自主性、積極性和創(chuàng)新性得到很大提升。

4.4 建立多元化評價體系，發(fā)揮教學評價指揮棒作用

中心采用經(jīng)常性考核、階段性考核、總結(jié)性考核等多元化的實驗考核方法，更加注重實驗過程的考核和能力的培養(yǎng)。一般基礎(chǔ)性實驗課程的考核，以平時各個實驗項目考核為主，以考試、課程總結(jié)和小論文為輔；綜合設(shè)計型實驗以 “必修+選修”的形式進行，考核以小論文的形式為主；而創(chuàng)新性實驗以競賽的形式進行，計入科技創(chuàng)新學分。由此，確保了實驗教學在教學過程的地位，提高了學生進行實踐動手和創(chuàng)新的積極性。

5 建設(shè)成果

油氣儲運實驗教學示范中心的“油庫設(shè)計與管理”已建設(shè)成為國家級精品課程，油氣集輸和工程熱力學與傳熱學課程為山東省精品課程。中心還承擔了教學研究項目28項，其中省部級以上項目8項；獲優(yōu)秀教學和實驗技術(shù)成果獎20項，其中省部級以上5項；獲省級優(yōu)秀教材1等獎1項。承擔各級科研項目110項，其中省部級以上項目28項，國家自然科學基金7項，國家“863”計劃項目3項，國家支撐計劃項目1項。獲各類科研獎勵30項，其中省部級12項；獲國家發(fā)明專利4項；在國家級刊物發(fā)表科研論文130余篇。

油氣儲運實驗教學實驗中心下設(shè)原油與成品油管道輸送實驗室、天然氣管道輸送與燃氣輸配實驗室、油氣集輸實驗室、油氣儲存實驗室、傳熱學實驗室和熱流檢測實驗室，前4個實驗室分別對應(yīng)油氣儲運專業(yè)的4個服務(wù)領(lǐng)域，而傳熱學實驗室和熱流檢測實驗室是油氣儲運工程的基礎(chǔ)性通用實驗室。

大型儀器設(shè)備是中心最重要的優(yōu)質(zhì)資源，大型儀器設(shè)備利用的好壞，直接影響著教學科研的發(fā)展水平[11]。中心自主研發(fā)了多相流模擬實驗裝置[12-13]、天然氣儲存與輸送模擬實驗裝置等溫輸油管道模擬實驗裝置，及小呼吸蒸發(fā)損耗實驗裝置(見圖3)等11項實驗裝置。目前油氣儲運工程實驗教學中心為國內(nèi)外高校累計提供了16套油氣儲運教學實驗裝置，有效地促進了這些院校油氣儲運工程專業(yè)的建設(shè)，為我國儲運實驗教學水平的提高做出了貢獻，形成良好的示范與輻射作用。

圖3 自主研發(fā)實驗裝置

6 結(jié)束語

實驗教學示范中心的建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，涵蓋硬件建設(shè)、軟件建設(shè)、制度建設(shè)、人才隊伍建設(shè)等諸多方面。前期通過不斷探索，建立了較為完備的硬件系統(tǒng)和教學體系，構(gòu)建了創(chuàng)新研究型的實踐教學模式，激發(fā)了學生興趣，培養(yǎng)了學生創(chuàng)新能力，鼓勵個性發(fā)展。下一步仍需要以優(yōu)勢學科與專業(yè)特色為基礎(chǔ)，進一步完善油氣儲運工程實驗體系，豐富實驗教學內(nèi)容，并不斷自主研制實驗設(shè)備，逐漸實現(xiàn)實驗體系系統(tǒng)化、實驗內(nèi)容科學化和實驗設(shè)備工程化。通過凝聚各方力量，將不斷創(chuàng)新推進示范中心的建設(shè)與發(fā)展，發(fā)揮實驗教學示范中心在人才培養(yǎng)中的作用。

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