油气储运国家级实验教学示范中心建设探索与实践

梁法春，张树文，曹学文

(中国石油大学(华东) 储运与建筑工程学院，山东 青岛 266580)

实验教学是培养学生实践能力、创新思维的重要环节，是人才培养体系的重要组成部分[1]。实验教学中心是加强学生实践能力和创新能力培养的重要基地，是提升高校办学水平，增强办学实力和社会竞争力的重要平台[2]。教育部“十二五”期间突出了以学校优势学科专业特色为基础，形成优质资源融合、教学科研协同、学校企业联合培养人才的实验教学新模式，以服务国家科教兴国战略和人才强国战略[3]。在一系列经费投入和政策支持下，我国实验教学示范中心建设取得了重要进展，各具特色的实验中心相继建成[4-9]。中国石油大学(华东)油气储运工程专业为国家重点学科，油气储运系统包括长距离油气管道输送、油气田集输、油气储存及城市燃气输配等，是油气生产与供应链中不可或缺的一环。1953年，北京石油学院成立之初就建立了新中国第一个石油储运专业，并创建了教学实验室。储运教研室经过50余年实践探索，不断更新教育理念、完善教学体系、自主研发实验系统、探索教育教学方法，油气储运实验室取得巨大进展。2012年，被批准为油气储运国家级实验教学示范中心(简称中心)。

1 实验教学示范中心定位和目标

中心以提高学生“工程意识、实践能力、创新思维、社会适应”为目标，以“实验体系系统化、实验内容科学化、实验装置工程化、实验教师梯队化”为手段，由高水平的教师构建科学的实验内容、建设工程化的实验装置，以培养出高素质的人才。中心坚持贯彻“因材施教”的教育理念，以满足不同层次学生个性化学习的需求，通过实验装置建设、实验教学模式改革、配套管理制度的完善，建成了国内一流的、具有一定规模的油气储运工程综合实验教学示范中心。

2 改进传统教学模式，完善实验教学体系

中心注重基础与专业、理论教学与实验教学的结合，充分考虑教学模块间的有机联系，按层次组织实验项目，编写配套的实验大纲、实验指导书和实验教材，合理安排实验教学的顺序和内容，建设模块化、规模化、现代化、贴近油气储运现场实际的高水平实验平台。中心通过提高综合型、设计型实验的比例，大幅度地增加了选做实验的数量，开设学生自主实验，满足了学生对专业、兴趣、爱好等方面的个性化要求，达到了加强基础、培养能力、提高兴趣、因材施教的目的。

中心以培养学生的“工程意识、实践能力、创新思维、社会适应”为重点的4个教学目标，以构建“基础型、设计综合型、研究创新型、现场教学型”实验为中心的4个实验教学层次，以建设“油气集输、原油与成品油管道输送、天然气管道输送与燃气输配、油气储存”4个实验教学模块为中心的核心实验教学内容体系。四层次实验教学系统如图1所示。

图1 四层次实验教学系统

(1) 基础型实验。重在加深学生对理论教学基本概念的理解，验证基本规律，掌握基本实验方法和技能，培养学生观察和分析实验现象的能力。利用专业自制设备，开展特色实验，提高学生的学习兴趣和效果。

(2) 综合设计型实验。培养了综合应用能力和实验设计能力。结合理论教学和工程实际，增加了综合设计型实验的比例。

(3) 研究创新型实验。将“油气储运工程”国家级重点学科建设、“211工程”建设和优势学科创新平台建设提供的先进仪器设备，对国家大学生创新性实验计划、第二课堂、课外科技活动和毕业设计开放，以培养学生的研究能力、创新意识和合作精神。学生可以在导师的指导下自主设计实验或参与导师的课题研究。

(4) 油气输送与储存现场实验。贯彻实践环节“4年不断线”的培养目标，利用地处油田、国家战略石油储备基地和油气输送管网的优势，开展现场实验，加强学生对专业和未来工作的认识，培养学生热爱石油、扎根基层、勇于奉献的精神。

3 汇聚优秀师资力量，打造优秀教学团队

实验教学队伍是高校的一支重要骨干力量，是实施实验教学改革、实验室规划管理和实验室建设的主力军[10]。实验中心按照 “培养、引进、厚待、重用”的原则，采取积极引进、重点培养的方针，通过攻读在职学位、出国进修、参加会议、参观考察等多种形式，培养了一支高水平、高学位、高素质，以中青年为主体的实验教学一线骨干教师队伍，教学队伍职称、学历结构如图2所示。

图2 教学队伍职称、学历结构图

为汇聚优秀实验人才，采取了如下措施：

(1) 加强实验教学人才引入，注重“双师型”人才培养。积极引进人才，充实实验室技术力量，优化实验队伍的职称结构和学历结构，提高实验技术水平。

(2) 将青年教师充实到实验教学工作中。学院规定，新引进的青年教师必须从事实验教学工作1年以上，作为晋升职称的必要条件。

(3) 实验教学与理论教学并重，激发教师对实验教学的热情。理论课教师必须参与实验教学改革和实验室建设，在分配制度上实验课与理论课统筹考虑。

(4) 提高实验人员学历，拓展实验技能。加强现有人员的培训，鼓励攻读高学位，有计划地安排现有实验人员的进修学习。

(5) 组织实验教学观摩，注重交流启迪。组织实验教学观摩、听课，交流实验教学方法及经验。

4 改革实验教学方法，创新教学效果评价体系

4.1 尊重学生认知实践规律，实验项目由浅入深

中心重视实验技术研究，实验项目安排由浅入深，由简单到综合，由室内到现场，以充分调动学生的学习兴趣和主动性。建造设计综合型实验台架时，设备和管架都留有可扩展空间，实验方法和实验内容既符合学生的认识规律和实际水平，又留有选做空间。

4.2 实现实验类型分级，提高学生自主选择性和创新性

实验室对学生开放，综合实验台架上的实验项目分成必做、选做和自主设计3种类型。每个自由组合的实验小组必须完成必做项目和一个选做项目，自主设计创新型实验项目由兴趣小组在教师指导下进行。以学生为中心、灵活的实验教学方法，最大限度地激发了学生的潜能，培养了学生勇于开拓的创新意识和相互协作的团队精神。

4.3 建立虚拟仿真实验室，拓展实验教学内容

由于传统实验室自身的局限，实验参数变化细节信息无法直观呈现，而虚拟仿真系统能够用三维视角全方位展示实验细节，形象直观。学生根据课堂教学所讲授的基本理论，自主设计实验步骤和实验方法，根据仿真模拟结果验证理论分析，从而使学生自主性、积极性和创新性得到很大提升。

4.4 建立多元化评价体系，发挥教学评价指挥棒作用

中心采用经常性考核、阶段性考核、总结性考核等多元化的实验考核方法，更加注重实验过程的考核和能力的培养。一般基础性实验课程的考核，以平时各个实验项目考核为主，以考试、课程总结和小论文为辅；综合设计型实验以 “必修+选修”的形式进行，考核以小论文的形式为主；而创新性实验以竞赛的形式进行，计入科技创新学分。由此，确保了实验教学在教学过程的地位，提高了学生进行实践动手和创新的积极性。

5 建设成果

油气储运实验教学示范中心的“油库设计与管理”已建设成为国家级精品课程，油气集输和工程热力学与传热学课程为山东省精品课程。中心还承担了教学研究项目28项，其中省部级以上项目8项；获优秀教学和实验技术成果奖20项，其中省部级以上5项；获省级优秀教材1等奖1项。承担各级科研项目110项，其中省部级以上项目28项，国家自然科学基金7项，国家“863”计划项目3项，国家支撑计划项目1项。获各类科研奖励30项，其中省部级12项；获国家发明专利4项；在国家级刊物发表科研论文130余篇。

油气储运实验教学实验中心下设原油与成品油管道输送实验室、天然气管道输送与燃气输配实验室、油气集输实验室、油气储存实验室、传热学实验室和热流检测实验室，前4个实验室分别对应油气储运专业的4个服务领域，而传热学实验室和热流检测实验室是油气储运工程的基础性通用实验室。

大型仪器设备是中心最重要的优质资源，大型仪器设备利用的好坏，直接影响着教学科研的发展水平[11]。中心自主研发了多相流模拟实验装置[12-13]、天然气储存与输送模拟实验装置等温输油管道模拟实验装置，及小呼吸蒸发损耗实验装置(见图3)等11项实验装置。目前油气储运工程实验教学中心为国内外高校累计提供了16套油气储运教学实验装置，有效地促进了这些院校油气储运工程专业的建设，为我国储运实验教学水平的提高做出了贡献，形成良好的示范与辐射作用。

图3 自主研发实验装置

6 结束语

实验教学示范中心的建设是一项系统工程，涵盖硬件建设、软件建设、制度建设、人才队伍建设等诸多方面。前期通过不断探索，建立了较为完备的硬件系统和教学体系，构建了创新研究型的实践教学模式，激发了学生兴趣，培养了学生创新能力，鼓励个性发展。下一步仍需要以优势学科与专业特色为基础，进一步完善油气储运工程实验体系，丰富实验教学内容，并不断自主研制实验设备，逐渐实现实验体系系统化、实验内容科学化和实验设备工程化。通过凝聚各方力量，将不断创新推进示范中心的建设与发展，发挥实验教学示范中心在人才培养中的作用。

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