《油气集输工程》课程实验教学改革研究

王大庆 梁平 游赟 黄辉荣

摘 要：结合工程教育专业认证和学科竞赛对大学生分析和解决复杂工程问题的能力要求，提出了以学生工程实践和创新能力培养为导向的四级递进式实验教学体系，对实验教学项目数量、实验内容以及学习产出要求进行了优化调整，注重理论知识与工程问题相结合、基本技能训练与设计研究相结合、实物流程仿真与工艺过程模拟相结合。改革成果将全面提升本课程实验教学质量水平和学生实践创新能力，更好地迎合我校培养应用型高级专门人才的目标定位。

关键词：油气集输工程;实验教学;工程实践;创新能力;应用型人才

中图分类号：TE84;G642  文献标识码：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

课程实验是课程教学内容的重要组成部分，在理论联系实际、提高理论知识、增强分析能力等方面起着重要作用。近年来，中国工程教育专业认证和学科竞赛对培养学生分析和解决专业领域内复杂工程问题的能力提出了更高的要求[1]。在这种形势下，《油气集输工程》课程实验教学尚不能较好地支撑专业培养目标和课程目标，实验教学改革迫在眉睫。本文将对实验项目进行优化，以提升实验项目的层次水平，增强对学生工程实践和设计创新能力的培养。

1 实验教学改革总体方案制定

根据油气储运专业课程设置与毕业要求指标点的支撑对应关系，《油气集输工程》课程的实验教学共设置5个实验10学时，支撑毕业设计指标点4.2和4.3，要求学生能够基于科学原理并采用科学方法对油气集输工程领域内的復杂工程问题进行研究，具备开展设计和实施实验的能力，能正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、分析和解释，通过信息综合得到合理有效的结论。对照指标点内容和学科竞赛要求，本课程现开实验尚存在诸如实验项目配置不均衡、选做实验项目缺乏、探究型和设计型的实验项目偏少等问题，尤其是缺乏针对复杂油气集输管网和站场流程的模拟仿真和实践训练，难以支撑对学生解决复杂工程问题的能力培养。因此，提出“面向工程、厚基础、强设计、重探究”的实验项目优化改进方案（见下图），形成以学生工程实践和创新能力培养为导向的四级递进式实验教学体系，以更好地培养学生的思维能力、操作能力、设计能力以及研究能力[2]。

《油气集输工程》实验改革方案图

2 层级式实验教学的能力培养目标设置

四个层级的实验项目分别为基础型、综合型、设计型和探究型实验，逐步实现对学生从低层次的基本实验技能到高层次的分析探究能力的培养[3]。（1）基础型实验：主要培养学生的实验操作基本技能。实验项目要求学生能够动手搭建实验装置，完成对油气基本特性的测试和实验数据的读取，使学生对油气特性及其测试原理有更为直观深入的理解，并使其动手操作能力得到锻炼和提高[4]。（2）综合型实验：重在加深学生对集输工艺实物仿真流程的直观认识，提高基于数据分析诊断故障和排除故障的能力，以及设备启用和检修停运的操作能力。实验项目要求学生能够正确辨识异常生产参数，并经关联分析判断故障位置，然后通过规范性操作及时排除故障，恢复流程正常运行。（3）设计型实验：着重培养学生基于稳态模拟仿真和大量数据分析的工艺模块设计能力。实验项目要求学生能借助于模拟软件对复杂集输管网和站场流程进行建模仿真，并经过反复模拟计算和数据综合分析，给出满足生产参数边界条件和设计规范要求的管道和设备设计选型结果。（4）探究型实验：着重培养学生基于动态模拟仿真和参数敏感性分析去解决工程实际问题的创新性思维和科学研究能力。实验项目要求学生能运用全动态多相流模拟软件针对油气集输管网生产运行问题正确建模，模拟研究管内流体运动状态，并能对参数动态变化规律进行分析和解释，最终通过数据信息综合得到问题的有效解决方案。在保证总实验学时要求的条件下，学生可结合自己情况逐级选择实验项目。基础较好的学生在完成必选实验的基础上可跨级选择高层次实验项目。

3 实验教学项目及其产出要求优化

本次改革对每个实验层级配置了多个实验项目供学生选择，要求完成的实验项目个数和总学时不变。优化调整后的实验项目及其产出要求见上表。优化调整主要体现在以下几个方面：（1）扩充了实验项目数量，由原来5个增加至12个，新增实验项目有原油电脱水虚拟仿真流程操作训练、气田集输管网模拟分析设计、集气站工艺流程模拟分析设计、三甘醇脱水流程模拟设计、起伏地区集气管线工况动态模拟研究、集气管线清管过程模拟研究等。实验项目内容设置难易相结合，学生可结合自己的知识技能掌握情况选做。（2）丰富了实验项目的类型，由原来的2种（综合型和验证型）变更为4种（即基础型、综合型、设计型、研究型），且对实验能力的要求逐层递进，在确保大多数同学实验技能得到锻炼和提升的同时又给基础扎实的同学提供了个人能力拓展空间。（3）新增的设计型实验和探究型实验在实验内容上与学科竞赛案例、工程实际案例紧密贴合，同时也对原实验项目“油田油气集输管网模拟分析设计”和“气田井场工艺流程模拟分析设计”进行了优化设计，着重锻炼学生分析研究和解决实际工程设计问题的能力。

4 结论

通过深化《油气集输工程》课程实验教学改革，构建了四级递进式实验教学体系，优化了课程实验教学项目及其产出要求，这将全面提升本课程实验教学质量水平，增强学生的工程实践能力和创新思维能力。这种实验教学改革模式也可推广应用至油气储运专业的其他核心课程。

参考文献：

[1]彭文庆，朱永健，彭刚.基于“培养解决复杂工程问题能力”的工程教育专业认证探讨[J].当代教育理论与实践，2017，9（6）：1418.

[2]陈男，胡伟武，冯传平，等.以工程实践和创新能力培养为导向的教学体系探索——以中国地质大学（北京）环境工程专业研究生实践教学为例[J].中国地质教育，2015，24（4）：142145.

[3]李露，谢凤英，姜志国，等.关于在实验课程中培养研究生创新实践能力的探索——以数字图像处理实验课程教学改革为例[J].实验技术与管理，2010（11）：249251，262.

[4]李江飛，张鉴益，刘忠运.油气储运实验实训教程[J].北京：石油工业出版社，2019.4.

基金项目：重庆科技学院本科教育教学改革研究项目“基于学科竞赛案例库的油气集输工程课程教学改革研究”（项目编号：201918）

作者简介：王大庆（1980— ），男，重庆潼南人，博士，讲师，研究方向：油气集输和管道完整性技术。