基于问题和实践驱动的“腐蚀理论与控制技术”课程教学改革

＊蒋宏业 李又绿 扈俊颖 徐涛龙

（西南石油大学石油与天然气工程学院 四川 610500）

有学者认为，培养研究生创新思维和创新能力必须从培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力入手[1]。研究生课程教学的目的之一就是要培养研究生的创新思维和创新能力[2]。在基于问题与实践驱动的教学过程中，问题的提出本质上是“怀疑论思想”和“批判精神”的体现，科研意识和创新能力与批判精神是紧密联系的，对研究生批判精神的培育是强化研究生创新能力的重要途径。研究生课程教学体现的批判精神能让学生从被动学习转为主动学习[3-4]。同时，中国石油学会颁布的“石油工程硕士研究生教育认证标准”中，毕业要求的第5条也对研究生的实践能力、创新性思维和系统性思维提出了明确要求[5]。

作为西南石油大学油气储运工程专业研究生主要专业课之一的“腐蚀理论与控制技术”，主要讲授油气储运生产系统腐蚀与控制领域内的基本原理、进展、新技术以及新方法。为了培养学生探究和解决问题的能力，使学生学到的腐蚀理论与防护知识能真正满足后期工作和科研的需要，近3年来，课程组的老师将“问题＋实践驱动”教学法应用于本课程教学中，教学质量得到明显提高。

1.教学改革基本思路

通过对授课学生的随机调查和调研开设此课程的兄弟院校教学情况，结合生产现场的反馈，发现这类课程难以讲授或学习的原因如下：（1）教师的教育和工程实践背景制约。我校油气储运工程专业教授本门课程的教师主要来自两个专业，一是油气储运工程专业，一是腐蚀专业。油气储运工程专业背景的教师与工程实践结合紧密，在讲解生产系统的腐蚀与防护技术时游刃有余，但讲解腐蚀机理时深度和清晰度难免差强人意；而腐蚀专业背景的教师恰恰相反。（2）学生知识层面的制约。修读本课程的部分学生没有腐蚀专业或储运专业的知识储备，无法建立课程内容的逻辑关系。（3）教学方法的制约。在教学时多采用课堂直接讲述的教学方法，教学方法与时代发展不适应。

为此，基于现代教育理论，结合研究生工程教育认证，在充分理解基于问题和实践驱动的教学这一理念的前提下，课程组优化教学内容、建设教学数字化环境、改革教学方法和考核方式。本课程教学改革研究的技术路线，如图1所示。

图1 技术路线图

2.金项研究与改革实践

针对本门课程的特点进行了如下的教学研究与改革实践：

(1)修订教学大纲，优化和调整教学内容

结合行业企业专家、高校同行、修读过本课程毕业生等的建议，以及工程教育认证对于研究生能力的要求，在教学大纲中明确提出了要基于问题和实践进行教学内容的组织。

针对教学组织，要求教师在教学过程中，以生产中面临的腐蚀情景为题材设置相关案例，并在讲授知识点前提出，引导学生发现问题、自主解决问题。

针对教学内容，选取与生产和科学研究结合紧密的内容，紧跟油气储运系统腐蚀与防护研究热点，同时提升学生对腐蚀基础知识的掌握能力。具体的优化内容主要为：

①“金属电化学腐蚀基础”增加了“电化学极化特点-平衡电极电化学极化动力学过程”等内容。

②在“储运系统腐蚀与防护”增加了我校长江讲座教授，欧盟院士加拿大卡尔加里大学程玉峰教授的专著《Stress Corrosion Cracking of Pipelines》一书中“埋地管道在近中性环境中的SCC”的相关内容。

③“腐蚀监测与检测技术”中增加了“电化学测试”方面的内容，结合生产和科研实际重点讲解测试实验要点和测试结果分析等内容。

(2)精选课程案例，建设数字化教学环境

课程组以教学改革为契机，在“西南石油大学课程教学中心”建立了“腐蚀理论与控制技术”的课程网站，如图2所示。

图2 课程网站门户

为了更好的实现教学目标，选择合适的案例是成功实施“问题+实践驱动”教学法的前提和基础。

根据腐蚀学科和油气储运工程行业发展特点，结合课程知识点，课程组选取了如表1中的7项内容建立了案例库。图3为课程网站中的部分教学案例。

表1 “腐蚀理论与控制技术”课程教学典型案例

图3 课程网站-案例库

(3)采用多种教学方法，实施“基于问题和实践驱动”教学

①学习任务的布置

在教学前1周，教师将具有代表性的教学案例提前发布在课程网站上，同时提出引导性的问题，让学生根据课程网站上发布的案例及学习要求进行自学。教师采用QQ群和微信群建立学习交流平台。学生自由组建4～5人的学习小组，要求全体组员以团队内协作、团队间协作加竞争的方式进行学习，准备课内讨论汇报材料和PPT。针对在分析案例过程中遇到的问题，学生可以通过课程网站、QQ群等进行线上或线下讨论。

②课堂教学的实施

主要采用翻转课堂进行实施。首先，学生进行任务成果的汇报（如图4所示）；其次，教师针对学生完成任务的情况进行分析，引导讨论内容和方向，同时各小组之间进行讨论和生生互评；最后，是对汇报情况的总结，包括同学们汇报过程普遍存在的技术问题和各小组汇报时的优缺点。

图4 学生分组汇报

(4)考核方法的改革

在目前闭卷考试的基础上，增加了学习过程的考核，以此充分提高学生的学习积极性和主动性。

学习过程的考核内容有：

①学习态度的考核。通过随堂点名和超星学习通签到两种方式考勤。

②随堂提问。超星学习通平台发布讨论题目。

③随堂测试。随堂测试采用超星学习通平台发布，每次测试时间为10min。④翻转课堂，课内汇报。⑤结课论文。

具体成绩构成如下：期末总成绩（100%）=课程考勤（5%）+随堂提问（5%）+随堂测试（10%）+小组汇报（30%）+结课论文（20%）+闭卷笔试（30%）。

3.取得的成果

通过一系列的教改措施，教师和学生反馈良好。“基于问题和实践驱动”的教学改革取得以下成果：

（1）优化调整了教学组织和教学内容。课程内容安排更加合理，既满足培养目标的要求，又让学生真正学到了有用的内容。

（2）丰富和进一步完善课程教学网站。让学生通过课程网站即可完成预习、复习、作业和课程讨论等内容，大大提高了学生的学习效率。

（3）教学方法的多样化。体现了“基于问题和实践驱动教学”的理念，充分调动了学生的积极性。

（4）加大了过程考核，丰富了考核内容，优化了课程最终成绩的构成，更好的反映出学生的学习效果。

4.结语

基于问题和实践驱动的教学是是以工程能力、科研能力和创新能力培养为目标的教育理念，该教育理念和研究生工程教育认证的要求一致。通过将该理念的引入，并结合“翻转课堂”等多种教学方法的实施，能够有效拉近课堂理论教学与工程实际的距离，既可以培养学生主动思考、积极参与讨论的主观能动性，又可以提升学生解决工程实际问题的能力和创新能力。

基于问题和实践驱动的“腐蚀理论与控制技术”教学改革与实践，不仅有利于本课程的教学和学生能力的培养，还可用于其他专业课程的教学，具有很好的推广应用效果。