卓越計(jì)劃背景下的《石油化工過程及裝備》課程改革與實(shí)施

崔巍+張穎+龍飛飛+趙海峰

摘要：文章以卓越工程師試點(diǎn)高校東北石油大學(xué)過程裝備與控制工程專業(yè)的主干課程《石油化工過程及裝備》為例，通過分析該門課程的定位和特點(diǎn)，重點(diǎn)討論了師資隊(duì)伍建設(shè)、以案例教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)為代表的教學(xué)方法改革以及運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)課程資源的網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)等方面進(jìn)行改革，以適應(yīng)過程裝備與控制工程“卓越人才”的培養(yǎng)目標(biāo)需要，適應(yīng)市場(chǎng)需求。

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；《石油化工過程及裝備》；過程裝備與控制工程；課程建設(shè)

“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）是貫徹落實(shí)《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國(guó)家中長(zhǎng)期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項(xiàng)目。東北石油大學(xué)在2011年被批準(zhǔn)為教育部“卓越計(jì)劃”第二批試點(diǎn)高校，其中過程裝備與控制工程專業(yè)是首批入選專業(yè)。經(jīng)過5年多的改革與實(shí)踐，專業(yè)建立了以培養(yǎng)“石油石化行業(yè)卓越工程師”為目標(biāo)的人才培養(yǎng)模式，并開展了與之相適應(yīng)的專業(yè)改革和建設(shè)，取得了較好的效果。其中，《石油化工過程及裝備》是過程裝備與控制工程系根據(jù)“卓越工程師”培養(yǎng)要求，對(duì)該專業(yè)課程進(jìn)行調(diào)整和整合出的一門專業(yè)主干課程。該課程既具有較強(qiáng)的理論性又緊貼工程實(shí)際，對(duì)學(xué)生畢業(yè)后從事設(shè)備專業(yè)及相關(guān)工作具有舉足輕重的作用。本文從《石油化工過程及裝備》的課程定位出發(fā)，對(duì)案例分析的運(yùn)用、師資力量建設(shè)、突出實(shí)踐教學(xué)地位以及開發(fā)仿真課件和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、改革考核機(jī)制等措施進(jìn)行探討，以適應(yīng)過程裝備與控制工程“卓越人才”培養(yǎng)目標(biāo)需要、適應(yīng)市場(chǎng)需求。取得的經(jīng)驗(yàn)和成果可為同類院校相近專業(yè)開展卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃提供借鑒。

一、課程描述

《石油化工過程及裝備》是研究石化設(shè)備工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)課。該課程整合過程裝備流體力學(xué)、過程流體機(jī)械中流體力學(xué)基礎(chǔ)部分和機(jī)器工作原理部分、化工原理，并加入化工過程反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，融入石油石化特色，形成了一門集流體力學(xué)、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、質(zhì)量傳遞動(dòng)力學(xué)、傳熱動(dòng)力學(xué)和各類型石油石化裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的綜合性課程，分上下兩冊(cè)，計(jì)劃學(xué)時(shí)為128學(xué)時(shí)。在裝備專業(yè)卓越工程師教育體系中，該課程不僅是學(xué)習(xí)后續(xù)課程及在各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域中進(jìn)行理論研究和實(shí)踐工作的必要基礎(chǔ)，是卓越工程師教育實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)之一——石油石化設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)的先導(dǎo)課程，而且對(duì)學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)以及整體的素質(zhì)，為在未來的學(xué)習(xí)工作中提高科研能力和創(chuàng)新能力都起著重要的作用。因此，建設(shè)好《石油化工過程及裝備》課程對(duì)于進(jìn)一步提升本學(xué)科培養(yǎng)水平及影響力具有重要的意義。

二、課程目前存在的不足

《石油化工過程及裝備》有堅(jiān)實(shí)的資源基礎(chǔ)和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，但是要符合卓越工程師培養(yǎng)的要求，將單元設(shè)計(jì)捏合成有機(jī)的整體，并將各個(gè)資源合理搭配使用，仍然需要做大量的工作。

課程參考書目的建設(shè)。迫切需要在現(xiàn)有條件下，對(duì)《石油化工過程及裝備》課程參考書目進(jìn)行整合和革新，以滿足卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃要求，符合課程發(fā)展和專業(yè)發(fā)展的需要。

石油化工過程及裝備實(shí)驗(yàn)課程體系的建設(shè)，對(duì)流體流動(dòng)和化工單元操作的實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行開發(fā)與整合，形成系列化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，輔助學(xué)生對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的消化與吸收。

課程多媒體資源建設(shè)。需要在化工原理，過程流體機(jī)械，和過程裝備流體力學(xué)基礎(chǔ)上，整合多媒體資源，革新教學(xué)CAI課件。

建設(shè)適合本課程的實(shí)踐教學(xué)條件和教學(xué)環(huán)境。在對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行整合和細(xì)化的基礎(chǔ)上，對(duì)課程設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)生整體觀和大局觀的培養(yǎng)。

三、課程改革與實(shí)施

根據(jù)“卓越工程師”培養(yǎng)計(jì)劃要求，針對(duì)上述存在的不足，經(jīng)過多次系內(nèi)和課程改革團(tuán)隊(duì)會(huì)議討論，研究和修改，已經(jīng)完成了對(duì)課程的整合以及新課程教學(xué)大綱的建設(shè)工作。目前主要著力于課程教學(xué)內(nèi)容細(xì)節(jié)的優(yōu)化，并在石油化工過程與相應(yīng)裝備應(yīng)用間確立明確的邏輯關(guān)系，以其實(shí)現(xiàn)課程內(nèi)的良好過渡，為學(xué)生更好的吸收、消化石油化工過程中所涉及到的單元操作基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算分析過程和工程應(yīng)用案例打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。在以上思路下，圍繞《石油化工過程及裝備》課程改革有如下實(shí)施路徑。

（一）提高案例分析在課程內(nèi)容中的比重

《石油化工過程及裝備》工藝計(jì)算部分公式繁多，為了方便學(xué)生學(xué)習(xí)并掌握此門課程，通過導(dǎo)入案例、案例實(shí)際應(yīng)用和完成大作業(yè)等方式，在教學(xué)實(shí)施過程中引入典型案例的方法。一方面以案例為切入點(diǎn)，引出相關(guān)的原理、技術(shù)等；另一方面根據(jù)實(shí)際案例分析來講解例題，使學(xué)生深入理解基本原理，更重要是讓學(xué)生掌握如何利用所學(xué)理論知識(shí)去解決工程實(shí)際問題。例如“導(dǎo)熱速率方程式”一講當(dāng)中可選擇鍋爐導(dǎo)熱的案例，鍋爐爐墻屬于多層平壁導(dǎo)熱，里面爐管屬于圓筒壁的導(dǎo)熱，再比如選擇管道以黃夾克作保溫，若已知管道內(nèi)外側(cè)的工業(yè)溫度，可讓同學(xué)們計(jì)算所需要多厚的黃夾克作保溫等實(shí)例。

（二）加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生實(shí)踐能力

《石油化工過程及裝備》課程的實(shí)踐教學(xué)主要體現(xiàn)在課程匹配實(shí)驗(yàn)、石油石化設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)和本科畢業(yè)設(shè)計(jì)這3個(gè)環(huán)節(jié)。安排必修實(shí)驗(yàn)教學(xué)8學(xué)時(shí)。石油石化設(shè)備設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)當(dāng)中包含一周的典型設(shè)備工藝設(shè)計(jì)，學(xué)生運(yùn)用給定的工藝參數(shù)進(jìn)行工藝計(jì)算，確定設(shè)備的特性尺寸。這一周課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)中某些題目涵蓋了換熱器工業(yè)計(jì)算、塔設(shè)備工藝計(jì)算以及攪拌釜工藝計(jì)算等。同時(shí)聘請(qǐng)大慶石化、大慶油田設(shè)計(jì)院工程師作為學(xué)生校外指導(dǎo)老師，舉辦多次科技講座，為學(xué)生講授設(shè)備工藝設(shè)計(jì)過程等專題，并到油田、石化等單位現(xiàn)場(chǎng)各科室全面參觀學(xué)習(xí)。另外，吸收部分學(xué)生參與專業(yè)教師創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的科研項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教育，使其具有相應(yīng)理論知識(shí)和較強(qiáng)實(shí)踐能力，使其成為為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展服務(wù)的專門人才。

（三）研制課程仿真實(shí)驗(yàn)課件、開發(fā)課程資源共享平臺(tái)

在“卓越計(jì)劃”實(shí)施的過程中，隨著高校視頻資源建設(shè)的逐步推進(jìn)，如何使建設(shè)的資源得到充分利用成為探索的主題，而資源平臺(tái)的建設(shè)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此，在課程建設(shè)中，制作與實(shí)驗(yàn)教學(xué)相匹配的仿真實(shí)驗(yàn)課件，構(gòu)建課程資源庫、開發(fā)課程資源共享平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源的網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)。學(xué)生可以在《石油化工過程及裝備》實(shí)驗(yàn)課實(shí)際操作之前，在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的CAI課件上進(jìn)行學(xué)習(xí)操作方法、操作步驟，避免實(shí)際操作中出現(xiàn)問題。營(yíng)造一種符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的仿真教學(xué)環(huán)境，輔助學(xué)生對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容的消化與吸收。平臺(tái)運(yùn)行后，不斷革新技術(shù)、后期管理和維護(hù)具備可持續(xù)性，保證學(xué)習(xí)效果的積極性和長(zhǎng)效性。

（四）建設(shè)一支適應(yīng)“卓越工程師”培養(yǎng)要求的教師隊(duì)伍

“卓越計(jì)劃”必須以建設(shè)一支具有豐富實(shí)踐經(jīng)歷、滿足人才培養(yǎng)要求的高水平教師隊(duì)伍才能保證“卓越計(jì)劃”的順利實(shí)施并取得預(yù)期成果。因此，師資隊(duì)伍方面，課程負(fù)責(zé)人在本專業(yè)具備豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，青年教師具備博士學(xué)位，課程團(tuán)隊(duì)積極從事教學(xué)改革與教學(xué)研究，并針對(duì)本課程制定教學(xué)改革規(guī)劃，制定青年教師培養(yǎng)規(guī)劃，具體措施如下。

1.青年教師的培訓(xùn)。鼓勵(lì)課程組教師參與國(guó)內(nèi)外專業(yè)課程教學(xué)研討和訪問交流，并定期把青年教師送到外院校、設(shè)計(jì)院等單位進(jìn)修培訓(xùn)，積累現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)，為學(xué)生講授課程時(shí)以現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際為導(dǎo)向，掌握本學(xué)科發(fā)展前景。

2.提高青年教師教學(xué)水平。教研室定期開展教學(xué)研究活動(dòng)，省規(guī)劃辦、省高教學(xué)會(huì)立項(xiàng)時(shí)，鼓勵(lì)青年教師積極參與立項(xiàng)，要求青年教師撰寫教研論文。教研內(nèi)容主要涉及本學(xué)科人才培養(yǎng)模式、課程體系設(shè)置等方面。通過學(xué)習(xí)和研討，讓相關(guān)教師具備堅(jiān)實(shí)的過程設(shè)備設(shè)計(jì)、化工原理等專業(yè)知識(shí)，掌握所承擔(dān)的課程在教學(xué)環(huán)節(jié)中的作用，以及與其他課程的銜接關(guān)系。

3.青年教師講課比賽。積極推舉教師參加各級(jí)教學(xué)新秀評(píng)選和各類賽課活動(dòng)，以此促進(jìn)教師的成熟和教學(xué)進(jìn)步。通過以上措施加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，從而更好地推動(dòng)課程建設(shè)。

（五）考核機(jī)制的改革

本門課程采用多樣的考核方式，考查學(xué)生分析問題和解決問題的能力，不再采用單一的閉卷考試模式。課程組成員將《石油化工過程及裝備》考核分為閉卷考試占60%、平時(shí)成績(jī)占40%，平時(shí)成績(jī)由三部分組成：實(shí)踐部分20%、大作業(yè)10%、研究性學(xué)習(xí)10%。閉卷考試類型包括選擇填空題、分析題、計(jì)算題等。實(shí)踐部分主要用于考查學(xué)生的實(shí)際操作能力、合作學(xué)習(xí)能力等，這部分內(nèi)容由實(shí)驗(yàn)操作過程和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量確定。大作業(yè)是案例教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，學(xué)生通過完成大作業(yè)，提高其獨(dú)立思考能力與理論聯(lián)系實(shí)際的能力。研究性學(xué)習(xí)主要是學(xué)生加入裝備大學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、參與教師所研究的科研項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

四、結(jié)語

《石油化工過程及裝備》是研究石化設(shè)備工藝設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專業(yè)課，是過程裝備與控制工程專業(yè)的主干課程。通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生具有擬定石化過程方案、分析和設(shè)計(jì)石化設(shè)備的能力。為實(shí)現(xiàn)“卓越計(jì)劃”的目標(biāo)，建設(shè)一支適應(yīng)“卓越工程師”培養(yǎng)要求的教師隊(duì)伍、改革教學(xué)方法，教師在授課過程中綜合運(yùn)用案例教學(xué)等方法、注重理論與實(shí)踐的結(jié)合、同時(shí)有效運(yùn)用現(xiàn)代化的教學(xué)手段，將仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等先進(jìn)的教學(xué)手段引入教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)這門課程優(yōu)秀資源通過網(wǎng)絡(luò)資源全方位共享，方便師生之間的交流與互動(dòng)，提高《石油化工過程及裝備》課程教學(xué)效果。