過程裝備與控制工程專業“石油裝備設計綜合實訓”模式的構建與實施總結

林玉娟　龍飛飛　楊志軍

（東北石油大學機械科學與工程學院　黑龍江大慶　163318）

0　引言

工程實訓教育對訓練過程裝備與控制工程專業的學生逐步樹立工程觀念、提高解決工程實際問題的能力和培養學生的創新能力有著極為重要的作用。進入21世紀后，高等學校培養的學生更強調綜合能力要強、素質要高、創新能力要強。課程設計作為課程的外延^［1］，有效地培養學生這些能力，提高學生的素質，通過課程設計，學生提高了學習興趣，貼近了工程實際，進一步明確了學習目的。尤為重要的是還為提高學生的綜合能力和素質，培養學生的創新精神提供了一個合適的環境。但傳統的課程設計為單一的課程性課程設計，只隸屬于某一門課程，而且課程之間的銜接性較差，學生難以學到完整的知識體系，學時的利用率也不高，而且普遍采用“參照指導書，查閱手冊，進行模仿設計”的模式，也不利于調動學生的積極性、激發學生的主動性、創造性。學生進行這樣的課程設計往往容易流于形式。基于上述原因，結合卓越工程師教育培養的要求，對機械科學與工程學院的過程裝備與控制工程專業課程實訓進行了改革和實踐探索。

1　綜合性課程實訓的思路

用工程性把課程體系中的各門課程聯系在一起^［2］，強化學生的大工程意識，培養學生的工程實踐能力；從傳統的以學科為中心的對事物進行知識分割的教育，轉向以學生為中心的對事物進行知識整合的教育。工程教育要注重實踐、突出工程，用系統的思想進行課程內容的交叉整合，構建體現大工程觀念和注重工程實踐的課程體系，讓學生直接面對復雜的工程實際問題^［3］，并使他們具有分析和解決問題的初步體驗。

鑒于以上考慮，我們提出了一種“以系統化專業知識為主線，以科研項目或工程項目為對象，以理論聯系實際為基礎，以激發學生興趣、主動求知為動力，以培養創新能力為目的”的全新型綜合性、開放式課程實訓模式。其基本思路是通過一個開放式的綜合性課程實訓，使學生得到一次系統化的綜合應用的實踐鍛煉^［4］。

2　綜合性課程設計模式及內容

提出“三核心多綜合”的綜合課程設計構建模式，即以典型石化裝備的工藝設計、結構設計和強度校核為核心，綜合工藝流程圖的閱讀和繪制、化工設備圖的繪制、相關設計軟件的應用與研制等綜合課程實訓。針對石油裝備設計綜合性課程實訓，開設了多個選題，要求學生針對某一選題，在教師指導的基礎上進行自主設計，獨立實訓。

這樣的課程實訓不同于傳統課設計，在具有綜合性的特點的同時，又有別于畢業設計，因為選題經過特別考慮，有教學平臺為基礎。該課程實訓安排在第六學期進行，即在專業方向課程學習的同時、畢業設計開始之前進行。學生根據待完成的課程實訓任務，自學相關的理論知識，獨立進行設計。同時，允許部分學生根據自己的興趣選擇適合的內容擴展，這不僅有利于調動學生的學習積極性，培養學生的實踐能力，同時也提高了學生創新意識。

通過本綜合性課程實訓探索出一種培養學生熟練掌握典型的石化裝備如塔設備、換熱器和反應釜的結構、工作原理及設計方法，能夠運用所學的理論知識，對工程實際中用到的設備進行強度設計和結構設計。通過本綜合性課程實訓使學生樹立嚴格按專業標準、規范設計的意識，并學會在設計的過程中了解熟悉壓力容器常用的標準、法規，例如《壓力容器安全技術監察規程》、GB 150、GB 151等。

3　綜合性課程實訓的組織實施

選擇本專業成熟的、有特色、適合教學的項目作為課程實訓內容，形成從了解工藝流程、熟悉和掌握工藝流程、繪制工藝流程圖開始，根據選題進行工藝計算、結構設計和強度設計等幾個步驟，有機的把幾門課程的主要內容穿插在一起。以“塔設備的設計”為例介紹該綜合課程實訓的實施過程。

（1）了解、學習并掌握典型裝置的工藝流程；流程圖、配管圖等的繪制方法；并且以小組合作的學習方式繪制出相應設備和裝置的工藝流程圖和管道透視圖。

（2）了解塔設備的工藝計算內容，學習塔設備的工藝計算方法和相關計算軟件，根據自己所選擇的結構類型進行工藝設計。

（3）了解塔設備的結構和強度設計內容，學習與塔設備設計有關的標準和設計規范。

（4）利用AutoCAD設計出符合化工制圖標準的塔設備流程圖和設備裝配圖。

（5）當上述4個環節完成后，學生按照實訓項目要求以有關標準為依據編制整理塔設備的設計計算書。最后組織答辯，這個環節通過對學生進行提問，考查學生對整個塔設備設計和實施過程的掌握程度，并根據其在整個實訓階段的理論知識應用能力、設計及制圖能力、實踐能力和團隊配合能力給出一個綜合評價。

整個的課程實訓，要完成的每個小部分是簡單的，而整合成一個整體又是復雜的，涉及的每個知識點是對所學的知識的重新回顧和理論知識在實踐中的體現，學生既不覺得陌生又有一定的挑戰性。

4　綜合性課程實訓特色與創新之處

4.1　從綜合應用角度出發，精簡學時，提高教學質量

綜合課程實訓綜合多門課程的主要內容，從工程應用的角度出發設計題目，采取多種教學方式（現場學習、專家講座、有成就的校友交流等），能夠大大提高學生分析問題、解決問題的能力，切實提高學生的綜合素質；同時，把分散的課程設計通過合理的方式綜合在一起，在新技術不斷出現的同時，能夠在不增加學時的情況下，使教學質量穩步提高。

4.2　結合專業走向和人才培養目標，建立了“三結合”的課程產學合作運行機制

通過本綜合性課程實訓將學生、指導教師和實訓基地有機的結合在一起，充分利用學生的自主創新和學習的積極性、指導教師的指導、實訓基地工程師的講解和引導，從而打破了原有的課程界限、人員界線。

4.3　課程實訓建設與理論課程建設緊密聯系

在課程實訓建設上，將一改不同理論課程之間相脫節的局面，將過去獨立設置的課程設計進行綜合，融合理論課程知識與技能的綜合實踐項目。

4.4　提高了學生的綜合應用能力、實踐能力和綜合素質

本綜合性課程實訓的考核側重考核學生的綜合應用能力，注重的不是最終的結果，而是完成項目的過程。從而激勵學生平時積極參與到教與學的過程中，成為主動學習者，使學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動。

4.5　建立了課程實施的“五階段”制

（1）信息獲取階段——教師向學生下達任務書；

（2）計劃制定階段——教師幫助學生分析完成任務所必需的工作步驟，項目小組自行進行任務分解，并安排工作進度；

（3）決策階段——由學生選擇技術路線、確定技術方案，指導教師進行評價、并給予合理的建議，對技術解決方案進行優化并鼓勵技術創新；

（4）執行階段——學生按照確定的技術方案和工作步驟著手實施實訓；

（5）評估階段（即課程考核）——項目完成后，由學生、項目組成員與教師共同完成項目評估。

5　結論

過程裝備與控制工程10屆和11屆的石化裝備設計綜合性課程實訓已經順利結束，經過這兩屆的運行表明：該實訓優化了知識要素和技能要素，結構層次、組織管理方便，學生積極性高，效果明顯。主要體現在以下幾個方面。

（1）石化裝備設計綜合性課程實訓圍繞典型設備設計，涵蓋的相關工藝設計、結構設計等的知識內容多。因此，基本能力要求高、綜合性強，對學生的綜合學習能力進行了全方面的培養。

（2）學生實訓的主動性增強了，用同樣的實踐時間，取得了更為明顯的效果。

（3）學生可以親自進行設備設計，激發了學生的學習積極性，從典型裝置的流程圖繪制、管道透視圖的繪制等，每位學生都會認真對待，仔細鉆研，對不清楚的問題進行小組討論研究，請教指導教師或同學，有助于培養學生發現問題、解決問題的能力及深入探究問題的精神。

（4）通過石化裝備設計綜合性課程實訓，使學生經歷了從參數到設備的工程實訓過程，加深理解了對過程設備設計過程的認識，學會了相關標準和應用軟件的使用。培養實踐動手能力，為今后從事過程設備設計和管理工作提供堅實的基礎。

（5）學生在石化裝備設計綜合性課程實訓中出現了新的變化，積極性高，主動學習，問題多，每一個環節，每一個實訓步驟都會認真對待，精益求精。

總之，石化裝備設計綜合性課程實訓項目，通過優化知識要素、技能要素、結構層次，以具體設備設計為依托，相關知識要素和訓練內容有機綜合，充分調動了學生的學習積極性，發揮了學生的主動性，受到了學生的歡迎，取得了良好的實訓效果。

參考文獻

［1］　陳衛民，李剛等.電氣自動化專業的一個綜合性課程設計的組建與實踐［J］.技術監督教育學刊.2006（1）：10-12.

［2］　趙林惠，方新，陳瑞陽.應用型本科綜合課程研究［J］.教育與職業.2012，2（6）：33.

［3］　李建剛.數控加工綜合實訓教學的改革與實踐［J］.中國西部科技.2011，10（20）：74-75.

［4］　方健等.自動化專業綜合課程設計模式的構建［J］.吉林工程技術師范學院學報.2008，9（24）：59-61.