基于CDIO工程教育模式的...学改革——以北部湾大学为例_陈雄.pdf

-146-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 2 月第 3 期基于CDIO工程教育模式的油气储运施工课程教学改革以北部湾大学为例陈雄，周雄，陈波，梁金禄，杨付林（北部湾大学 石油与化工学院，广西钦州 535011）摘要：CDIO 教育模式是工科类教学改革的新模式，培养学生工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力。北部湾大学油气储运专业借鉴 CDIO 构思、设计、实现和运作的核心理念，从课程目标、课程内容、教学方法、实践教学四个环节进行了教学改革，通过与工程实践教学相结合，提升学生实际操作技能和团队合作能力。希望通过该门课程的教学改革，为我国油气储运建设领域培养更多的高素质专业技术人才。关键词：CDIO 教育模式；工程教育；油气储运施工；实践教学；教学改革；课程考核中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:2096-5206（2023）02（a）-0146-03Teaching Reform of Oil and Gas Storage and Transportation Construction Based on CDIO Engineering Education Model A Case Study of Beibu Gulf UniversityCHEN Xiong,ZHOU Xiong,CHEN Bo,LIANG Jinlu,YANG Fulin(College of Petroleum and Chemical Engineering of Beibu Gulf University,Qinzhou Guangxi,535011,China)Abstract:CDIO education model is a new model of engineering teaching reform,which cultivates students basic engineering knowledge,personal ability,interpersonal team ability and engineering system ability.The oil and gas storage and transportation major of Beibu Gulf University has adopted the core concept of CDIO conception,design,realization and operation,and carried out teaching reform from four aspects:curriculum objective,curriculum content,teaching method and practical teaching.In terms of teaching methods,and students practical operation skills and teamwork ability are improved by combining with engineering practice teaching.It is hoped that through the teaching reform of this course,more high quality professional technicians can be trained in the field of oil and gas storage and transportation.Key words:CDIO education mode;Engineering education;Oil and gas storage and transportation construction;Practice teaching;Teaching reform;Course assessment基金项目：国家地区自然基金（纳米孔中受限 CO2-油体系最小混相压力及相行为的研究，22268001)）；钦州市本级技术研究与开发项目（20198516）；北部湾大学高层次人才科研启动项目（2017KYQD116）；钦州学院本科教学改革工程项目（18JGB003）。作者简介：陈雄（1980-），男，四川射洪人，博士，讲师，研究方向：化工安全及油气储运工程教学与科研。着重从提升学生的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，对油气储运施工课程进行了相关改革。1传统油气储运施工课程教学存在的问题油气储运施工是面向油气储运专业本科生开设的专业选修课，通过课程学习，让学生了解施工管理与施工组织设计的基本概念、任务、内容和要求，使学生熟悉储运工程施工工序衔接、施工技术要点、施工方法和主要的机械设备，培养学生具有施工管理、组织设计和处理施工问题的能力。课程内容比较繁杂，学生难以理解，该课程传统教学主要存在以下问题。近年来，CDIO 工程教育模式在世界各国工程教育领域得以推广，它是工程教育改革的最新成果1-3。其教育理念核心在于，以学生为中心，让学生主动参与学习，并与课程进行有机联动。借鉴 CDIO 构思、设计、实现和运作的核心理念4，北部湾大学油气储运专业-147-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 2 月第 3 期（1）教学目标定位及教学内容不明确。目前，开设油气储运工程专业的大学有 30 多所，每个学校根据自己所处区域和学生就业需求，对油气储运施工教学目的和内容各有侧重，如西南石油大学对该课程的教学侧重天然气输送中的施工技术，中国石油大学、东北大学侧重于原油施工技术，吉林化工学院侧重于炼油厂管道输送施工技术5。（2）常规教学方法以教师教授为主，通过课堂讲授方式，向学生进行单方面讲解。由于课时限制，教师为完成教学内容，利用多媒体如 PPT 开展教学，节奏较快，信息量大，学生难以跟上教师进度。同时在传统教学中，着重科学知识培训，而团队协作、实践操作能力培养欠缺6。（3）课程教学未与工程实践充分融合。油气储运施工是一门实践性较强的专业课程，仅依靠课堂教学，学生无法接触机械设备及现场管理。近年来，油气储运施工所涉及的新工艺、新设备、新的管理方式和管理理念不断发生变化，但教学课本更新缓慢，知识内容未紧跟社会发展。（4）传统课程考核方式单一，未能全面反映学生整体情况。油气储运工程不仅要求学生具备必要的知识点，还要求学生具备必要的团队合作精神和一定的管理能力。传统课程考核以试卷笔试、卷面成绩为主，未能全面反映出学生的团队协作和管理能力。2 油气储运施工CDIO课程改革探索与实践2.1 油气储运施工 CDIO 课程目标的制定CDIO 工程教育重视基础知识的学习，同时更强调实践教学的重要性，重视学生实际动手能力的培养7。北部湾大学油气储运专业毕业生近年来就业以进入城市燃气公司、成品油销售企业为主，少量进入化工、运输行业从事油品仓储管理工作。根据学生就业情况，油气储运施工课程目标主要由 3 部分组成。（1）确保学生获取必要的工程基础知识，使学生了解油气储运工程（项目）的分项、分体工程的内容及性质；掌握储运工程施工各分体工程的基本技术、方法。（2）培养学生的组织能力、现场工作实际操作能力。通过了解现代施工管理、施工组织设计的基本原理和方法，培养学生储运工程施工组织设计、施工管理和处理施工技术问题的能力。（3）提升学生工作安全环保意识。学生应熟练应用油气储运专业领域的行业施工及生产安全工程技术标准，解决生产过程中的实际问题，具有环保、健康、质量和安全意识。在制定的课程目标中，课程教学目标 1 主要对应学生毕业时所需具备的工程能力要求，能识别、分析油气储运施工新设备、新技术的研究和应用对油气储运施工项目的影响，判断可能对人类和环境造成的影响。课程教学目标 2 针对职业道德规范，要求学生理解油气储运领域工程伦理，弄清油气储运工程师的工作性质和岗位责任，在工程实践中自觉遵守油气储运工程领域的职业道德规范。课程目标 3 主要培养学生理解环境保护和社会可持续发展的内涵和意义，判断施工过程中可能对人类和环境造成损害的隐患，理解应承担的责任。2.2 油气储运施工 CDIO 课程内容CDIO 工程教育以工程项目为载体，让学生主动在实践课程中完成工程项目，进而掌握基础科学知识。油气储运施工课程在整个培养过程中，贯穿施工组织设计、管道线路基本工艺、管道穿越工程、站场施工、储罐施工、水工保护六部分内容。结合学生就业以城市燃气公司为主、油气销售及油气储存为辅的就业情况，以管道线路基本工艺、站场施工、储罐施工为重点。总共为 32 学时，这三部分内容共计 20 学时，占比62.5%，其中管道线路基本施工工艺占 10 学时。同时，在教学内容中，借鉴新工科思政教育改革经验，注意添加我国现阶段油气储运施工的主要成就，如西气东输工程、中缅管道工程等8。在介绍西气东输工程时，可着重从西气东输的立项背景，对我国能源结构和管道沿途区域经济的影响进行阐述，同时对比国内外同类管道建设周期，向学生传递我国集中力量办大事的社会主义制度优越性，增强学生对本专业领域的民族自豪感。2.3 CDIO 课程教学方法改革在传统工程教育中，通常以课堂讲授为主，辅以多媒体展示。课堂上以教师灌输教授为主，学生处于被动接收状态。CDIO 工程教育强调让学生主动参与课程，着重学生个人能力、人际团队能力、工程基础知识和工程系统能力的提升9。在油气储运施工课程教学方法改革中，以学生主动学习为中心，摒弃以往教学观念，使学生主动参与新的教学模式。比如，在每节课开讲时，以一个储运施工的工程实例为引导，让学生思考如果分别为项目方、施工方如何进行项目交接，施工方案如何进行，项目方如何确保工程管理质量。通过给予学生相关的国家标准和工程方案，让学生独立思考，明白储运施工的流程。通过不断分析和解决施工过程中遇到的难题，营造让学生自主思考和学习的环境，以教促学，提升学生的学习兴趣，培养学生工程思维能力。在讲解储罐施工时，将学生按汇报人员、设计人员、施工人员进行随机分组。通过分组，每个学生扮演不同角色，培养学生的工程基础知识和工程系统能力，同时提升学生人际沟通与团队协作能力。除分组讨论外，还引入“线上线下”混合式教学模型，利用中国 MOOC 等教学平台，上传自制油气储运-148-创新方法创新创业理论研究与实践 2023 年 2 月第 3 期相关教学资源。充分利用 MOOC 的自带程序，开展线上调查、线上讨论、线上作业等多种形式的教学活动 10。将课堂上难以讲解的内容及重要知识点以思维导图或动画视频的形式向学生展示。将整个教学划分为课前调查、课中传授、课后互动三个阶段。与传统教学模式相比，混合式教学模式通过在课前调查阶段，让学生初步了解教学目的和重点，预习相关的教学资源，并思考自己面临实际工况时，该采用何种设备及工艺方法。在课中传授阶段，主要通过结合油气储运工程领域里的相关实例工程，引导学生研究油气储运施工内容，利用分组考核的形式，让学生进行自我学习、自我展示、自我协调。通过小组协作的形式，解决相关工程问题，提升学生解决工程实际问题的能力。在课后互动阶段，利用 MOOC 教学平台，教师查看学生的作业，了解学生存在的问题，并通过线上讨论的形式，及时与学生进行互动、交流。2.4 CDIO 工程实践教学改革及考核油气储运工程实践教学以工厂、企业为主，用“以旧带新”的形式，让学生深入现场生产一线，深入体会油气储运工程的工作环境及施工节奏。学生通过进入实践基地，现场学习未来工作岗位的工艺流程、设备设施、操作规程，熟悉企业管理制度，提升实际工作技能、实验能力、科研和工程设计能力以及交流能力11-12。例如学生进入燃气公司，可以学习到调压器的安装方法以及调压器的作用，学习电容焊。同时在公司师傅的指导下，学生对生产运营部管道维修工作有了初步的认识和掌握，让学生意识到管道维修在生产运营部门中的作用以及燃气供应对城市居民生活以及工商业生产的影响。在储运施工