基于OBE理念的实验课程考核模式改革与探索_饶永超.pdf

University Education收稿时间 2021-12-11基金项目 常州大学教育教学研究课题（GJY2021076）；常州大学研究生教育教学改革与创新研究课题（YJK2021027、YJK2021019）；常州大学党建和思想政治工作研究会课题（21DJSZ48）；江苏省高等教育教改研究课题（2021JSJG369）。作者简介 饶永超（1987），男，江苏人，博士，高级实验师，研究方向：油气储运工程领域的科研及教学。2022年12月December，2022University Education摘要 文章基于工程教育认证的理念，为满足高等教育教学改革的需要，针对油气储运工程专业课程实验存在的现实问题，以工程教育专业认证标准为指导，结合石油石化特色，梳理现有实验课程体系问题，改革和完善实验教学体系，实现了由以教师为中心向以学生为中心的转变，不断提高实验教学的质量。关键词 油气储运工程；OBE理念；实验课程；改革探索中图分类号 G642.0 文献标识码 A 文章编号 2095-3437（2022）12-0047-03成 果 导 向 教 育（Outcome Based Education，简 称OBE）是我国工程教育认证所坚持的一条主线，也是标准线。将工程教育专业认证的考核体系不断进行丰富和完善，对我国工程教育质量的提高具有巨大的推动作用1。本科教育是大学教育的基础，本科生培养是高等教育的主要任务，从此角度来看，根据经济社会的前沿发展趋势和对毕业生的需求，亟须对现有的油气储运工程专业的培养计划进行摸底，找准社会经济的需求面，并在工程教育专业认证的指导下，与行业规范结合，与高校的创新创业培养路径结合，为进一步完善油气储运专业培养方案，尤其是改革本科教学课程体系提供新的思路。同时，在改进课程体系的基础上，提升本专业毕业生的工程实践能力和解决复杂问题的能力2。在本科培养的过程中，实验实践类课程起到越来越重要的作用，学生在课堂上学习了基础理论知识以后，需在实际的工作中高效使用这些知识，而实验实践类课程正是学生在走向实际工作以前，将学习的理论知识与实际的工程技术有机结合的课程。实验实践类课程可以有效培养学生的动手能力、提高学生的创新意识，并为学生顺利走向社会打下坚实基础3。在 OBE理念指导下，面对国家本科教育改革及“四新”建设，现有的实验教学模式已无法满足社会新的需求。就现阶段来说，目前的实验课程体系勉强能满足本科生培养的要求，但实验课程体系的创新性改革已是大势所趋。本文在现有的部分高校改革实践的基础上，分析面临的主要问题，为工程教育专业认证体系下的实验教学改革提供新的路径。一、OBE理念下专业发展趋势油气储运工程是一门综合性较强的学科，是石油、天然气储存与运输过程中涉及的所有科学理论与工程技术的集合，在行业发展过程中需面临较多的复杂工程问题。这就要求我国油气储运工程人才不但要具有解决油气储运工程领域复杂工程问题的能力，还要具有与其他学科专业人才合作交流的能力，共同解决复杂的工程问题。随着油气行业的发展，特别是海洋油气的开采，安全事故发生率呈现上升的发展趋势，比如2011年的中海油渤海湾漏洞事故、2013年的青岛油库管道爆炸事故等，对环境及人身、动植物安全都造成了严重影响，也造成了巨大的资源浪费与经济损失。因此，社会对油气储运工程人才的培养提出了职业道德及社会责任感的要求。1993年，中国变成了石油净进口国，中石油、中石化、中海油等石油公司纷纷开拓海外业务：截至2015年底，中石油海外业务遍布38个国家；中石化遍布全球40多个国家；中海油更是一直将国际化发展作为公司战略之一。海外油气业务推动了油气储运工程专业的国际化发展，随着中亚油气管道、中俄原油管道、中缅油气管道以及海洋石油储运的发展，油气储运工程的国际化趋势越来越明显，国际交流也越来越密切，这对我国油气储运工程人才的培养提出了国际化要求。常州大学油气储运工程专业创办于 20 世纪 80 年基于OBE理念的实验课程考核模式改革与探索饶永超1，2王树立1，2何岩峰1，2周诗岽1，2赵书华1，21.常州大学石油钻采与储运工程虚拟仿真实验教学中心，江苏常州2131642.常州大学江苏省油气储运技术重点实验室，江苏常州21316147代，迄今已有30多年的办学经历，是江苏省唯一设置油气储运本科专业的高校。常州大学石油工程学院油气储运工程专业于2017年申请工程教育专业认证并被受理，2018年11月工程认证专家进校考查，2019年5月正式通过了工程教育专业认证。油气储运工程专业是常州大学办学历史较长的本科专业，经过30多年的建设和发展，现为江苏省特色专业、江苏省重点建设专业类（矿业类）核心专业。本专业人才的培养紧跟学校的定位，贯彻“以学生为本”的教学理念（OBE理念），紧密结合江苏省能源发展需求，以立足地方、服务行业为宗旨，培养具有扎实的基础理论、解决油气储运工程领域复杂工程问题能力的应用型工程技术人才，为江苏省石油、石化及燃气行业的发展提供强有力的支撑。二、OBE理念与实验教学的关系大学生的显著特征是学习过专业基础知识，具备一定的工程实践能力，因此，与社会上的其他群体相比较，其具有一定的优势。工程教育专业认证的最终目的是培养并提高毕业生解决复杂工程问题的能力4。对于实际工作中的复杂工程问题，首先需要工程技术人员运用基础理论知识，还要综合考虑成本、环境及社会影响等因素，以上问题一般不能仅靠常用方法来完全解决。从以上分析中可以看出，大学生对实际的复杂工程问题的解决需要其具备创新意识和动手能力，而这两方面能力的获得与实验教学及工程实践密切相关5。所以，工程教育专业认证在国内的推广需以实验教学改革为基础，而实验实践教学方式改革也进一步推动了工程教育认证的实施。三、实验课程教学现状（一一）实验课程教学形式单一实验课程教学形式单一在传统的实验教学中，教师是实验课程的中心，由专任教师或者实验指导教师根据已有实验装置，按照传统的实验流程进行实验教学。先由专任教师或者实验指导教师对实验目的、实验原理、实验装置及实验过程进行讲解，然后由学生按照既定的实验套路进行实验。这种模式缺乏探索性和创新性，学生的参与度不高。这导致学生的思维仅仅停留在实验的表面，仅仅能观察实验现象，粗略地总结实验结论，没有透过实验的表面现象去探究和思考其背后的深层次理论问题，无法主动融入有趣的科学实验中，这极大影响了学生的积极性和创造力的提高。（二二）实验课程教学知识体系陈旧实验课程教学知识体系陈旧在实验课程体系中，一般由于专业课程总学时及实验学时的限制，目前仅仅开设常规性的验证性实验，如泵拆装实验、泵性能测定实验、流体静力学实验、能量方程实验、雷诺实验、管道阻力测定实验、运动粘度测定实验、恩氏粘度测定实验、闪点测定实验、凝点测试实验和土壤腐蚀性测定实验等。实验讲授过程较短，实验背后所涉及的知识点以现有基础理论和基本公式为主，涉及的知识体系较为陈旧，学生只能在既定实验过程和现有基本实验原理的框架下进行实验，无法对现有知识体系进行思考和创新。教师在课堂上仅能给学生演示实验过程中的几个片段，使学生无法融入实验的全过程，且在实际实验过程中的操作机会逐渐变少。（三三）实验课程设备配套不完善实验课程设备配套不完善实验经费是维持实验实践类课程的重要保障，而由于现有的实验课程所占比重较小，实验经费难以得到有效保障，专业实验和基础实验的实验装置及相关配套设备很少。且相对来说，专业实验室的配套设备更少，而学生实验过程中或者维修维护过程中的一些问题，会对正常的实验教学产生一定的影响，同时对学生的实验参与度及动手能力的培养影响较大。另外，实验台套数相对于学生人数来说数量有限，学生操作率较低。这降低了教学效率，影响了教学计划的正常进行。四、实验课程教学改革具体措施（一一）实验课程体系修订实验课程体系修订实验课程体系是为支持毕业要求达成而设置的各类课程的组合，是培养方案的重要组成部分，在对培养方案进行修订的同时，必须科学合理地修订课程体系。本专业根据学校的办学定位和专业的办学方向，在学校教务处的统一协调下，由学院教学工作委员会组织校内外专家、企业和校友专家联合实施。同时，通过学生座谈、调查问卷、电话咨询等形式，征求高年级学生、毕业生、用人单位、校外同行专家的意见，对培养目标、培养方案和课程体系进行评估、持续改进和修订。培养方案与课程体系每四年修订一次，每年根据具体的实施情况进行微调。培养方案的修订一般经过以下程序：（1）成立培养方案修订工作组，按照学校、学院的要求，对本专业的培养方案进行修订。（2）学院召开培养方案论证会，对培养方案的修订稿进行论证，参会人员包括主管教学的副院长、专业负责人、教师、相关企业或行业专家、校友等。（3）学校教务处对各专业的培养方案修订稿进行初审。（4）学校组织专家对培养方案修订稿进行终审。（5）终审通过后，由学校主管教学的副校长审核批准后执行。对实验内容进行更新，增设多门实验课程，让学生更加熟悉油气储运专业的各种实验平台系统，并在基础实验和专业实验中，增加综合性、设计型实验内容，以加强对学生工程能力和创新素质的培养。（二二）实验实践课程体系支撑实验实践课程体系支撑油气储运工程专业实习、实训类的教学环节主要包括石油化工认识实习、金工实习、油气储运认识实习和生产实习。首先，本专业通过上述教学环节使学生实习48University Education全方位贯穿了油气储运的“集储运”全过程，强化了课程间的相互联系，切实培养并提高了学生解决复杂性、综合性储运问题的工程能力。其次，专业通过实习、实训类课程优化构建了大学生科研创新平台，以第二课堂为主体激发学生的创新和实践能力，通过“中国石油工程设计大赛”“全国储运工程设计大赛”等竞赛或实践活动，开展储运规划、企业安全环保和节能减排等项目，发挥油气储运专业学科交叉的优势，拓展学生的专业视野，培养、增强了学生系统解决储运问题的创新和工程实践能力。再次，专业强化了油气储运工程特色产学研实习基地建设，培养学生的工程实践能力，通过“常州大学中石化华东石油局工程实践教育中心”“石油钻采与储运工程虚拟仿真实验教学中心（常州大学）”“江苏省石油与天然气工程实践教育中心”和“国家安监总局油气储运安全技术创新中心”等实践教学基地，围绕石油天然气集输、净化处理，以及原油、成品油、天然气储存、运输和利用等储运关键工程环节，加强了理论教学与实习及实训教学相结合、基本技能与综合训练相结合、个性化训练和团队精神培养相结合的“三结合”教学思路，促进了实践环节实习、实训类课程教学质量的有效提升。最后，专业还加强了网络资源建设，实现了油气储运专业实习、实训的网络化辅助实践教学模式，通过网络资源建设，建立了集输、油库类实习与实训网络化辅助教学系统，形成了网络化、开放化的实习、实训教学新模式。（三三）实验实践基地建设实验实践基地建设加强实验室面积和实验教学设备建设，完善油气储运专业实验室安全管理规范。对于基础实验，应安排每组学生2人；对于专业基础实验和专业实验，安排每组学生4人。每位教师每次指导1个实验。对于实践基地，目前来说，油气储运专业有稳定的校内外实践基地。油气储运师生以石油钻采与储运工程国家级虚拟仿真实验教学中心、江苏省油气储运教学示范中心等校内实践基地为载体参与了以国家自然科学基金为代表项目的科研实验，为本科生的创新活动提供了重要支撑。校外实践基地建设年限均在3年以上，有稳定的实践指导教师团队。目前校外实践基地包含有油田和油库等，油气储运专业的校外实践基地以油田和油库并重。具体原因如下：从培养目标来说，油气储运专业培养目标是立足江苏培养满足石油、石化及燃气行业岗位需求的应用型工程技术人才。但江苏油田偏少，人才需求量不小，而各市石油库、燃气公司和化工仓储偏多，人才需求量较大。从毕业生就业去向来说，目前油库企业、燃气公司是油气储运专业主要就业去向，就业占比分别为 20.5%、19.4%。考虑到专业的培养目标和学生的就业方向，本专业在油田、油库和燃气公司等单位都建立了实践基地。五、结语针对油气储运工程专业课程实