新工科背景下油气储运仿真实训教学改革与实践
1 油气储运仿真实训教学的创新改革的必要性
1.1 仿真实训教学是符合新工科教育理念的创新教学模式
2017年2月,教育部发布了《教育部高等教育司关于开展“新工科”研究与实践的通知》,希望各地高校开展“新工科”的研究实践活动,从而深化工程教育改革,推进“新工科”的建设与发展。自此,“新工科”这个词开始进入公众视线。“新工科”对应的是新兴产业,也包括传统工科专业的升级改造。
根据新经济对传统工科专业人才培养提出的新要求,亟需对传统工科专业进行升级改造,推动高新技术与工科专业的知识、能力、素质要求深度融合[1]。其中,课程体系和教学方式的创新改革是传统专业升级改造重要内容之一。新工科教育理念要求打破原有课程体系的单一化模式,开发多元化课程体系、创新教学方法。因此,以企业技能需求为主导,开发具有现场实际背景的仿真实训教学课程体系、创新仿真实训教学方法,是提升专业人才培养质量的必要途径。
1.2 仿真实训教学模式在储运专业教学中迅速推广
仿真实训是“专业原理浅易化”、“工业现场浓缩化”、“工艺过程直观化”、“工况展现生动化”的教学模式,该教学模式经过近几年的开发和完善,目前已应用于众多高校的多个工科专业教学工作中,并在高校人才培养、企业技术员工培训等方面发挥着重要作用。
油气储运工程专业是第一批全国重点学科,其专业领域主要包括油气田集输、长距离输送管道、储存与装卸及城市输配系统四个领域,是连接油气生产、加工、分配、销售诸环节的纽带。作为一个工艺为主的传统的工科专业,面对新经济对人才培养的要求,如何提高人才培养质量,提升毕业生的动手能力和创新意识是亟需解决的关键问题。在以往的教育教学工作中,储运专业的实习问题一直是众多高校的一大难题,由于该专业所面向岗位群均是油气产品聚集、安全要求高的工艺站场,无法提供学生现场实习实操的场所,因此,学生的生产实习仅仅停留在现场观摩的层面。仿真实训的教学模式出现后,有效解决了这一问题,通过模拟工厂的实际操作,学生可以直观地将理论知识和实际操作相结合,可以更好地认识流程、熟练技能。因此仿真实训在储运专业教学中得到迅速推广并不断创新。
1.3 油气储运专业仿真实训教学的研究现状
油气储运专业仿真实训教学经过多年的完善和创新,已经在各大石油高校推广和应用,但仍存在一些问题[1-6]:
1.3.1 仿真实训平台单一化,实训教学内容受装置禁锢
经调研发现,以往的实训平台建设往往是立足于油气储运的某个领域、某个工艺工程,即仅仅实现了单一流程的工艺仿真,不能充分体现工艺过程的衔接性,无法体现油气储运各个领域从上游到下游的工艺模式;因此,在仿真实训教学过程中,教学内容多受实训装置和工艺的局限,不能做到以点概全。
1.3.2 仿真实训教学课程不成体系,与其他教学环节缺乏衔接性和承接性
大多数高校油气储运专业的实践教学均是由实验教学、课程设计、实习实训等环节组成,一方面,实训教学作为单独的一个实践教学环节出现,与其他各个教学环节缺乏交叉渗透;另一方面实训教学内容单一化、实训教学方法和实训考核评价不成体系,无法满足实践教学实用性、高效性的要求。
1.3.3 油气储运实训指导教材缺乏,仿真实训平台缺乏多媒体课程平台的支撑
由于储运专业的实训教学处于探索阶段,因此现在市面上还未出现系统的实训教材。并且实训教学过程还未纳入各高校的课程建设范畴,因此缺乏线上教学资源,无法为学生提供自学渠道。
基于此,通过对油气储运专业仿真实训教学的研究,整合系统化的实训平台,探索实训教学改革的创新模式,具有重要的理论和实践研究意义。
2 油气储运综合性仿真实训教学平台的设计
2.1 虚实结合,打造“集成化”仿真实训平台
以社会需求为导向、顺应专业发展趋势、突出虚实结合的理念,为培养学生动手能力和创新能力,设计和建设合理的仿真实训平台是实现仿真实训教学的基础条件。结合校企调研,将“集成化”理念融入到实训平台的设计中。实现油气储运上游到下游的贯通和衔接,设计了“油气集输”、“油气储运与销售”、“燃气输配”三个工艺领域相互联系的仿真系统。在流程的设计过程中,将油气储运最优化的理念融入流程设计中去,做到工艺全面但不累赘。通过虚实结合,设置不同模块,让创新后的实训平台满足实操过程中学生对所有知识点的学习要求。