油气储运

新工科背景下油气储运仿真实训教学改革与实践(3)

 

表2 三相分离器紧急停车教学组织过程工作程序教师工作学生工作教学方法分析下达工作任务单,分发学习资料,提供知识、技能、安全培训。按工作任务单要求完成自主查阅资料内容,听取教师的讲解。引导文法任务驱动计划指导学生进行角色分配,任务分配。进行内操和外操人员角色分配,将三相分离器紧急停车操作任务按工段分配。角色扮演法实施对学生的实操进行过程指导和监控,提示学生操作要点和考核要点。内操和外操人员联合试车,记录运行参数,记录操作出现的问题,完成工作任务单内容,轮岗操作。角色扮演法任务驱动法检查对学生的操作过程进行检查和评价,观察学生的应急处理能力,并将学生出现的错误逐条列出。在操作过程中和结束后,对老师设置的问题进行解答,设置的故障进行判断处理。案例教学法过程考核法评估工作任务完成后总结单元知识,点评操作出现的问题。完成工作任务后,对出现的问题提出解决方案,总结经验,自评互评。演讲法案例教学法

3.3 组建仿真实训教学团队,革新教学方法

以仿真实训课程体系的建设为引领,组建专业实训教师团队,并以此为契机,为专业教师提供实训培训,强化教师的专业技能和实践能力,打造双师型教师队伍。突出应用型人才培养模式的特色,根据传统实践教学过程存在的问题,整合实训项目、完善教学方法,提出创新性、针对性的改革思路。加强实训教学的实效性、激发学生动手能力和学习兴趣。在创新研究实训教学改革的基础上,编写系统化的“油气储运专业仿真实训指导教材”,建设专业实训教学的线上教学资源。通过线上线下相结合的授课模式,将教学手段由传统的“知识点讲解型”向“问题导向型”转变,引导学生的自主学习能力,提升实训教学的目的和效果[5-6]。

4 结束语

实践仿真实训教学的创新改革是一项系统的工程,也是油气储运专业教学研究的一项重要课题[6]。改革后的仿真实训教学体系教学目标明确、教学内容科学、教学方法更能激发学生的学习积极性,更能符合新工科对人才培养的需求。实践证明,“集成化”的仿真实训平台建设、“基于工作流程”的仿真实训内容,以及虚实结合的仿真实训教学模式是油气储运仿真实训教学体系的科学发展之路。

[1] 辛艳萍.独立学院油气储运工程专业人才培养方的优化[J].中国石油大学胜利学院学报,2014:28(99):59-60.

[2] 王卫强,吴玉国,王璐,等. 油气储运仿真实践教学研究[J]. 高等教育,2016,2(6):56.

[3] 程忠玲,刘 涛. 《化工仿真实训》教学模式的改革与实践[J]. 承德石油高等专科学校学报,2013,15(1):36-38.

[4] 蔡旭槐.天然气集输及储运仿真工厂的设计[J]. 山东化工,2017,46(13):101-102.

[5] 辛艳萍.独立院校校企合作共建实训基地的探索[J]. 中国石油大学胜利学院学报,2015,29(2):86-87.

[6] 辛艳萍.应用技术型高校油气储运专业实验教学的创新研究[J].中国石油大学胜利学院学报,2016,30(3):70-72.

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?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 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?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 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。一是基于工作流程设计实训平台。油气储运行业是一个交叉性强、多领域、多工艺的行业,这些工艺将油气田产品从井口开始一直到各种成品进入应用的过程串联起来。因此,在进行油气储运仿真实训的流程设计时,考虑工艺过程的衔接性。使得实训平台所包含的工艺流程能够直观地描述油气储运的工艺过程。二是实训平台的工艺流程需详略得当,突出特色。近年来随着各高校油气储运的特色发展,众多高校根据自身历史和区域特色,逐渐形成了突出个别领域的办学特色。因此,很多高校在进行实训平台建设时,重点建设某个领域或者某个工艺。为了突出校内实训装置的“仿真性”。在学生没有机会亲临现场的情况下,在实训平台建设过程中,仍然需要考虑到工艺的衔接性,但可以用标识的方式对实训平台进行简化处理。例如,在集输流程设计时,有些高校侧重原油集输,忽略天然气处理工艺,可以将流程设计时将油气分离工艺环节和原油稳定环节的出气标识为“去天然气净化处理厂”。三是按照实训教学环节设置仿真模块。可将实训平台设计成在线学习、离线学习、考核系统、学习资源几个部分,规范仿真实训的教学过程,通过线上线下教学模式的结合,优化仿真实训教学效果。通过这种工艺过程相互衔接、工艺操作虚实结合的实训平台设计,能够让学生在实训过程中,对油气储运的各个工艺环节进行宏观的梳理,有利于学生的学习掌握 相互渗透,开发多元化仿真实训课程一是将理论课程与实训平台相结合,实现“课堂现场化”;二是在人才培养方案中加入实训课程模块,系统完善了储运专业的实践教学体系,实现“实验-实习-实训的有机衔接和相互补充”;三是根据企业发展现状和专业岗位需求,合理设计实训项目,设计科学实效的实训课程体系;四是利用现有的重点课程建设平台,完善实训教学的多媒体课程平台建设,拓展学生的线上学习渠道。通过理论与实践的相互结合、各个实践教学环节的相互渗透、线上教学资源的开发和利用等渠道,开发多元化的油气储运仿真实训课程体系。此外,在实训平台的设计中,兼顾实践教学各环节的相互渗透,体现了实训平台的多功能性。充分考虑到以观摩为目的的认识实习、以流程认识为目的的课程设计、以实际操作为目的的实训环节。一是部分设备实现剖面处理,方便学生认识观摩设备附件;二是根据工况特点配套各个工艺环节的流程图,让学生学会结合现场工艺认图识图进而会绘图;三是阀门仪表实现实操处理,并通过电信号以SGAD系统集中控制。可以实现学生的线上和线下操作练习。各个实践教学环节相互渗透,将各个实践教学环节的设备要求考虑其中,让建成的实训平台能够体现实践教学的多功能性。3 油气储运仿真实训教学模式的改革3.1 任务驱动的一体化教学模式根据专业特点,油气储运仿真实训教学过程采用任务驱动的行动导向教学模式,即在与企业实际工作流程相似的学习情境中设置若干个工作任务,包括:1)认识和解读工艺流程;2)编写开车操作规程及开车操作;3)编写停车操作规程及停车操作;4)编写事故预案及事故处理。通过任务的设置使复杂的学习过程,转为相对简单的任务指标的落实。在完成任务过程中,学生通过获取信息、设计流程、制定操作规程、操作等完整实践过程,掌握职业技能、获得专业知识,构建自己的经验和知识体系。实现课堂与实习地点一体化, “教学、学习、操做”一体化[3] 基于工作流程的教学过程设计一是在仿真实训教学改革过程中,遵循油气储运专业学生的职业能力培养规律,以工作任务设计教学情境。以油气集输仿真实训部分为例,设计教学内容如表1[4]。二是每个工作任务的授课过程中,采用“分析—计划—实施—检查—评估”五步法来组织教学,根据编制的教学组织过程整理成规范的实训指导教材以指导学生学习。以三相分离器启动操作为例,教学组织过程见表2。表1 油气集输仿真实训区教学内容设计项目工艺操作内容教学情境一联合站系统操作联合站启运、停运教学情境二三相分离器操作三相分离器开车、停车、紧急停车、 破乳剂加药教学情境三电脱水器操作电脱水器启动、停运、紧急停运、系统启运、系统停运教学情境四加热炉操作加热炉启动、停运教学情境五稳定系统操作稳定系统启动、停运教学情境六外输操作转油泵操作、原油外输、外输倒灌表2 三相分离器紧急停车教学组织过程工作程序教师工作学生工作教学方法分析下达工作任务单,分发学习资料,提供知识、技能、安全培训。按工作任务单要求完成自主查阅资料内容,听取教师的讲解。引导文法任务驱动计划指导学生进行角色分配,任务分配。进行内操和外操人员角色分配,将三相分离器紧急停车操作任务按工段分配。角色扮演法实施对学生的实操进行过程指导和监控,提示学生操作要点和考核要点。内操和外操人员联合试车,记录运行参数,记录操作出现的问题,完成工作任务单内容,轮岗操作。角色扮演法任务驱动法检查对学生的操作过程进行检查和评价,观察学生的应急处理能力,并将学生出现的错误逐条列出。在操作过程中和结束后,对老师设置的问题进行解答,设置的故障进行判断处理。案例教学法过程考核法评估工作任务完成后总结单元知识,点评操作出现的问题。完成工作任务后,对出现的问题提出解决方案,总结经验,自评互评。演讲法案例教学法3.3 组建仿真实训教学团队,革新教学方法以仿真实训课程体系的建设为引领,组建专业实训教师团队,并以此为契机,为专业教师提供实训培训,强化教师的专业技能和实践能力,打造双师型教师队伍。突出应用型人才培养模式的特色,根据传统实践教学过程存在的问题,整合实训项目、完善教学方法,提出创新性、针对性的改革思路。加强实训教学的实效性、激发学生动手能力和学习兴趣。在创新研究实训教学改革的基础上,编写系统化的“油气储运专业仿真实训指导教材”,建设专业实训教学的线上教学资源。通过线上线下相结合的授课模式,将教学手段由传统的“知识点讲解型”向“问题导向型”转变,引导学生的自主学习能力,提升实训教学的目的和效果[5-6]。4 结束语实践仿真实训教学的创新改革是一项系统的工程,也是油气储运专业教学研究的一项重要课题[6]。改革后的仿真实训教学体系教学目标明确、教学内容科学、教学方法更能激发学生的学习积极性,更能符合新工科对人才培养的需求。实践证明,“集成化”的仿真实训平台建设、“基于工作流程”的仿真实训内容,以及虚实结合的仿真实训教学模式是油气储运仿真实训教学体系的科学发展之路。参考文献:[1] 辛艳萍.独立学院油气储运工程专业人才培养方的优化[J].中国石油大学胜利学院学报,2014:28(99):59-60.[2] 王卫强,吴玉国,王璐,等. 油气储运仿真实践教学研究[J]. 高等教育,2016,2(6):56.[3] 程忠玲,刘 涛. 《化工仿真实训》教学模式的改革与实践[J]. 承德石油高等专科学校学报,2013,15(1):36-38.[4] 蔡旭槐.天然气集输及储运仿真工厂的设计[J]. 山东化工,2017,46(13):101-102.[5] 辛艳萍.独立院校校企合作共建实训基地的探索[J]. 中国石油大学胜利学院学报,2015,29(2):86-87.[6] 辛艳萍.应用技术型高校油气储运专业实验教学的创新研究[J].中国石油大学胜利学院学报,2016,30(3):70-72.