“储运防腐技术”课程教学的持续改进探索与实践

董亮 李恩田 周诗岽

摘  要：“储运防腐技术”是油气储运工程专业的专业基础课程之一，在课程体系中扮演着培养学生解决腐蚀相关油气储运工程复杂问题能力的角色。本文基于工程教育专业认证对解决复杂工程问题能力培养的要求和持续改进的理念，开展了“储运防腐技术”课程教学的持续改进探索与实践，增加了培养学生具备提出合理的油气储运工程防腐方案的能力的课程目标，构成“辨识腐蚀、掌握腐蚀控制方法和提出防腐方案”的三级进阶式课程目标，设计了相应的教学和考核环节，提出了增加线上课程、实验演示和实物展示课、强化结合设计大赛的防腐方案设计等多项改进举措，用于完善教学过程，以实现课程目标的达成。

关键词：储运防腐技术;课程设计;教学过程;持续改进

中图分类号：G642.3;TG988    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）35-0131-03

我国自2005年开始构建工程教育专业认证标准体系并开展试点[1]，2016年成为《华盛顿协议》正式成员，实现了工程教育的国际互认[2-3]，这一举措促使高等工程教育迎来新的发展。截至2020年底，全国共有257所普通高等学校共1600个专业通过了工程教育认证，涉及油气储运工程等22个工科专业类。工程教育专业认证获得广泛认可的重要原因之一在于它遵循三个基本理念：成果导向、以学生为中心和持续改进。其持续改进一个是“评价—反馈—改进”的反复循环过程，贯穿于工程教育专业认证的全过程[4]，涉及培养目标、毕业要求和教学活动等多个环节，是推動工程教育专业人才培养质量不断提升的动力。

“储运防腐技术”是为油气储运工程专业开设的专业基础课程，该专业在开展工程教育专业认证之前，针对“储运防腐技术”课程特点和现状，在教学内容优化、教学方法多样化、综合实验平台建设与开发、学科竞赛、课外科技创新训练及科研与教学结合等方面已进行了改革探索与实践[5-6]，在学生学习积极性、课堂教学效果等方面取得了良好的效果。但在认证过程中发现，该课程存在课程目标不清晰、教学针对性不足等问题。针对这些问题，本研究运用持续改进理念对“储运防腐技术”课程进行了持续改进探索与实践，进一步梳理了课程目标，改进了教学设计和考核评价指标，基于评价结果优化了教学过程，以达成课程目标。

一、“储运防腐技术”课程目标改进

腐蚀是油气储运设施安全运行所面临的重要威胁，防腐是油气储运工程管理和技术从业人员在日常油气储运设施运行维护中的重要工作内容，课程原以腐蚀理论与防腐方法的相关知识的传授为主，即对应课程目标1和课程目标2。

课程目标1：掌握金属腐蚀的基础概念和基本原理、常见腐蚀形态和典型环境下的腐蚀特征，能够用于识别并表达油气储运工程中所出现的腐蚀类型、腐蚀严重性及其影响因素。

课程目标2：掌握常用的金属腐蚀控制方法基本原理和其适用范围及在油气储运设工程中的应用现状，能够用于腐蚀控制方法的适用性分析和比较选择。

由于课程具有很强的行业和工程背景，行业对具备储运防腐技术“经验”的应用型人才需求旺盛，这种“经验”从工程教育专业认证角度讲即具备分析和解决腐蚀相关油气储运复杂问题的综合能力，而不仅仅是掌握腐蚀与防腐相关基础知识。为培养学生的综合能力，该课程在原有课程目标1和课程目标2的基础上增加如下的课程目标3，构成依次递进的三级能力培养阶段，即分别为辨识腐蚀（课程目标1）、掌握腐蚀控制方法（课程目标2）和提出防腐方案（课程目标3）。

课程目标3：学会查阅和总结腐蚀文献等资料，结合已学专业知识，能够用于分析与提出合理的油气储运工程防腐方案。

二、“储运防腐技术”教学和考核环节改进

基于课程目标的调整，该课程重新调整了课程的教学和考核环节设计，将原有的作业与平时表现、讨论课和期末考试等考核项改进为形成性过程考核（作业与平时表现、讨论与演示课、基于设计大赛的防腐方案设计）和终结性考核（期末考试）两个阶段。在过程教学中增加了实验演示和实物展示的讨论环节、基于中国石油工程设计大赛和全国油气储运设计大赛的赛题提出防腐方案设计的指导和答辩环节，以加强对学生分析和解决油气储运复杂腐蚀问题的综合能力的训练。

该课程为每个形成性过程考核项制定了量化的五级（90分—100分、80分—90分、70分—80分、60分—70分和60分以下）评分标准，评分项包括参与的积极性、作业/讨论课/防腐方案设计材料的撰写质量、讨论或答辩时表达的清晰程度等。该课程为终结性考核（期末考试）提供每道题的参考答案并为每个答题要点设定分值，以达到量化考核的目的。对于每个课程目标均对应2—3个完整的考核项或其中的一部分，基于考核分值和设定的比重可计算得到每个课程目标的达成度。同时，该课程增加过程性和终结性的学生问卷调查，用于评价教学过程和教学效果，并针对达成度较低或达成度较前一年有所下降的课程目标以及问卷中指出的不足及时对课程的教学过程做出改进，以不断提升课程的教学质量。

三、“储运防腐技术”教学过程改进

（一）针对课程目标1和2的教学过程改进

掌握基础知识是解决复杂问题的重要条件，针对该课程基础知识点和概念繁多的特点，结合在考核评价中发现学生对课程目标1和课程目标2中的部分概念存在混淆不清、理解困难等问题，在教学过程中做了以下改进：

1. 开发线上教学，提升学生对基础知识的掌握

受2020年新冠肺炎疫情的影响，该课程开发了线上教学，教师录制课程教学视频并编写了线上习题，学生可反复观看视频和练习习题，教师也能够掌握学生的线上课程学习进度，并及时提醒未完成学习任务的学生完成线上课程，从而提升所有学生对繁多的课程基础概念和基础知识的掌握。

2.增设腐蚀防护的演示实验和实物展示，增强学生的直观感受

腐蚀是一门实验科学，但受课程学时所限只有32学时，无法增设有针对性的实验课。所谓“百闻不如一见”，在课堂内增设腐蚀防护的实验演示和实物展示也能够增强学生的直观感受，加深对所学知识的直观印象。教师可在课堂上增加典型的全面腐蚀和点蚀样品展示、腐蚀与钝化现象演示实验、电位测量用参比电极实物展示和金属腐蚀电位测量演示实验、腐蚀原电池演示实验和典型的牺牲阳极材料实物展示、外加电流阴极保护系统演示实验和恒电位仪与辅助阳极材料等实物展示、熔结环氧粉末和三层聚乙烯等涂层实物展示等，让学生在课上和课间都能动手操作和观察，这些实验演示和实物展示能很好地吸引学生的好奇心，增加学生的学习兴趣，促进学生对基础知识的掌握。

3. 围绕身边的腐蚀防护开展调研与讨论

油气储运设施往往距离城市较远或埋在地下而不可见，但是腐蚀防护与人们的生活息息相关。教师可组织学生围绕身边的腐蚀现象和防腐措施开展调研，并在课堂上讨论腐蚀现象产生的原因和应对策略、防腐措施的防腐原理和优缺点等，进一步促进学生对基础知识的学习，逐步实现从知识到应用的转变。通过调研与讨论，学生清楚了普通钢质用品放在家里哪些位置容易发生腐蚀、普通螺丝连接不锈钢结构为什么腐蚀更快、焊接部位为什么更容易腐蚀、不锈钢剪刀缝隙处为什么也会腐蚀等常见腐蚀现象产生的原因和影响因素，掌握了保持物品干燥、选择相近的材质组合或不锈钢、增加油性材料涂覆等针对性的防腐应对措施，了解了不锈钢厨具和餐具、铝合金厨具和门窗、镀铬把手等常见耐蚀物品的防腐原理和适用条件。这些调研与讨论的過程和结果，为学生能够举一反三地将知识应用到后续的油气储运工程防腐方案打下良好的基础。

（二）针对课程目标3的教学过程改进

为培养学生具备能够分析和解决油气储运复杂腐蚀问题的综合能力，在教学过程中，教师应针对学生问卷调查和考核评价中发现的问题进行及时改进：

1. 延后课程授课学期，增加先修课程

该课程的原授课学期在第3学期，多数学生反映课前尚不了解油气管道与储罐等设施的结构、管道输送和储罐储存的油气介质及所含杂质特性、我国油气设施分布位置及外部所处环境介质特点等专业课程内容，为此将该课程的授课学期调整到第4学期，此时学生已先学习了流体力学、油料学等专业课程，同步学习了油气集输等专业课程，加强了对油气储运设施和所面临的腐蚀环境介质的认知。

2. 增加并强化结合设计大赛的防腐方案设计教学环节

中国石油工程设计大赛和全国油气储运设计大赛是石油类专业的两项重要赛事，大赛于每年3月份左右发布赛题，5—6月份提交设计作品，“储运防腐技术”的授课时间处于3—5月份之间，时间契合度高。赛题发布后，教师应在课程中引导学生按照自愿原则以3—5人为一组进行分组并选题，结合所学腐蚀防护知识、行业标准和文献调研来撰写防腐方案并答辩，方案至少包括确定保护设施与服役环境、分析可能的腐蚀类型及影响因素、分析防腐方法的可行性（考虑理论上、实践上和经济性上的可行性）、提出细化的防腐措施和维护管理方案等章节。通过以赛代练的方式，可强化学生应用所学知识解决实际腐蚀相关的油气储运工程复杂问题的能力。通过综合训练，防腐方案设计成为学生设计作品的亮点之一，在2020年和2021年共计获得一等奖1项，二等奖4项等多个奖项。

3. 融合防腐前沿技术和科研项目

教师可将防腐前沿技术和科研项目作为油气储运工程专业面临的复杂工程腐蚀问题，以讨论课、创新创业大赛等形式积极调动学生的学习兴趣，通过文献调研、查阅书籍或动手操作等方式，培养学生自主学习和解决复杂工程问题的能力。如教师结合新工科建设和管道智能化发展趋势，组织部分学生完成“油气管道外防腐系统状态智能诊断技术”“长输管道智能防腐关键技术及系列装备”和“滩浅海海底管道阴极保护状态检测装置开发与应用”等创新创业课题。

四、结语

工程教育专业认证和新工科建设背景下的人才培养更注重学生实践能力的培养，与行业需求紧密结合成为其发展趋势。行业要求该课程相关人才具备解决实际油气设施复杂腐蚀问题的综合能力，将传统的以储运防腐技术课本基础知识传授转向学生具备行业所需的综合能力的培养，进行课程持续改进具有重要意义。该课程基于工程专业教育认证及持续改进理念改进了课程目标和考核方式，通过增加线上教学、围绕身边的腐蚀防护开展调研与讨论、腐蚀防护演示实验和实物展示、结合设计大赛的防腐方案设计、防腐前沿技术和科研项目融入等与油气储运实际工程结合紧密的教学内容或实践环节，以调动学生的学习兴趣，让学生更容易掌握基础知识，同时培养学生分析和解决腐蚀相关的油气储运工程复杂问题的能力，以达成课程目标。

参考文献：

[1] 张文雪，王孙禺，李蔚. 高等工程教育专业认证标准的研究与建议[J]. 高等工程教育研究，2006（05）：22-26.

[2] 李志义. 对我国工程教育专业认证十年的回顾与反思之一：我们应该坚持和强化什么[J]. 中国大学教学，2016（15）：10-16.

[3] 孙娜. 我国高等工程教育专业认证发展现状分析及其展望[J]. 创新与创业教育，2016，7（01）：29-34.

[4] 李志义. 解析工程教育专业认证的持续改进理念[J]. 中国高等教育，2014，50（15）：33-35.

[5] 周昊，赵会军，李恩田，等. 储运防腐技术教学实验平台建设与开发[J]. 实验技术与管理，2015，32（04）：110-114.

[6] 周昊，李恩田，赵会军，等. 储运防腐技术课程教学改革探索与实践[J]. 石油教育，2016（01）：45-48.

（责任编辑：汪旦旦）