油气储运工程专业实验课程建设与教学改革

易世泽　白秀琴

摘  要：新形势下，国内油气储运工程领域对人才的需求有许多新的变化。为努力培养高素质工程应用型油气储运人才，拓宽学生就业面，结合近20年来该专业实验课程的教学实践，针对实验教学中存在的不足，从实验课程定位、实验教学装备、实验教学内容和实验教学手段等方面进行探索、实践。调研发现，教学改革工作进一步提高学生学习的主动性，增强学生分析与解决问题的实际能力，提升实验教学水平和质量，取得一定的效果。研究成果对面向工程应用的油气储运工程专业实验教学，具有一定的参考价值。

关键词：油气储运工程；实验课程；建设；教学；改革

中图分类号：G642      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2023）12-0119-05

Abstract： Under new situations and circumstances， there are many new changes in the demand for the staff in the field of oil and gas storage and transportation engineering in China. In order to cultivate high-quality staff in oil and gas storage transportation engineering， broaden students' employment and eliminate the shortcomings in the current situation of experimental teaching， this paper explores and practices from the aspects of experimental course positioning， experimental teaching equipment， experimental teaching content and experimental teaching means on the basis of the experimental teaching practice of oil and gas storage and transportation engineering in recent 20 years. The investigation shows the reformation has further improved students'learning initiative， enhanced students' practical ability to analyze and solve problems， improved the level and quality of experimental teaching， and certain effect has been achieved. The results have a certain reference value for the experimental teaching of oil and gas storage and transportation engineering for engineering application.

Keywords： oil and gas storage and transportation engineering; experimental course; construction; teaching; reformation

自2002年武汉理工大学开办油气储运工程专业以来，笔者一直从事该专业的理论与实验教学。近年来，笔者注意到，石油、天然气和新能源等领域的产、研、销诸环节，油气储运工程专业涵盖的领域，以及学生的毕业分配方向等，都出现了很多变化[1]。同时，与石油、成品油相关的行业标准也不断更新，导致油气储运工程专业的实验教学难免出现新问题。

特别是近5年来，教育部制定、颁布了一系列文件，对专业发展建设提出了新的更高的要求。例如，2017年教育部发布了《新工科研究与实践项目指南》，要求高校推进新工科建设，油气储运工程专业针对目前应用型本科教学存在重知识、轻能力等系列问题，要求通过新工科理念，对应用型本科高校人才培养模式进行改革[2]。2018年，教育部印發了《关于加快建设高水平本科教育 全面提高人才培养能力的意见》，指出本科生是高素质专门人才培养的最大群体，本科教育是提高高等教育质量的重要基础[3]。2020年，教育部又印发了《高等学校课程思政建设指导纲要》，要求全面推进高校课程思政建设，要将“全面提高人才培养质量”作为工作核心，重塑课程体系，专业课要融入思政内容，要探索出具有专业特色的思政建设的路径[4]。

上述文件的出发点，突出了“人才培养是本，本科教育是根”的总体思路，而实验教学是本科教育中必不可少的环节，在培养学生实践能力的同时需要激发学生的创新意识。实验室是本科教育阶段培养学生实践能力最重要的场所，实验室被誉为“现代大学的心脏”，是实施综合素质教育，培养具有知识创新及科技创新能力的应用型人才的重要场所，是学生进行实践锻炼的必要之地。

因此，新时期对本科生高素质人才定义的新标准，反映到专业实验教学也需要达到新标准的要求，换言之，也要求笔者相应地对所从事的实验课进行教学改革。教学改革的成败与否，直接决定了教学效率的高低。但是，在实验课程改革进入深水区的今天，要解决这些在新形势下出现的新问题，在教学实践中又很难找到相对统一的模式，因为教学改革存在着无数个走向。为此，笔者一直在探讨以下问题，并付之于实践。

一  专业实验教学现状分析

总体上，武汉理工大学（以下简称“我校”）近20年来在油气储运工程专业的实验教学中，集中凸显出了以下5个问题。

（一）  专业实验教学课程与新时代发展的要求存在差距

新工科背景下，我国高等教育需要培养综合素质高和创新能力强的新工科人才，以适应行业和区域经济社会升级发展的需要。相应地，这就要求油气储运工程专业的实验教学在理念上不断突破和创新，构建科学合理的、有特色的油气储运工程专业人才培养模式，紧跟时代需求，以适应行业发展和就业市场的需求。例如，创新型本科生实验教学，就不能仅仅满足于验证性实验，而是要求学生多思考、多提问，甚至需要学生设计实验。同时，也要求学生不断地接受新能源等新知识，构建新的知识体系[5]。

油气储运工程专业实验教学所面临的新课题之二，是怎样避免实验教学与思政教育“两张皮”的问题。长期以来，专业课的实验教学内容无非是实验技能操作、安全注意事项等，以“授业”“解惑”为主，新形势下怎样有机地融入“传道”，融入思政内容，使学生在实验教学中树立坚定的理想信念，全面提升“立德树人”，这是无法回避的新课题[6]。

（二）  部分专业实验教学课程的定位比较模糊导致学生不重视

不可否认，一门实验课的重要性，与其相对应的理论课的重要性是成正比的。对专业必修课，无论是理论课还是实验课，上课的学生人数、课时均有保障，其重要性不言自明，专业选修课则不然。以储运油料学课程为例，该课程是一门专业选修课，重要性比不上油气储运工程专业传统的油气集输、泵与压缩机和输油管道设计与管理等课程，与之对应，其实验课的重要性也无法与专业必修课的实验课相比。

还需注意一点，实验教学与理论教学是一种相辅相成的关系，既有一定的联系，又存在一定的相对独立性。但目前多数的实验教学，无论从内容上还是形式上都附属于理论教学，没有单独设课和单独考核，实验成绩的好坏对所学课程成绩影响不大，造成学生学习态度不端正，认为去不去做实验差别不大，即使去了也袖手旁观。上述问题要求准确定位不同的实验课程，引起学生普遍的重视，以调动学生上课的积极性[7-9]。

（三）  实验课涵盖的内容庞杂导致重点不突出

仍以储运油料学课程为例。该课程所选的教材，内容上基本涵盖了2大部分，第一部分是原油理化性质及石油炼制工艺，第二部分是成品油理化性质及其应用。教学内容涵盖石油及品种极其繁多的成品油，内容涉及面广，跨度很大。与之相对应，实验教学课涵盖的内容也应该很多。但是，该实验课的学时却从6学时降为4学时，进一步增加了教学难度。从实验课堂提问的情况看，学生理解、记忆跟不上，教学有“坐飞机”之嫌。

以原油化验为例。原油与油气储运工程专业相关的化验项目，以物理性质的检验为主，包括凝点、倾点、闪点和黏度等多项实验。相比之下，成品油种类繁多，化验项目更多达上百项。与油气储运工程专业相关的质量管理的化验项目也很多，包括冷滤点、冰点、黏度、电导率、密度和滴点等实验。涵盖面太大，而学时数严重不足，难以保证教学效果。

（四）  实验条件不足导致教学内容不全面

受空间、经费和安全等因素制约，实验室的布局结构和资源配置不尽合理，实验室建设相对滞后，造成实验内容知识点覆盖面低[10-11]。随着专业的迅速发展和学生的扩招，实验场地显得非常局促，设备位置相对拥挤；有的实验仪器分别放置在不同的实验室，取用十分不便，实验教学缺乏连续性。

同时，受实验台架数量和实验运行费用等因素制约，贵重精密仪器种类、数量较少，而传统仪器设备陈旧，问题频出，早已缺乏精密性，急需更新换代。所需开展的实验内容，难以进行全面的推广和深化。

（五）  教学手段单一导致教学内容滞后

部分专业课程实验课选用的实验指导书标准内容滞后，一些新颁布的行业标准内容的变化没有反映到实验指导书中，务实性和应变性不足，导致学生缺乏对新知识、新方法探究的积极性和主动性，多数抱着上完课，应付完考试，修到学分即可的心理，这往往会造成学生基础操作不扎实，对一些原理、技术和方法一知半解[12-13]。例如，自2012年1月起，车用汽油牌号由“90号、93号、97号”修改为“89号、92号、95号”，但实验指导书并没有相应更新。

即使是一些开展了的实验项目，实验内容过于传统、陈旧，也存在与石油行业新标准发布脱节的现象，已经无法满足培养学生跟上新标准，培养扎实的工程技能的要求，不利于学生工程意识的培养，更谈不上创新能力、发现和解决问题能力的培养[14]。

二  建设思路及措施

笔者认识到，实验教学是高等院校教学体系的重要组成部分，实验室是实验教学和科研的重要平台。高等院校实验教学和实验室建设的水平，是培养工程技术人才、创新型人才和体现学校综合实力的重要标志[15]。为了解决实验教学中凸显出来的问题，经过反复尝试，笔者做了以下探索。

（一）  实验教学不断融入新元素以适应新形势下的新要求

油气储运工程专业的发展日新月异，为了紧跟行业发展，笔者在严格要求学生完成实验操作的同时，也在实验课中提出了新要求。比如，近年来新能源中的“氢能源”发展迅速，我校暂时无法在实验课教学中开设相应的内容，但笔者要求学生们查阅了相应的中英文资料，对所需设备的要求、优劣势等进行了讨论，力求学生尽可能地发挥创新意识，而不仅仅满足于实验操作。

笔者还意识到，实验教学毕竟不是专门的思想政治教育课程，如果不结合知识点自然引出思政元素，而是以“植入”式强硬加入思政元素，不仅会影响到实验教学的流畅性和系统性，而且有时还会引起学生的抵触情绪，使学生对课程失去兴趣，造成事与愿违的后果。因此，笔者尽可能在不同的实验教学中讲述与知识点密切相关的故事、經典案例，让学生聆听感受并开展讨论。比如，进行密度测定教学时，笔者分析密度实验与大宗石油贸易之间的相关性，树立学生认真负责的工作意识；进行凝点测定教学时，笔者讲述“王铁人”为祖国献石油，在大庆油田艰苦奋斗的英雄事迹。在实验操作过程中，力求“情境、情感、理论、实验”并举，以吸引学生的注意力，激发情感，提高学生的学习兴趣。

（二）  对不同实验课程的重要性进行合理定位

笔者在教学中体会到，一门课程如何正确地在专业中定位，对教学十分重要，这是教学改革第一步需要解决的问题。如果定位不准，教师在教学中侧重点把握不当，可能导致教师付出的劳动与预期教学效果不符，更可能导致学生毕业后觉得学非所用，甚至有可能导致教、学双方对该课程的教学活动失去信心。

对油气储运工程专业的骨干课程，如工程力学、工程流体力学、工程热力学、传热学、泵与压缩机、油气管道设计与管理、油气集输和油库设计与管理等，知识点由于在工作现场应用极其频繁，重要性不需要过多强调。对一些选修课程的重要性，一味拔高是不现实的，一味地说教、强调课堂纪律也是不现实的。如储运油料学实验课程，不能拼规模，不能硬性地要求学生选课，也不能不合理地要求上级管理部门倾斜资金和实验场地。笔者的做法是，在教学过程中一直向学生强调，他们毕业后在所从事的油气储运工作中，会经常用到该课程实验中学到的各类指标，因此，认真学习该课程可以提高生产技能，拓宽就业渠道，引导学生重视这门实验课。

同时，为保证实验课教学效果，油气储运工程专业实验课现已脱离了理论教学，单独成立了一门课程，要求学生完成实验操作，独立写出实验报告，并结合实验现场的提问情况给予评分。如果学生的实验课程不及格，那么该生无法获得学分，将影响其毕业。

此外，鼓励学生们与毕业的学长们互动，让其对不同的专业课程理论和实验操作重要性有直接的感受，也是让其认识到各门实验课程都有不同的应用范围。通过这些正面引导，学生们不再先入为主地认为，学习某一门实验课程仅仅是为了拿学分，而是感到学有所用了，由此端正了学习态度。

（三）  突出教学重点并兼顾教学内容的完整性

为解决教学内容“宽”与“深”之间的矛盾，笔者在教学中做到了有取有舍，突出重点并兼顾全局。仍以储运油料学实验课为例。课程的学时只有4个，那么实验教学不能求“大而全”，只能讲“小而精”。首先是将那些与油气储运工程专业关系不大的实验项目，在教学中删除，避免教学中出现做无用功的现象。例如，经过对毕业生跟踪调查发现，我校油气储运工程专业目前尚无毕业分配到炼油厂的学生。既然如此，那么在选取实验项目时，与原油烃类组成分析相关的实验内容相对就“用处不大”，就不必花时间做相关实验，仅在理论课堂上讲解即可。经过摸索，笔者最终确定了7个实验项目，其涵盖了原油、车用燃料油、润滑油和润滑脂等主要石油及其产品的实验项目。实验教学中，要求学生们利用有限的课时操作，尽可能获得感官认识。

此外，给学生一个学知识的台阶，引导学生自学，提高授课效率。不可否认，笔者选取的7个实验项目，与学生毕业后的工作需求尚存在不小的差距，但目前又不具备扩充学时的条件。为解决这一矛盾，笔者将没有时间讲解、实操的实验项目的标准，发布到武汉理工大学网络教学平台上，为学生们课外时间浏览、学习这些实验项目创造条件，同时鼓励学生参加工作后利用空余时间学习。

其次，根据毕业生反馈的信息，有些需要的知识点，即使教材中没有，笔者也要补充实验操作。如润滑脂是常用的成品油，但有些教材没有讲解；飞机、船舶用的一些特种油料，教材中也没有讲解。笔者在实验授课时，仍要补充相关内容，让学生们操作，避免学生们学、用脱节。

（四）  抓住机遇改善实验教学条件

经过多年的努力，目前专业实验教学配备了2间独立实验室、1间监控室，以及大面积的室外场地等，已划归专属教学用。在购置了各种型号的不锈钢置物架后，很多台套的实验仪器可以集中摆放，极大地方便了实验教学。

2020年，为增加实验台套数，保证实验教学工作的正常开展，笔者利用“中央级普通高等学校办学基本条件建设”项目，申请经费800余万元，购置了30余套实验仪器设备，并定制了多套实验教学设备，保证了涵盖原油、车用燃料油、润滑油和润滑脂等油品部分实验项目的教学，提高了教学水准，改善了整体教学氛围。

（五）  充分利用好网络课程平台丰富教学手段

笔者认识到，传统的专业实验教学理念、教学体系、教学内容及实验环境等方面，均达不到新工科人才培养目标的要求。实验教学不仅仅要在各类标准等内容上求“新”，实验的教学手段也需要不断推陈出新。如果教学手段单一，就意味着思想僵化、教学手段落后，从而影响教学效果。面对网络技术的发展，面对人才培养现代化、信息化，以注重培养学生实践能力、创新能力和综合能力的要求，实验室的建设应突破固有的体系，在新的机遇和挑战中完成转变，紧跟油气储运技术和行业发展的步伐，而不是固步自封。

为此，笔者利用校级网络课程教学平台[16]，采用“互联网+实验教学、互联网+教学实验室”管理模式，一是紧跟时代步伐，充实实验教学的实验指导书、实验项目标准等文字材料，如果行业标准发生了变化，也可以不断上传新的实验指导书；二是利用摄像机、智能手机等设备，召集实验教学人员自行拍摄，并上传部分无法开展的实验项目的操作视频，让学生自学；三是利用理论课堂教学，讲解重点实验项目的意义、内容与理论之间的联系。通过综合利用多种教学环境和教学媒体，让学生在实验操作前可以预习，实验操作后可以拓展，提高学习积极性。

三  结束语

教学有法，但教无定法。油气储运工程专业实验课程的教学改革，应该允许多种多样的模式；应根据学生的反馈，不断完善教学，而不是硬性要求一次性地把某一种教学模式做到极致。虽然我校油气储运工程专业实验课程建设取得了阶段性成果，但对于建设高水平本科教育，建设一流油气储运工程专业而言，特别是在探索新工科人才培养模式，以及贯彻落实思政教学方面，实验课程建设依然存在差距。下一步，我校将建多栋规模化的实验综合大楼，实验大楼布局合理，将极大地缓解老旧实验室空间狭小、分散重复的难题，将更大程度地发挥我校在油气储运工程专业方面的优势，有效地促进学科的发展。同时，实验教学是高等院校教学的重要组成部分，是对课堂所学理论知识的直观认识与补充，是学生理论联系实际的重要途径，在培养学生工程实践能力，乃至综合素质和创新能力方面有着不可替代的重要作用。高校的课程实验室建设和实验教学改革虽然是一项十分复杂的系统工程，但卻是高等教育赋予高校的一项重要职责，需要高度重视、系统规划和持续投入，不断提升实验室建设水平和实验教学质量，培养大批具有高水平的符合新工科理念，且政治思想合格的工程技术人才。具体落实到油气储运工程专业实验教学，在今后仍需要不断探索、完善与自己相适应的教学模式，把握好实验教学发展的趋势，将新工科人才培养和思政建设工作进一步落到实处。

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基金项目：中国交通教育研究会研究项目“面向‘交通强国战略的专业教育与课程思政融合的人才培养模式改革”（JTZD20-10）

第一作者简介：易世泽（1970-），男，汉族，湖北武汉人，博士，副教授。研究方向为油气储运工程专业的教学与科研。