过程装备与控制工程专业“石油装备设计综合实训”模式的构建与实施总结

林玉娟　龙飞飞　杨志军

（东北石油大学机械科学与工程学院　黑龙江大庆　163318）

0　引言

工程实训教育对训练过程装备与控制工程专业的学生逐步树立工程观念、提高解决工程实际问题的能力和培养学生的创新能力有着极为重要的作用。进入21世纪后，高等学校培养的学生更强调综合能力要强、素质要高、创新能力要强。课程设计作为课程的外延^［1］，有效地培养学生这些能力，提高学生的素质，通过课程设计，学生提高了学习兴趣，贴近了工程实际，进一步明确了学习目的。尤为重要的是还为提高学生的综合能力和素质，培养学生的创新精神提供了一个合适的环境。但传统的课程设计为单一的课程性课程设计，只隶属于某一门课程，而且课程之间的衔接性较差，学生难以学到完整的知识体系，学时的利用率也不高，而且普遍采用“参照指导书，查阅手册，进行模仿设计”的模式，也不利于调动学生的积极性、激发学生的主动性、创造性。学生进行这样的课程设计往往容易流于形式。基于上述原因，结合卓越工程师教育培养的要求，对机械科学与工程学院的过程装备与控制工程专业课程实训进行了改革和实践探索。

1　综合性课程实训的思路

用工程性把课程体系中的各门课程联系在一起^［2］，强化学生的大工程意识，培养学生的工程实践能力；从传统的以学科为中心的对事物进行知识分割的教育，转向以学生为中心的对事物进行知识整合的教育。工程教育要注重实践、突出工程，用系统的思想进行课程内容的交叉整合，构建体现大工程观念和注重工程实践的课程体系，让学生直接面对复杂的工程实际问题^［3］，并使他们具有分析和解决问题的初步体验。

鉴于以上考虑，我们提出了一种“以系统化专业知识为主线，以科研项目或工程项目为对象，以理论联系实际为基础，以激发学生兴趣、主动求知为动力，以培养创新能力为目的”的全新型综合性、开放式课程实训模式。其基本思路是通过一个开放式的综合性课程实训，使学生得到一次系统化的综合应用的实践锻炼^［4］。

2　综合性课程设计模式及内容

提出“三核心多综合”的综合课程设计构建模式，即以典型石化装备的工艺设计、结构设计和强度校核为核心，综合工艺流程图的阅读和绘制、化工设备图的绘制、相关设计软件的应用与研制等综合课程实训。针对石油装备设计综合性课程实训，开设了多个选题，要求学生针对某一选题，在教师指导的基础上进行自主设计，独立实训。

这样的课程实训不同于传统课设计，在具有综合性的特点的同时，又有别于毕业设计，因为选题经过特别考虑，有教学平台为基础。该课程实训安排在第六学期进行，即在专业方向课程学习的同时、毕业设计开始之前进行。学生根据待完成的课程实训任务，自学相关的理论知识，独立进行设计。同时，允许部分学生根据自己的兴趣选择适合的内容扩展，这不仅有利于调动学生的学习积极性，培养学生的实践能力，同时也提高了学生创新意识。

通过本综合性课程实训探索出一种培养学生熟练掌握典型的石化装备如塔设备、换热器和反应釜的结构、工作原理及设计方法，能够运用所学的理论知识，对工程实际中用到的设备进行强度设计和结构设计。通过本综合性课程实训使学生树立严格按专业标准、规范设计的意识，并学会在设计的过程中了解熟悉压力容器常用的标准、法规，例如《压力容器安全技术监察规程》、GB 150、GB 151等。

3　综合性课程实训的组织实施

选择本专业成熟的、有特色、适合教学的项目作为课程实训内容，形成从了解工艺流程、熟悉和掌握工艺流程、绘制工艺流程图开始，根据选题进行工艺计算、结构设计和强度设计等几个步骤，有机的把几门课程的主要内容穿插在一起。以“塔设备的设计”为例介绍该综合课程实训的实施过程。

（1）了解、学习并掌握典型装置的工艺流程；流程图、配管图等的绘制方法；并且以小组合作的学习方式绘制出相应设备和装置的工艺流程图和管道透视图。

（2）了解塔设备的工艺计算内容，学习塔设备的工艺计算方法和相关计算软件，根据自己所选择的结构类型进行工艺设计。

（3）了解塔设备的结构和强度设计内容，学习与塔设备设计有关的标准和设计规范。

（4）利用AutoCAD设计出符合化工制图标准的塔设备流程图和设备装配图。

（5）当上述4个环节完成后，学生按照实训项目要求以有关标准为依据编制整理塔设备的设计计算书。最后组织答辩，这个环节通过对学生进行提问，考查学生对整个塔设备设计和实施过程的掌握程度，并根据其在整个实训阶段的理论知识应用能力、设计及制图能力、实践能力和团队配合能力给出一个综合评价。

整个的课程实训，要完成的每个小部分是简单的，而整合成一个整体又是复杂的，涉及的每个知识点是对所学的知识的重新回顾和理论知识在实践中的体现，学生既不觉得陌生又有一定的挑战性。

4　综合性课程实训特色与创新之处

4.1　从综合应用角度出发，精简学时，提高教学质量

综合课程实训综合多门课程的主要内容，从工程应用的角度出发设计题目，采取多种教学方式（现场学习、专家讲座、有成就的校友交流等），能够大大提高学生分析问题、解决问题的能力，切实提高学生的综合素质；同时，把分散的课程设计通过合理的方式综合在一起，在新技术不断出现的同时，能够在不增加学时的情况下，使教学质量稳步提高。

4.2　结合专业走向和人才培养目标，建立了“三结合”的课程产学合作运行机制

通过本综合性课程实训将学生、指导教师和实训基地有机的结合在一起，充分利用学生的自主创新和学习的积极性、指导教师的指导、实训基地工程师的讲解和引导，从而打破了原有的课程界限、人员界线。

4.3　课程实训建设与理论课程建设紧密联系

在课程实训建设上，将一改不同理论课程之间相脱节的局面，将过去独立设置的课程设计进行综合，融合理论课程知识与技能的综合实践项目。

4.4　提高了学生的综合应用能力、实践能力和综合素质

本综合性课程实训的考核侧重考核学生的综合应用能力，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。从而激励学生平时积极参与到教与学的过程中，成为主动学习者，使学习过程成为一个人人参与的创造实践活动。

4.5　建立了课程实施的“五阶段”制

（1）信息获取阶段——教师向学生下达任务书；

（2）计划制定阶段——教师帮助学生分析完成任务所必需的工作步骤，项目小组自行进行任务分解，并安排工作进度；

（3）决策阶段——由学生选择技术路线、确定技术方案，指导教师进行评价、并给予合理的建议，对技术解决方案进行优化并鼓励技术创新；

（4）执行阶段——学生按照确定的技术方案和工作步骤着手实施实训；

（5）评估阶段（即课程考核）——项目完成后，由学生、项目组成员与教师共同完成项目评估。

5　结论

过程装备与控制工程10届和11届的石化装备设计综合性课程实训已经顺利结束，经过这两届的运行表明：该实训优化了知识要素和技能要素，结构层次、组织管理方便，学生积极性高，效果明显。主要体现在以下几个方面。

（1）石化装备设计综合性课程实训围绕典型设备设计，涵盖的相关工艺设计、结构设计等的知识内容多。因此，基本能力要求高、综合性强，对学生的综合学习能力进行了全方面的培养。

（2）学生实训的主动性增强了，用同样的实践时间，取得了更为明显的效果。

（3）学生可以亲自进行设备设计，激发了学生的学习积极性，从典型装置的流程图绘制、管道透视图的绘制等，每位学生都会认真对待，仔细钻研，对不清楚的问题进行小组讨论研究，请教指导教师或同学，有助于培养学生发现问题、解决问题的能力及深入探究问题的精神。

（4）通过石化装备设计综合性课程实训，使学生经历了从参数到设备的工程实训过程，加深理解了对过程设备设计过程的认识，学会了相关标准和应用软件的使用。培养实践动手能力，为今后从事过程设备设计和管理工作提供坚实的基础。

（5）学生在石化装备设计综合性课程实训中出现了新的变化，积极性高，主动学习，问题多，每一个环节，每一个实训步骤都会认真对待，精益求精。

总之，石化装备设计综合性课程实训项目，通过优化知识要素、技能要素、结构层次，以具体设备设计为依托，相关知识要素和训练内容有机综合，充分调动了学生的学习积极性，发挥了学生的主动性，受到了学生的欢迎，取得了良好的实训效果。

参考文献

［1］　陈卫民，李刚等.电气自动化专业的一个综合性课程设计的组建与实践［J］.技术监督教育学刊.2006（1）：10-12.

［2］　赵林惠，方新，陈瑞阳.应用型本科综合课程研究［J］.教育与职业.2012，2（6）：33.

［3］　李建刚.数控加工综合实训教学的改革与实践［J］.中国西部科技.2011，10（20）：74-75.

［4］　方健等.自动化专业综合课程设计模式的构建［J］.吉林工程技术师范学院学报.2008，9（24）：59-61.