天然气集输工程课程教改研究

来源:用户上传      作者:

　　摘  要 对天然气集输工程课程教学现状及存在问题进行剖析，针对教学过程中存在的问题提出相应的教学改革建议，主要从优化教学内容、改革教学方法、加强教师的工程实践经验和优化考核方式等方面进行阐述，对提升教学质量，激发学生学习兴趣，提高学生综合素质具有重要意义。
　　关键词 油气储运工程;天然气集输工程;教学改革;翻转课堂
　　中图分类号：G642.0    文献标识码：B
　　文章编号：1671-489X（2019）20-0069-03
　　Research on Teaching Reform of Natural Gas Gathering and Transportation Engineering Course//HE San， DENG Zhiqiang， DAI Dongdong
　　Abstract For the Natural Gas Gathering and Transportation Engi-neering course， the current teaching situation and existing problems of this course have been analyzed. And put forward corresponding teaching reform suggestions for the problems existing in the tea-ching process. It mainly elaborates on optimizing teaching content， reforming teaching methods， strengthening teachers’ engineering practice experience and optimize assessment method. It is of great significance to improve the quality of teaching， stimulate students’ interest in learning， and improve the overall quality of students.
　　Key words oil and gas storage and transportation engineering; na-tural gas gathering and transportation engineering; teaching reform; flipped classroom
　　1 引言
　　天然氣集输工程是油气储运工程专业本科生的一门重要的核心专业课。课程较全面地介绍了天然气集输系统、集输主要设备、集输管道水力和热力计算、天然气酸性组分的脱除、天然气脱水、天然气凝液回收和天然气处理计算机模拟等内容。学生通过学习该门课程后，掌握天然气从井口开始，通过管网收集起来，经过预处理，使其成为合格产品，然后外输至用户的整个生产过程[1]。
　　天然气集输工程课程具有知识面广、理论性强和应用性较强等特点，而传统的教学模式以教师讲授为主，学生被动接受知识，使得学生对该课程的学习只停留在记忆层面，不能很好地理解现场工艺。在“双一流”建设的背景下，按照以往的教学方式不能满足人才培养的要求，因此，对天然气集输工程课程进行改革迫在眉睫。
　　2 天然气集输工程课程教学现状及存在的问题
　　课程内容较多，授课学时较少  天然气集输工程课程共有九章内容，包括天然气的物理化学性质、天然气水合物的形成与防止、天然气集输系统、集输主要设备、集输管道水力和热力计算、天然气酸性组分的脱除、天然气脱水、天然气凝液回收、天然气处理计算机模拟。由于授课学时有限，很多教师会选择对第九章“天然气处理计算机模拟”选择不讲，有些较为复杂的工艺粗略地讲解，学生会形成一种惯性思维，默认那些没讲的流程就是不重要的。
　　教学方法单一，课堂氛围不浓厚  天然气集输工程课程理论性较强，专业名词较多，对于缺乏现场经验的学生而言，对很多专业术语也是一知半解，如分离器、换热器、压缩机等，只能了解其原理，对设备的实际情况没有概念。目前的授课形式还是以教师讲授、学生被动接受知识的单一教学方法为主要手段，这种教学方法不仅无法调动学生的积极性，导致课堂气氛沉闷枯燥，使学生对知识理解不到位，而且会使学生形成一种被动学习的心态，缺乏独立思考的过程，缺乏创新能力的培养。
　　教师工程经验欠缺  天然气集输工程是一门与实际生产紧密结合的课程，该课程讲授过程中注重理论与实际的联系，对教师的工程实践经验要求较高。在不少高校，该门课程都是由青年教师进行讲授，他们的油气储运专业理论知识掌握较扎实，学历较高，但缺少必要的工程实践锻炼，现场经验比较欠缺。这样一方面会影响到授课质量，另一方面不利于学生对现场实际情况的了解。
　　课程考核方式单一  目前，大学课程中的最终成绩通常由30%的平时成绩加上70%的期末考试成绩构成，期末考试成绩还是占主要作用。这就可能会出现有的学生考前突击拿到高分，而有的学生平时学习认真，但考试发挥不佳等现象，违背了课程考核的初衷。目前采用的考勤+作业+课堂表现作为平时成绩的做法，虽然可以端正部分学生的学习态度，但是不能提高他们的学习积极性，学生参与感不强。此外，学生的作业无法真实反映练习情况，无法合理评定课堂表现。
　　3 天然气集输工程课程教改建议
　　优化教学内容  根据学校制定的教学大纲、课程学时、学生的基础情况，科学合理确定授课内容，优化知识结构，做到有取有舍，突出重点并兼顾全局。对课程中比较复杂且难以理解的知识模块，教师没有必要深入详细地讲解具体理论推导过程，只要讲解清楚分析与求解问题的思路和方法即可。如第九章“天然气处理计算机模拟”可选择不讲，学有余力的学生可课后自行学习。一方面简化了学生的学习负担，另一方面为学生提供一个自主学习的台阶，有兴趣的学生可以课后通过查阅文献资料自行学习具体推导求解过程[2]。另外，在课程学时安排上也要根据学生的基础合理安排。 　　改革教学方法  天然气集输工程是一门比较抽象的专业课，而且与生产实践联系较为紧密。教师可以针对不同的教学内容，采取丰富多样的教学形式，从而激发学生的积极性，活跃课堂氛围，从而提高教学质量。
　　1）构建翻转课堂项目，培养学生的自主性和创造性[3]。为了充分调动学生的学习积极性，本着互相学习、互相探讨的理念，对天然气集输工程中部分章节内容开展翻转课堂项目。教师引导学生建立学习小组，自行查阅相关文献与书籍资料，借助网络资源，针对知识点以PPT的形式在课堂上交流讨论，最后对知识点进行总结。这样一方面可以提升学生收集文献、汇总材料的能力，另一方面使学生的PPT的讲解能力得到训练。
　　2）采用案例教学法，加深学生的理解[4]。在历年的中国石油工程设计大赛、全国大学生油气储运工程设计大赛中，有些题目的主体是天然气集输系统设计，教师可以在课堂上以这些赛题为例，通过剖析获奖作品，将课本相关知识点与工程实际问题进行关联。如第四届全国大学生油气储运工程设计大赛赛题二，以某页岩气地面集输工程为赛题，对180口井提出一个优化合理、技术成熟和社会经济效益良好的地面集输工程建设方案。教师通过剖析获奖作品，能够让学生充分理解页岩气地面集输工程的设计理念。此外，教师还可以指导学生参加中国石油工程设计大赛、全国大学生油气储运工程设计大赛等赛事，提高学生对天然气集输系统设计的认识。学生通过参加此类大赛，以赛促学、以赛代练，可以培养科技创新思维，提升实践创新能力。
　　3）引入新的教学形式，提升学生学习积极性。充分利用多媒体资源，结合现场实际生产照片、影像资料等制作丰富多彩的课件，激发学生的兴趣。针对比较难理解的章节部分，教师可以制作或在网络上寻找相关动画，以动画的形式对知识点进行讲授。此外，教师可以利用仿真软件对部分内容进行模拟，以3D效果的形式进行课上讲解，提高课堂质量。如图1为压缩机动画效果图。通过3D效果演示，使学生对压缩机的工作原理有深入了解。
　　4）充分利用Aspen HYSYS这类工艺模拟商业软件来提升学生对天然气处理工艺模拟的理解。如在讲解三甘醇脱水的内容时，以一个HYSYS软件中的三甘醇脱水模拟模型为例，通过在软件模型中改变各项参数，加深学生对该流程中各参数对脱水效果影响的变化规律。HYSYS软件模拟三甘醇脱水如图2所示[5]。工艺过程的中心设备是吸收塔，用泵将三甘醇泵入吸收塔的顶部，三甘醇经过吸收塔时与气流逆流而向下流动，富三甘醇水溶液从塔底排出，经过冷凝器的盘管升温后进入闪蒸罐闪蒸，然后液相经过后流入贫/富甘醇热交换器，经进一步升温后进入脱水单元的再生器部分，在再生塔内通过加热使三甘醇吸收的水分在常压下脱除，再生后的三甘醇经贫/富甘醇热交换器冷却后，泵入吸收塔循环使用;而湿天然气由吸收塔底经入口洗涤器自下而上与三甘醇接触传质后，经塔顶分离器外输。
　　加强教师的工程实践经验  加强教师的工程实践经验有利于提升课堂质量，要树立以培养学生工程实践能力和创新能力为重要目标的思想，转变传统的培养观念，不断提升教学质量。可以通过邀请校外企业专家开展讲座、参加学术交流会等方式，开阔教师的视野，丰富教师的工程实践经验[6]。同时，可组织青年教师到相关设计单位或生产现场去增加工程实践经验。通过工程实践，让青年教师了解现场生产工艺和流程，了解生产一线需求和工况，加深对课堂教学基础理论的理解，增强青年教师对石油与天然气领域的感性认识，了解石油与天然气领域现状，激发青年教师热爱石油、献身石油的使命感和责任感，为日后的教学、科研工作打下基础。此外，加强校企合作也是青年教师提升工程实践经验的途径之一，通过相关科研项目的历练，教师到现场出差调研，不断丰富现场知识，开阔视野。
　　优化考核方式  大学课程考试作为课程学业成绩评定的手段，用以衡量学生是否完成课程学业及达到何种等级，属于水平考试的范畴。天然气集输工程以课程教学大纲为依据，考查学生是否掌握课程基础知识、基本技能和具有一定程度的综合应用能力。考试要力求体现课程学业成绩评定的有效性、客观性和公平性原则，这关系到对学生的学业成绩评定是否客观，学生的学业成绩是否真实地面向社会。因此，考试的实施过程要做到规范、公开、有章可依。通过教学内容的改革，可额外增加学习小组学习成绩，优化成绩构成，课程成绩构成：平时成绩30%+学习小组学习成绩10%+期末考试成绩60%。优化考核方式可以避免通过期末考试考前突击拿到高分的现象，对学习认真的学生起到鼓励作用。通过增加学习小组，可以提升学生的参与感，培养学生的团结合作能力，促进学生全面发展。
　　4 结语
　　目前，西南石油大学石油与天然气工程入选世界一流学科建设。基于“双一流”建设背景，对天然气集输工程课程教学现状及存在的问题进行剖析，从优化教学内容、改革教学方法、加强教师的工程实践经验和优化考核方式等方面提出相应的教学改革建议，以期取得更好的教学效果，对提升教学质量、激发学生学习兴趣、提高学生综合素质具有重要意义。通过教学改革，有利于培养学生独立思考、分析问题与解决问题的能力，助力一流学科建设。
　　参考文献
　　[1]马国光.天然气集输工程[M].北京：石油工业出版社，2014.
　　[2]馬国光，蒋宏业，梁光川，等.油气储运工程人才培养模式改革研究与实践[J].中国教育技术装备，2018（2）：85-87.
　　[3]卢兴国，张树文，刘刚.油气储运工程专业《物性测试实训》教学模式构建[J].课程教育研究，2018（3）：242-243.
　　[4]游赟，严宏东，王中一.油气储运工程施工课程教学改革与实践[J].重庆科技学院学报：社会科学版，2014（3）：146-147.
　　[5]喻靖.HYSYS在三甘醇脱水工艺中的模拟计算[J].石油化工应用，2017，36（10）：146-149.
　　[6]胡宗武，吴鑫，李树勋.“管道与储罐强度”课程教改研究[M]//第16次全国高校油气储运学术交流会论文集.2018：105-107.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/9/view-15151377.htm