油氣集輸拆裝實驗室規(guī)劃設(shè)計探思
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[摘要]為適應(yīng)社會對具有實踐性，創(chuàng)造性等綜合能力強，素質(zhì)高的工程技術(shù)人才的需要，結(jié)合我校校區(qū)辦學(xué)條件和卓越工程師培養(yǎng)計劃，提出油氣集輸拆裝實驗室建設(shè)的意義、方案，并對典型油氣集輸拆裝教學(xué)的模式進行探討，對教學(xué)過程進行思考和探討。通過對油氣儲運工程典型設(shè)備及機械的原理、結(jié)構(gòu)特點的學(xué)習(xí)，再進行相應(yīng)的拆裝等工作，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)吃苦耐勞品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的思維方法，鍛煉學(xué)生實踐能力、創(chuàng)造能力，提高分析問題與解決實際工程問題能力，促進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，達到應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。
[關(guān)鍵詞]油氣集輸設(shè)備及機械；拆裝；實驗室；設(shè)計；教學(xué)思考
1前言
油氣儲運工程專業(yè)是研究油氣和城市燃氣儲存、運輸及管理的一門交叉性高新技術(shù)學(xué)科。中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)油氣儲運工程專業(yè)旨在培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識、系統(tǒng)思維、國際視野，能夠從事油氣田地面集輸與處理、油氣管道輸送、油氣儲存與裝卸、燃氣輸配以及相關(guān)行業(yè)的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、生產(chǎn)管理等工作，適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展需要的工程技術(shù)人才。在油氣儲運過程中，設(shè)計泵、壓縮機、換熱器等設(shè)備及機械的應(yīng)用和管理[1-7]。為培養(yǎng)更多符合社會需求的高質(zhì)量人才，校區(qū)開展卓越工程師培養(yǎng)計劃，逐步由傳統(tǒng)的應(yīng)試教育向綜合教育轉(zhuǎn)變。為主動適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展對油氣儲運專業(yè)應(yīng)用型人才的需求，結(jié)合校區(qū)辦學(xué)條件和人才培養(yǎng)目標，提出油氣集輸教學(xué)拆裝實驗室建設(shè)的意義、方案，并對實驗教學(xué)方式進行探討，以提升教學(xué)效果，更好地實現(xiàn)高質(zhì)量人才培養(yǎng)目標。
2油氣集輸拆裝實驗室建設(shè)意義
油氣集輸拆裝實驗室建設(shè)的初衷是讓學(xué)生更好地了解、熟悉典型油氣集輸設(shè)備及機械的結(jié)構(gòu)特點以及相應(yīng)的工作原理，了解油氣集輸設(shè)備及機械各零部件間的配合及裝配關(guān)系。典型油氣集輸設(shè)備及機械的拆裝可以使學(xué)生直觀感知、理性認識設(shè)備及機械結(jié)構(gòu)的重要方法，課堂上通過對典型油氣集輸設(shè)備及機械進行拆卸和重新組裝等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，來提升油氣儲運專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)積極性。通過拆裝學(xué)習(xí)提高學(xué)生對典型油氣集輸設(shè)備及機械的拆裝操作技能、裝配原理、設(shè)備及機械構(gòu)造及零件圖、裝配圖的繪制及讀圖等綜合能力，強化學(xué)生動手能力、提高分析問題和解決問題能力，為學(xué)生今后的工作打下基礎(chǔ)。因此，油氣集輸拆裝實驗室建設(shè)在油氣儲運專業(yè)人才培養(yǎng)過程中意義重大。具體如下：
2.1優(yōu)化傳統(tǒng)教學(xué)模式，使理論與實踐密切結(jié)合，更好地實現(xiàn)教學(xué)目標
由于教學(xué)設(shè)施等條件限制，從未接觸過現(xiàn)場油氣集輸設(shè)備及機械的學(xué)生在上課時，往往無所適從，對于典型油氣集輸設(shè)備及機械的理解認識不足。利用拆裝實驗室教學(xué)可以使知識更加直觀、生動地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，彌補了之前知識僅停留在紙面上的不足。區(qū)別于傳統(tǒng)意義上“老師在課堂上面講，學(xué)生在下面只用眼睛看，用耳朵聽”的教學(xué)模式，拆裝教學(xué)時可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生根據(jù)所聽到的理論知識，提出問題，并且?guī)е鴨栴}思考，并通過自己的思考去動手解決問題，使學(xué)生將學(xué)到的理論知識更好地與設(shè)備及機械實際聯(lián)系在一起，對于提高學(xué)生的思維能力、解決問題的動手能力以及創(chuàng)新能力有十分重要的意義，達到應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目的。
2.2強化理論知識，夯實知識基礎(chǔ)，提高綜合素質(zhì)
學(xué)生通過拆裝操作可以更好地對之前學(xué)過的相關(guān)理論知識進行回顧和復(fù)習(xí)，從而使不同油氣儲運課程之間實現(xiàn)融會貫通，使學(xué)生的理論知識不再知識單純的點，而是將之提煉融合為知識樹，如學(xué)生通過典型油氣集輸設(shè)備及機械拆裝實踐加深對《工程制圖》、《機械設(shè)計基礎(chǔ)》等專業(yè)課程的理解，提升學(xué)生對理論知識的認知和理解，強化學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力，從而促進學(xué)生綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，更好地適應(yīng)和滿足社會對于應(yīng)用型人才的需求。
3油氣集輸拆裝實驗室建設(shè)方案
目前，油氣儲運工程設(shè)備及機械拆裝是借助于其他專業(yè)實驗室進行的，但在教學(xué)過程中產(chǎn)生了一些問題。該實驗室以煉油化工相關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，而油氣儲運工程的主要設(shè)備及機械為各類油氣站場的相關(guān)設(shè)備及機械，所需要的設(shè)備及機械多為各類油泵、壓縮機、閥、計量儀表、爐等，所以拆裝的對象存在較大差異；其次，在拆裝的過程中要求不同，該實驗室的拆裝教學(xué)重在掌握各部件的具體形狀尺寸及拆裝檢修，所以需要安排大量的拆裝零件繪制課時；而儲運的教學(xué)重點在于讓學(xué)生們掌握各種設(shè)備及機械動作原理分析，教學(xué)內(nèi)容差異性大。為了使油氣儲運工程專業(yè)的同學(xué)們切實達到專業(yè)拆裝實訓(xùn)的課程要求，滿足校區(qū)對油氣儲運工程系應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，現(xiàn)需要對油氣集輸拆裝教學(xué)實驗室進行建設(shè)。根據(jù)目前現(xiàn)有條件，油氣集輸拆裝實驗室安排在儲運廠房，已到位拆裝設(shè)備及機械有雙吸泵、多級泵、IS泵、閘閥等，設(shè)備類型單一，遠遠不能滿足學(xué)生掌握油氣集輸設(shè)備的拆裝實驗操作技能，必須增加新的設(shè)備及機械，采購計劃明細見下表1所示。
4典型油氣集輸設(shè)備及機械拆裝課程的教學(xué)方式
油氣儲運工程設(shè)備及機械拆裝教學(xué)主要給學(xué)生展示油氣儲運工程相關(guān)設(shè)備運行動作原理，訓(xùn)練學(xué)生實操能力、鍛煉學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力，其基本目的是通過對典型油氣集輸設(shè)備及機械的拆裝，充分掌握典型設(shè)備的工作原理及結(jié)構(gòu)特點，培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的能力，提升學(xué)生實踐能力、創(chuàng)造能力，以及分析問題與解決實際工程問題能力，促進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。因此，典型油氣集輸設(shè)備及機械拆裝教學(xué)采用理論教學(xué)與拆裝實踐交互式教學(xué)，通過教師的原理講解、設(shè)備及機械拆裝程序以及步驟演示等，循序漸進地使學(xué)生由感性認識上升到理性思考。指導(dǎo)教師課前，需要根據(jù)具體的拆裝設(shè)備和過程，記錄拆裝教學(xué)中的安全操作規(guī)程及具體的操作步驟，對學(xué)生的操作過程進行詳細指導(dǎo)，為拆裝實訓(xùn)教學(xué)的順利進行提供有力的支撐。一般認為拆裝過程中造成安全事故的直接原因是設(shè)備的不安全狀態(tài)和人員的不安全行為。其中不安全狀態(tài)是指導(dǎo)致事故發(fā)生的物質(zhì)條件，反映事故發(fā)生的物質(zhì)條件方面的原因，包括物、作業(yè)環(huán)境潛在的危險，如防護、保險、信號等裝置缺乏或有缺陷；設(shè)備、設(shè)施、工具、附件有缺陷；個人防護用品用具有缺陷(如防護服、手套、護目鏡、面罩、安全帶、安全帽、安全鞋等)；生產(chǎn)場地(環(huán)境)不良等。而不安全行為是指造成人身傷害事故的人為錯誤，包括引起事故發(fā)生的不安全動作，也包括應(yīng)該按照安全規(guī)程去做而沒有去做的行為。不安全行為反映了事故發(fā)生的人的方面原因。不安全行為如操作錯誤，忽視安全，忽視警告；在必須使用個人防護用品的作業(yè)或場合中，忽視其使和不安全裝束等。拆裝作業(yè)的主要風(fēng)險是：機械傷害、起重傷害、高處墜落、觸電、物體打擊等。為了課程的順利進行，通常在進行拆裝前先對學(xué)生進行安全教育，使學(xué)生了解到拆裝過程中可能存在的安全風(fēng)險以及相應(yīng)的注意事項，做到不傷害他人，不被他人傷害，安全地完成拆裝學(xué)習(xí)。其次，學(xué)習(xí)和了解各種拆裝工具的使用，尤其是對于某種特殊部件拆裝的專用工具的學(xué)習(xí)，方便學(xué)生更好地完成拆裝過程，同時增加實踐能力，為今后工作打下基礎(chǔ)。再次對于典型油氣集輸設(shè)備的拆裝按照從簡單到復(fù)雜的程序，先學(xué)習(xí)閥門的工作原理，通過實物現(xiàn)場演示了解閥門的工作原理，通過老師的講解了解發(fā)明的拆裝原理及具體步驟和注意事項，然后再進行閥門的拆卸，尤其注意各零部件之間的相互配合以及拆卸的先后順序。同時拆卸過程中培養(yǎng)學(xué)生互相協(xié)作的合作能力，指導(dǎo)教師可以對學(xué)生拆卸過程中存在的普遍問題進行演示講解，但主要過程以學(xué)生自己動手操作為主，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，完成拆卸過程。完成閥門的拆裝后，再完成塔設(shè)備、泵、壓縮機等機械的拆裝。
5典型油氣集輸設(shè)備及機械拆裝教學(xué)思考及探討
5.1進一步提高學(xué)生對拆裝學(xué)習(xí)的重視，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性
“翻轉(zhuǎn)課堂”將教學(xué)流程由“先教后學(xué)”變?yōu)椤跋葘W(xué)后教”，這種逆序創(chuàng)新的教學(xué)模式大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性[8]。拆裝教學(xué)可以采用翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)內(nèi)容以及將要達到的學(xué)習(xí)目標。在學(xué)生動手拆裝之前，指導(dǎo)教師要首先對拆裝設(shè)備的結(jié)垢、原理等內(nèi)容進行梳理，引領(lǐng)學(xué)生集中進行理論知識復(fù)習(xí)回顧，把與拆裝現(xiàn)場相關(guān)的、重點的理論知識進行復(fù)習(xí)。根據(jù)油氣儲運工程專業(yè)特色，將拆裝內(nèi)容進行分成設(shè)備(塔、罐、換熱器等)、機器(泵、壓縮機等)及閥門等三類。拆裝教學(xué)之前，要求學(xué)生明確自己在每一個典型設(shè)備拆裝環(huán)境需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容和完成的學(xué)習(xí)任務(wù)，鼓勵同學(xué)們分組合作，每一組形成包括設(shè)備、機械及閥門的學(xué)習(xí)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生們團結(jié)合作的團隊合作能力，調(diào)動每位學(xué)生的積極性，避免“一人動手，全組觀看”的現(xiàn)象出現(xiàn)。
5.2優(yōu)化拆裝教學(xué)內(nèi)容，加強指導(dǎo)教師隊伍建設(shè)
拆裝教學(xué)過程要求教師除了能熟練地掌握典型油氣集輸設(shè)備及機械的原理及結(jié)構(gòu)特點外，還要求教師有一定的動手操作能力和解決問題能力。因此，拆裝教學(xué)的備課非常重要，有條件的情況下，建議教師到設(shè)備檢維修或者制造廠進行系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，取長補短，提高教師實操水平，使“雙師型”師資力量成為教學(xué)的主流。另外，也可以通過企業(yè)聘任的方法，邀請有經(jīng)驗的現(xiàn)場工程師給學(xué)生進行授課，提高教學(xué)效果。
5.3結(jié)合仿真動畫，進一步提高教學(xué)效果
在學(xué)生拆裝之前，可以利用多媒體仿真[9]讓學(xué)生感性地認識和了解設(shè)備及機械工作原理及結(jié)構(gòu)特點、零部件組成、裝配關(guān)系等，對提高學(xué)生的動手能力和工程意識具有積極的作用。但仿真不能代替現(xiàn)場的拆裝教學(xué)，拆裝教學(xué)可以讓使學(xué)生通過設(shè)備及機械實物充分認識到自己所學(xué)知識的作用以及如何與生產(chǎn)實際結(jié)合應(yīng)用，從中了解到自己的知識盲區(qū)和應(yīng)用不足，從而更好地提高自己的知識水平。
6結(jié)束語
為滿足校區(qū)對油氣儲運工程系應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求，對油氣集輸拆裝實驗室進行建設(shè)。通過對油氣儲運工程典型設(shè)備及機械的運行原理、結(jié)構(gòu)特點、零部件組成、裝配的學(xué)習(xí)了解，再進行相應(yīng)的拆裝等工作，培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的思維方法，鍛煉學(xué)生實踐能力、創(chuàng)造能力，提高分析問題與解決實際工程問題能力，促進學(xué)生知識、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展，達到應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。
作者:郭興建 趙敏 邢曉凱 孫杰 單位:中國石油大學(xué)(北京)克拉瑪依校區(qū)工學(xué)院
