工程教育的實踐教學3篇

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（一）

一、石油與天然氣工程類專業實踐教學的改革

結合石油與天然氣行業發展需求和我校石油工程、海洋油氣工程、油氣儲運工程等專業實際，著眼于現代工程教育體系的構建和人才培養質量及就業競爭力的提高，對石油與天然氣工程類專業實踐教學進行了較為系統的改革與實踐。

1．1轉變實踐教學理念

在工程教育背景下，傳統“以學生為中心，以培養學生掌握專業基本技能和要求”的實踐教學理念已不能完全適應行業發展和專業建設的需要。在此基礎上，統籌研究實驗、實習、實訓等實踐教學環節，將項目式教學和問題探究式教學相結合，將課程實踐訓練和企業真實生產任務作為載體進行項目訓練相結合，轉變并形成為“以培養學生為中心，以強化學生基本技能、綜合技能、創新能力和工程意識為核心”的新型實踐教學理念。

1．2深化專業實驗教學改革，加強實踐教學隊伍建設

以堅持培養基礎扎實、知識面寬、能力強、素質高，具有一定創新能力、較強實踐能力和良好發展潛力的石油與天然氣工程類高級技術人才為指導思想和基本目標，突破一直以來局限于章節或課程知識的專業基礎性或專業性實驗，將基本技能實驗、綜合設計實驗、自主選修實驗、探索創新實驗有機結合并統籌安排，對專業實驗教學進行改革，形成兼顧傳統與現代的實驗教學格局。與此同時，從采取引進、培養并重的思路出發，制定實踐教學隊伍建設規劃，優先吸納具有實踐經歷和企業培養背景的碩士、博士人員，建立青年教師業務能力和師德師風的常態化培訓機制，并充分發揮“產學研”優勢，加強校企聯合創新基地和實習基地在實驗、實習、實訓教學環節中的作用，構筑“雙師型”實踐教學隊伍。

1．3強化實習基地建設，創新實習、實訓內容

實習基地的建設是搞好專業實習、實訓的關鍵，隨著石油天然氣開發新技術的不斷涌現，相關設備、工藝也在不斷發展、更新，實習基地的建設應是一個持續不斷的任務。因此，樹立系統和發展的觀點，一方面鞏固與油田等單位業已建立起來的良好合作關系，另一方面在油田開拓校企聯合大學生創新基地，建立緊密型的人才聯動培養關系。基于所搭建的這些基地和實踐創新場所，在深井、高溫井、三次采油、低滲透油藏及氣田開發等專業領域創新性擴充實習、實訓教學內容，努力改善實習、實訓教學效果，提高學生的工程實踐能力。

1．4推進課程設計教學的改革與實踐

針對一直以來課程設計以班級教學為主、同一班級甚至多個班級選用同一訓練題目存在的諸多弊端，以及石油與天然氣工程類專業“油田合作班”這種“訂單式”人才培養的現實需要，從課程設計教學計劃形式的靈活性、課程設計教學內容的創新性、課程設計教學大綱及管理制度的規范性、課程設計試題庫與數據庫的完善等方面出發，對課程實踐訓練環節進行改革。

1．5畢業設計教學環節的優化與改革

作為銜接學校與社會需求的橋梁，畢業設計這一實踐教學環節對于保障人才培養質量具有舉足輕重的作用。在選題制度方面，應緊密結合專業研究方向，以教師的科研課題為依托，與工程實際和生產相結合，難度適中，同時，充分利用用人企業的資源，在建立健全各項合作制度的前提下，鼓勵用人企業參與到已簽約學生畢業設計教學環節中來，將實際生產實踐中的相關具體技術問題滲透給學生，使學生提前了解崗位需求，鍛煉實踐能力，擴展知識面，縮短畢業后適應新環境、新崗位的時間，用人企業也可以從中省去將來新員工培訓的部分環節；在指導方式方面，根據選題情況進行優化，體現一定的針對性，校內畢業設計指導教師應著眼于方向、方法及進程上的指導，著重于培養學生應用知識的能力、生產實踐的能力和創新思維能力，校企合作的畢業設計指導方式，則采用“雙導師、雙指導”的模式，校內導師把握專業培養目標、教學基本要求和畢業設計（論文）質量標準，企業導師彌補學生工程背景和實踐的不足；在過程監督方面，以導師負責制為基礎，實行院、系、教研室三級跟蹤監督，改革中期檢查的形式和范圍；在考評機制方面，實施學生和指導教師的雙向考評，特別是突出畢業設計指導工作在教師業績考評、年度教學激勵政策上的權重。通過這些方面的優化與改革，使畢業設計教學環節的質量得到進一步的保證。

1．6改革并構建實驗、實習、實訓一體化的實踐教育教學體系

遵循“以學生為主體，以教師為主導”的原則，在實驗教學中立足傳統，發展現代實驗；在實習教學中鞏固基地，創新內容，積極拓展實踐創新場所；在實訓教學中，將基于專業課程的實踐訓練和以企業真實生產任務為載體進行項目訓練相結合。同時，重視“產學研”的深度融合，實現室內實驗與礦場實踐的雙向互動，使各環節教學內容系統銜接、相互協調，并且健全管理和運行保障機制，以構建一種實驗、實習、實訓一體化，貫穿石油與天然氣工程類專業本科教學全過程的多層次實踐教育教學體系。

二、石油與天然氣工程類專業實踐教學的改革成效

2．1改革成果

（1）建成“石油工程與地質”國家級實驗教學示范中心，創建了大學生創新實驗平臺。通過對實驗教學理念、實驗教學方法、實驗教學手段及實驗教學隊伍的一系列改革與建設，有效促進了專業實驗室的發展。在“十一五”期間“石油工程”省級實驗教學示范中心建設的基礎上，自2009年批準東北石油大學“石油工程與地質”國家級實驗教學示范中心（建設單位）以來，作為石油與天然氣工程類專業實踐教學改革與實踐的主要載體，油氣井工程實驗室、采油工程實驗室、油藏工程實驗室和油氣儲運工程實驗室以示范中心的核心單位進行建設。并通過購置新的儀器設備、建立開放運行方式與機制，創建了專為大學生使用的創新實驗平臺，為學生開展創新性實踐活動提供了優越條件，也豐富了國家級實驗教學示范中心的內涵建設。目前已建成為東北地區唯一的集石油鉆探、油藏評價、石油工程、油氣儲運工程等專業于一體的具有鮮明特色的石油類綜合性實驗中心，并以優異成績通過了專家組的評審驗收。

（2）建成石油與天然氣工程類專業實習、實訓基地群，獲批國家級工程實踐教育中心共建單位。建成了大慶油田技術培訓中心、大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司南三油庫、中石油管道公司大慶林源首站等穩固的實習基地；充分利用毗鄰大慶油田的地緣優勢，在大慶油田勘探開發研究院、采油工程研究院、設計院及采油四廠、采油九廠等單位建立了校企聯合大學生創新基地，拓展并創新了實習、實訓教學內容，形成了石油與天然氣工程類專業實習、實訓基地群。同時，作為主要建設對象，于2012年6月獲批國家級工程實踐教育中心共建單位。

（3）石油工程專業列入教育部第二批“卓越工程師教育培養計劃”。針對國家強化工程教育的戰略性舉措，在繼續豐富石油工程和油氣儲運工程國家特色專業、省重點專業建設的同時，抓住了契機，積極申報，憑借專業背景和已有建設、改革發展成果，石油工程專業列入了教育部第二批“卓越工程師教育培養計劃”，相關組織實施細則的梳理也在有序進行中。

（4）“雙師型”實踐教學隊伍建設步伐穩步推進，大慶精神、鐵人精神的育人特色進一步得到提升。一方面通過吸納具有實踐經歷和企業培養背景的碩士、博士人員加入實踐教學隊伍；另一方面充分利用校企聯合創新基地和實習基地，發揮企業工程技術人員作為指導教師的作用，穩步推進了“雙師型”實踐教學隊伍的建設步伐。同時，通過加強對教師業務能力、師德師風、愛崗敬業、求真務實、開拓創新的培養、培訓，使大慶精神、鐵人精神的育人特色進一步得到了提升。

（5）充分發揮“產學研”辦學優勢，有力促進了學生實踐動手能力和創新能力的培養。將“產學研”辦學貫穿于石油與天然氣工程類專業實踐教學改革與實踐的全過程，保證了學生專業基本技能培養的同時，有力促進了學生動手能力、實踐能力和創新能力的培養。

（6）畢業生培養質量及就業競爭力提高，社會服務功能和示范輻射效應顯著增強。這種實踐、創新、工程能力一體化的教育教學模式的應用效果顯著，其中近兩年來，石油工程和油氣儲運工程專業的畢業生培養質量及就業競爭力明顯提高，一次就業率穩中有升。實踐教學改革經驗及成果已在兄弟院校借鑒或推廣應用，校內仿真教學特色實驗室作為省科普教育基地，開展了大量合作交流及社會服務工作，示范輻射效應和社會服務功能顯著增強。

2．2實踐效果

改革成果在我校石油工程、海洋油氣工程和油氣儲運工程專業進行了全面推廣應用，學生受益面廣，成效顯著。

（1）所建成的國家級“石油工程與地質”實驗教學示范中心是石油與天然氣工程類專業大學生創新實驗、創新訓練計劃實施的主要場所，2012年度，由學生自主完成的“深井防腐蝕水泥漿體系實驗評價與優選”和“基于庫侖滴定原理的碘量法在油田地面系統硫化物分析中的研究與應用”2項成果在全國地學類30個國家級實驗教學示范中心所提交的60余項創新性實驗成果中脫穎而出，分獲一等獎和二等獎。

（2）所建成的石油與天然氣工程類專業實習基地覆蓋了石油工程和油氣儲運工程專業的所有本科生，校企聯合創新基地覆蓋了兩個專業大三、大四年級10％～15％的學生。

（3）石油工程專業和油氣儲運工程專業以優異成績順利通過了“十一五”省級重點專業驗收，并成為“十二五”省級重點專業建設點，石油工程“卓越工程師教育培養計劃”的相關組織實施細則也在有序梳理中。

（4）實踐教學隊伍層次明顯提高，近年引進的高層次人才和聘任的企業指導教師約占到實踐教學隊伍的30％。

（5）石油工程專業和油氣儲運工程專業近兩屆畢業生的專業技能、知識運用能力、實踐動手能力及創新能力顯著提升，平均就業率達到了95％以上，用人單位評價良好。

（6）實踐教學的改革經驗與成果已在同類院校得以借鑒或推廣應用，加上大量的交流及社會服務工作，使示范帶頭作用明顯，同時有效地服務于行業和地方區域經濟發展。

三、小結及展望

總之，通過實施整體創新，以現代工程教育體系的構建為目標，在石油與天然氣工程類專業實踐教學過程中加強改革與實踐。

（1）統籌大學生實驗、實習、實訓等實踐教學環節，通過改革，將項目式教學和問題探究式教學相結合，將課程實踐訓練和企業真實生產任務作為載體進行項目訓練相結合，形成了“以培養學生為中心，以強化學生基本技能、綜合技能、創新能力和工程意識為核心”的實踐教學理念，并構建了一種實驗、實習、實訓一體化，并貫穿石油與天然氣工程類專業本科教學全過程的多層次實踐教育教學體系。

（2）采取科研促教學的措施，促進實習、實訓、創新基地的建設，并使工程實踐教育中心的鞏固建設、卓越計劃的推進、實踐教學隊伍的優化等得到加強，將“產學研”貫穿于石油與天然氣工程類專業實踐教學改革與實踐的全過程，實現了與油田開發建設的緊密結合，促進了石油行業緊缺人才動手能力、實踐能力和創新能力的培養。

（3）集實踐教學體系、教學模式、教學隊伍建設于一體，進一步提升了大慶精神、鐵人精神的育人特色，豐富了育人內涵，提高了育人質量，實踐教學改革經驗與成果的示范輻射效應及社會服務功能也不斷凸顯。當然，建立現代工程教育體系，需主動處理好如何建構現代工程教育的課程體系，以及教師知識結構如何滿足現代工程教育的教學要求等多重關系；落實現代工程教育體系，完成對學生現代工程師相關知識、技術的傳授、相關技能的訓練，則是一項系統工程，需多管齊下，并不斷地進行改革與創新。

作者：殷代印 曹廣勝 單位：東北石油大學 石油工程學院

（二）

一、以工程實際為背景，合理設計實驗各階段

工程是創造“人工制品”的活動，即人造物的過程，所以以制造產品的過程為實驗主線，是工程背景的最好體現。按照產品的生產過程，將實驗分為準備階段、實施階段、檢驗階段和分析階段。準備階段需要學生根據已學的專業課程知識，針對給定產品進行工藝設計、生產工藝的編制、原材料的準備、儀器和設備的準備等；實施階段是制造產品的主體階段，以制造出產品為目標，將準備工作逐一進行落實，即在此階段要制造出產品；檢驗階段是對制造出的產品進行檢驗，給出性能檢驗結果，并對產品質量作出判斷；分析階段要求學生綜合運用所學專業基礎課及專業課的理論知識，結合具體實驗條件，對產品的檢驗結果進行綜合分析，對合格的制品給出肯定的結論，對存在的問題提出建議和改進措施。

二、知識、技能和設計能力并舉，體現工程教育的綜合性

綜合性是工程教育的又一特征。工程里任何一個東西都綜合了很多要素在里面，必須在一個主體學科的前提下，有著綜合的思維、綜合的能力。學生能夠將所學的知識進行系統和綜合是工程教育的目標之一，當然綜合性應體現在工程教育這個大系統的各個層面，就本教學環節中，其綜合性主要體現在實驗內容的綜合、涉及知識的綜合以及實驗操作的綜合上。由于本實驗是以生產為背景，所以實驗內容不是只涉及某課程的某個環節，或某個知識點，也不是簡單的演示和驗證，而是涉及了多門專業課的實驗內容，并且將這些實驗內容進行良好的融合與銜接。既然實驗內容涉及了多門課程，涉及的知識也同樣是多門課程，實驗過程需要學生利用多門課程的知識進行設計、準備并進行實際操作。產品生產的實施過程和檢驗階段，對學生來講雖然主要是動手，但是涉及到前序多門課程的實驗知識和操作技能。對產品的質量和性能進行綜合分析階段，更需要將多門課程的理論知識與實踐相結合，培養學生綜合運用理論知識分析和解決實際問題的能力，這是培養學生綜合素質和能力的重要措施，是本環節的主要目的。可見，實驗內容和教學過程以促使學生將知識進行綜合歸納為目的，充分體現了本環節的綜合性特征。

三、學生為主體、教師為主導，注重培養工程素質

工程活動本身就是一種創新活動，所以工程教育要強調創新精神和創新能力的提高；工程教育的素質理念內涵是更應注重能力的訓練和品德的養成。所以工程教育要注重創新精神的培養和能力的訓練。本環節的教學方法不同于傳統的實驗教學，指導教師將任務布置以后，所有工作由學生自行完成。具體任務為：5～7人一組完成一個產品的生產全過程。指導教師僅起指導和監督作用，對實驗方案的確定、實驗操作等可以進行建議和引導，但不過多干涉。在實驗的幾個階段中，準備階段最能發揮學生的創造能力，因為除給定任務和實驗條件外，沒有其他任何限制。學生可以自行選擇具體工藝、材料、設備等，每個小組的方案可能完全不同，這是在本教學環節中刻意設計的，目的是給學生的創造力發揮留下足夠的空間。另外，此階段還包含了工程設計內容，以鍛煉學生的工程設計能力。除準備階段，其他3個階段在教學過程均注重對學生能力的培養，如實施階段和檢驗階段主要是加強和鍛煉學生的動手和操作能力，分析階段則是培養學生運用理論知識分析和解決實際問題的能力，是理論指導實踐的升華。總之，以“學生為主體、以教師為主導”的教學方法，有利于培養學生的創新精神和工程實踐能力，提高工程素質。

四、“專業綜合實驗”教學實例

下面以材料成型及控制工程專業的鑄造模塊為例，介紹本環節的教學內容和教學過程。

4.1實驗任務

鑄造模塊選定的產品是啞鈴，6個學生為一組，每組給定一個牌號（鑄鋼或鑄鐵）并下發一個啞鈴實物。

4.2準備階段

首先，每組對啞鈴進行測繪，然后對啞鈴進行鑄造工藝設計，繪制鑄造工藝簡圖，指導教師審定后，外協加工模樣。在此期間，學生進行配料計算，制定熔煉工藝、孕育工藝、澆注工藝及熱處理工藝；同時準備爐料、造型材料等各種原材料，準備工裝，并對中頻爐和澆包進行檢查、修筑。

4.3實施階段

每組學生分工合作，按照上個階段設計的工藝，進行配料、熔煉、配砂、造型、孕育、澆注、清理、熱處理（鑄鋼件）等工序的具體實施，完成啞鈴的鑄造過程。

4.4檢驗階段

啞鈴鑄件清理后，首先對外觀尺寸和質量進行檢驗，然后將啞鈴縱向剖開，檢查內部質量，再從啞鈴上取若干試樣，進行金相觀察、測試力學性能。

4.5分析階段

根據啞鈴鑄件外觀質量、內在質量、金相組織，力學性能等檢驗結果，運用所學理論知識對其質量進行綜合分析，并給出改進方案。四個階段的實驗后，學生對鑄造生產過程有了清晰的認識，鍛煉了設計、操作、檢測等各種工程能力，還將理論知識有的放矢的應用于實踐，關鍵之處還在于，本次綜合實驗的過程完全是開放的，除了完成啞鈴的鑄造過程，沒有任何的限制和要求。真正體現了“學生為主體，教師為主導”的教學過程。

五、結束語

在教學計劃中，設置“專業綜合實驗”的實踐性教學環節，體現了工程教育的實踐性特征。依據大綱的要求，設計并實施的具體教學過程和教學方法，符合工程教育綜合性和創新性等要求，可以在工科院校中進行推廣。

作者：劉瑞玲 王會霞 王軍 顧文華 單位：河北科技大學材料科學與工程學院

（三）

一、工程教育理念在教學方式中的滲透

1．將工程設計與課堂教學相結合。

在每輪上《采礦通論》第一堂課時，筆者會讓學生2～3人組成一組，發給每組一張煤層底板等高線圖與相應的地質資料，要求他們隨著課堂學習，完成一次礦井生產系統設計，課程上完按照畢業設計要求遞交一份采礦設計成果。為了保證工程設計與課堂教學密切結合，檢驗學生的學習效果，在每個知識單元學完后專門抽出1課時檢查學生應用知識的能力和設計進度，解答大家存在的共性問題。如礦山地質學學完后，每位學生應該熟悉自己設計圖紙上的地質構造、標示符號，應該會計算儲量和確定礦井生產能力。學生對知識的現學現用，面對真實的圖紙資料就不覺得枯燥乏味;且學生帶著任務去學習，對其主動學習有一定的促動。同時，筆者會有意識地告知學生，設計要貼近現場實際，不能太理想化，并且要進行必要的成本考慮。如許多組學生為了簡化采區系統，每層煤都布置三條上山，造成礦井掘進費用很高，筆者幫學生分析了礦井實際怎么考慮這類問題的，例如盡可能開掘煤層巷道、聯合開采、改變階段布置方式等。又如學生初始確定礦井生產能力時，硬套設計規范，造成階段傾向尺寸2000多米，不符合實際情況，筆者從工程角度給學生解釋設置合理尺寸的依據。在傳統的課堂教學中發現不了這些問題，知識一經應用問題就暴露出來。其歸根結底是傳統的教學僅只是認知教育或識記教育，并沒有把知識與工程結合起來;學生學了一學期仍不會運用知識，僅記住了幾個概念或框框。由此可見把工程實踐與課堂教學結合的重要性，工程教育的重要性。

2．組織制作工程模型。

利用學校大學生科研立項、二級院系模型制作大賽等活動，組織學生制作采礦工程模型，以此來提高學生的空間思維、動手和協作能力。在每次活動前，筆者把課堂學習中的一些環節形成制作模型的想法告訴學生，讓學生3～5人組成一組，一般2組。讓學生自己利用1周時間思考如何能夠展示要學習的知識，接著編寫模型制作初始方案，包括模型表現原理、學生分工、所需材料、制作步驟、預期效果等。這一切都由學生自己去想去做，指導老師不加干涉，充分發揮他們的想象力和創造性。然后指導教師審閱制作方案，幫助學生分析模型制作的可行性、具體步驟及其難點，與學生充分交流，指導他們運用工程的思維編寫大學生科研立項申請書或模型大賽方案指導書。接下來把經費給學生，由他們購買材料和工具，自負盈虧。制作模型過程中，指導教師只負責進度和出主意，學生自己繪制圖紙、打造框架、接線焊接等。在近三年學校各項活動中，筆者指導學生制做了“采區運輸系統”、“斷層構造演示”、“綜采工作面風、瓦斯電閉鎖”等模型，這些模型集成了電、光、機械、結構等方面的知識，極大地調動了學生學習知識的熱情和動手協作能力。

3．讓部分學生參與現場科研實踐。

2008級有2名學生參與了李鳳儀教授主持的“七臺河礦區桃山礦九井采空區充填項目”，2名學生參與了蒲文龍老師主持的“雙鴨山礦區東保衛礦大傾角煤層深孔爆破項目”，3名學生參與其他老師的煤礦生產能力核定等科研活動。這些學生參與井下數據實測、材料設備搬運、儀器儀表的使用，目睹了礦井生產的許多環節，切實體會到礦井巷道系統如何布置、井下各大系統如何運行。與正常的課堂學習相比，學生參與老師的科研項目，能深刻感受到如何把書本知識應用到工程實踐中，熟悉工程實際問題的處理過程。因此讓學生參與現場科研實踐，能迅速提升其工程意識和工程精神，實現真正意義上的工程教育。

二、教學效果分析

對比分析安全工程2007、2008、2009三屆統招班學習《采礦通論》專業課情況，2007級三個班采用傳統的課堂講授法教學，考核方式為閉卷考試+課堂表現+考勤;2008級兩個班、2009級一個班引入工程教育的理念改進教學方式，考核方式為工程設計+課外實踐+口試+課堂表現。其教學效果具體表現在以下幾個方面。

1．對后續畢業設計的影響。

2007級學生三班88名學生70分以上20人，這20人畢業設計時大部分做了礦山安全類設計，在做井田開拓部分時，很多學生一臉茫然，無從下手，更不用說其余學生了;指導教師只有像上課的時候重新講一遍。而2008級兩個班41名學生，經過課堂的設計訓練后，能夠很快進行礦井生產地質資料分析、儲量計算，采區生產系統方案設計也能夠根據實際情況提出合理的方案。如2008級1班的耿新亮同學根據采區煤層傾角不同，分別在井田東西翼應用了帶區式和采區式布置，活學活用了課本知識，積淀了自身的工程思維。

2．學生掌握知識的牢靠程度。

2007級學生主要采用閉卷方式考核，試題三套覆蓋了教材絕大部分知識點，結果有10位不及格，2/3學生在70分以下，說明傳統的教學考核方式使得學生只能死記硬背一些概念、理論，考前突擊，考后全部“回歸老師”。2008級學生主要采用設計+課外實踐方式考核，平時每一單元、每一模塊成績都打分記錄，期末累加考核，結果期末口試時絕大多數學生都能說出問題的實質，知識掌握較為牢靠。

3．學生設計技能的掌握。

通過課堂教學與工程實踐相結合，一使學生具備資料查閱、信息捕捉、計算機繪圖等基本能力;二結合實際地質條件，學生具備采區生產系統、采掘工作面等方面的獨立工程設計能力。三增強了學生獨立科研和團隊合作能力、與人溝通和協作的能力。四結論在《采礦通論》教學中引入工程教育理念，改變了傳統的教學方式，揉和了多種教學手段，豐富了教學內容，增加了學生對《采礦通論》課程的學習興趣，效果非常顯著。更重要的是，提早培養學生的工程意識，提早使其感悟工程教育理念，對其今后的學習和工作都大有裨益。

作者：張錦鵬 張迎新 魏春榮 單位：黑龍江科技大學 安全工程學院