关键词:设计管理;双平台;移动互联平台
1现状与问题
艺术学院2013年初次在本科三年级教学大纲中开设设计管理课程,课时为32/学期,作为一门全年级专业理论课,至今已教授了11级、12级两届学生,授课人数平均每届200人左右。基于教学大纲的修订,13年以后入校的本科生设计管理课程将调整至大四上学期开设。
1.1设计专业学生的不足
(1)多数学生设计管理意识淡薄。本科单元式授课模式使得部分学生专业基础与设计实践学习产生脱节,要么过分关注设计理论,要么执着在意软件技术,授课时发现,不少艺术设计本科高年级同学虽在分析某些设计现状中,能提出自己观点和想法,但是还无法整合系统地消化设计项目,实现创新落地,对团队分工、设计创业即使兴趣浓厚,但基于对设计管理相关信息知识的陌生,无法合理实践。
(2)以创意推动创业的知识储备和综合能力不足。无可否认,国内多数高等院校设计教育长期以包豪斯的基础理论马首是瞻,但设计专业课程中商业运营、资源管理等方面交叉学科内容的缺失,使得大学生难以应对当代多变形势、把握设计创业机遇,也在一定程度上让学生创新观念被动、基础薄弱,导致创新力无法与创业率形成正比。
1.2课程开展存在的问题
(1)全年级统一授课,师生实际交流不够。国内外许多高校设计管理课程设置为小班授课,以项目为实体,双向式交流,实践课程内容。但是根据本校学生情况和教学大纲,目前设计管理课程仍是以讲授学科理论为主,单向式开展教学,以一对百,每次授课时间分散且短,师生实际交流效果较差,使得相关知识和信息都只能表面传达,即使部分学生表现出浓厚兴趣,但课程中普遍学习状态呈现出被动。
(2)课时较短,课程无法延展、消化。根据已完成的课程安排来看,32课时被分配为每周两天下午的两节课,跨8周完成。但是设计管理课程理论内容较多,交叉性强,且无法像其他高校那样与实际项目结合授课,因此学生课后普遍反映“似乎刚进入状态就结束了”,断断续续,知识点多,节奏太快,不少部分难以消化理解,理论应用性转换较难等等问题。
1.3交叉教学现状
设计管理课程中包括管理学等部分知识内容,但目前本校艺术学院设计管理课程少有跨学院交流机会,或是跨学科授课安排。学院之间师生交流较少,课程内外资源共享不多。不仅课堂上设计专业的学生对相关交叉学科感受陌生,课后也无法利用学校已有资源补充学习、扩充知识,常常半途而废。对比国内开设相关学科课程的高校,本校“设计管理”课程创新及发展较缓。与现状需求存在矛盾、课程大纲有待成熟、教学形式较为简单、以及可鉴授课范本稀少等问题,突显教学改革课题刻不容缓。
2本科阶段开设“设计管理”专业理论课的必要性
调研发现基于设计管理知识交叉性强、实践变化多等特点,国内外不同院校课程的开设也各具特色、层次分明。作为专业理论课程,设计管理在本科阶段开设的重要性体现在以下几个方面:
(1)立足于社会需求,设计管理理论基于实践经验,这对大学生项目创新、管理创业具有促进意义。当下国家鼓励“万众创新、大众创业”,以“中国创造”为动力引导新经济模式的变革。作为一门交叉课程,“设计管理”不仅教授设计项目流程程序,还对如何持续整合资源、进行长远更新管理等方面的知识进行补充普及,可为大学生有效创新、合理创业提供一定现实指导,有助于激发学生投入设计创新、文化创业的建设中去。
(3)立足于学生实际,设计管理课内容全面,可为大学生提供层次多样的设计知识储备,为实现从“作业”转换为“成果”打下坚实基础。课程知识点不仅能培养大学生切实可行地解决设计项目,更关注对其团队建设、项目开发、任务管理等各方面能力的培养,从宏观角度,整合化解日常本科单个课程乃至人才培养上出现的部分问题矛盾,具有重要意义。
(3)立足于学科建设,独具特色的设计管理课,既可为本科设计课程开启一扇窗,也可在学科之间架起多座桥。鉴于“设计”与“管理”专业之间复杂多变的理论结构体系,设计管理对于侧重设计的同学而言是深化管理意识的尝试,而对于侧重管理的同学则是探讨设计创新的平台。学科间优化合作,才可实现更具发展力的特色教育。
3设计管理课的“双平台”教学改革
如今,国内设计管理短期进修教育与专业硕士以上学位(硕士到博士)教育体系较为成熟,基于研究生实践经验与理论知识较丰富,教学效果好,但在基础较薄弱的本科阶段,设计管理教育仍存在诸多问题:授课模式较滞后;授课内容偏向品牌设计且较少触及多学科;照搬国外教育经验,较少从实际出发设计课程;授课形式结合移动互联的案例较少等等。本文重在研究本校艺术设计本科阶段专业理论课程“设计管理”的内容设计及授课方法,通过对比国内外高校相关学科或课程教学方案,寻求更适合我校实际的教学方式。归纳整合,改革初探,作者设想到结合移动互联平台,打造“双平台”教学法——“公共理论交流平台”与“线上团队项目平台”,实现设计管理课程“课前课后×线上线下”交叉性授课管理。
3.1“课前课后”——横向扩展课程内容、拓展授课形式、打破时空局限
(1)课前扩展课程内容,课后巩固学习热情。在授课时发现多数学生理解“设计管理”流于字面,认为是枯燥的理论讲解,提前产生抗拒。而“双平台”可在方便学生课前预习了解课程、课后复习巩固基础的同时,通过为学生提供一个交流学习、组团设计的平台,打破学生对课程的误会,紧密课程与学生生活的关系。
(2)课前拓展授课形式,课后丰富辅导方式。目前年级授课方式单向、单一,是设计管理课程开展的最大问题。作者认为,利用学生生活中最常触及的移动网络媒体来改良教学形式、创新辅导方法是最有效的途径之一,“公共理论交流平台”与“线上团队项目平台”从两个不同角度切入,联系课上,贯穿课下,定能带来授课方法的革新。
(3)课前打破时空局限,课后可跨专业、跨年级互动。目前设计管理课程以年级统一授课的形式开设,这对于平时小班上单元课的学生而言,也是一个跨专业交流的机会,但是在授课时发现,学生并不关注这个机会。专业理论课程虽有时空限定,但是作者仍希望“设计管理”的作用能突破时空,结合“双平台”教学,使得学科课程能跳脱书本,真正实现跨专业、跨年级的传播互动。
3.2“线上线下”——纵向更新信息资讯、深化交流辅导、延长教学时效
(1)线上更新信息资讯,线下引导主动学习设计管理课程中,以案例代入理论授课,是最主要的教学方式之一,可目前课时紧张,许多案例讲解被压缩。建立“公共理论交流平台”可以将许多无法课上讲解剖析的案例补充上线,并且实时更新设计信息,这样有利于带动线下学生自主独立地强化课程知识。
(2)线上增加交流机会,线下保持状态连贯为解决专业理论大课单向授课的弊端,“双平台”——“公共理论交流平台”与“线上团队项目平台”皆可为师生提供多形式的交流,“公共理论交流平台”可实现资讯互联、留言互动,“线上团队项目平台”以团队、课题项目、比赛等作为纽带串起师生,使得设计管理相关知识持续影响学生创作实践,有助于学生保持良性设计状态。
(3)线上延展教学实践,线下延续教学效果例如,国外设计管理本科教育重视应用性课程与实习,鼓励学生参与导师的设计项目,但本校设计管理课偏重学科普及,现有课程定位与安排不利于开展课上实践。通过“线上团队项目平台”的搭建,从设计具体问题探讨学习,化解线下理论与实践无法兼得的矛盾。叶圣陶曾言“教师之为教,不在全盘授予,而在相机诱导。”,作者初谈本校艺术学院本科“设计管理”专业理论课“双平台”教学法改革设想,相信贯穿课前课后,跨越线上线下,便可实现互通启发、持续互勉。
参考文献
[1]陆玥屹.英国高等院校设计管理专业设计现状研究[D].南京艺术学院硕士论文,2011.5
[2]张立巍.日本设计管理教育方法探索及启示[J].装饰,2012.3
[3]叶召友钟夏杜宏忠.对国内高校设计管理教育的思考[J].美术教育研究,2011.2
关键词:1234混合式教学体系;人力资源管理课程;金课;教学改革
课程是人才培养的核心要素,2018年全国高等学校本科教育工作会议提出,本科教育应合理对大学生有效“增负”,打造有高阶性、创新性和有挑战度的“金课”[1]。在遵循“二性一度”标准下,各高校加快课程改革步伐,特别关注如何运用信息技术与课程教学的深度融合。人力资源管理课程作为高校人力资源专业重要的主干专业课程之一,同时也是工商管理、文化管理、市场营销的专业基础性课程,目前仍存在教师理论教学“满堂灌”,学生实践能力弱,被动学习等“水课”痕迹。近年来信息技术驱动智慧教学的兴起,教育全域实现线上教学,在线开放免费课程和教学管理平台为教学创新提供新的研究视角。面对这一现状,传统人力资源课程应如何运用线上线下混合式教学实现教学效果量变到质变的飞跃,已经成为教师开展教学探索的新课题。
一、传统的人力资源管理教学存在问题
随着信息技术的发展,智慧课堂已超越“三尺讲台、一支粉笔”的教学情境,而在传统的人力资源管理课程教学中,教师主导的外输式理论教学,导致学生知识的浅层学习,课堂内容吸引力不足,教学氛围沉闷,教学内容脱离实际等问题,这种教学方法很大程度上制约应用型人才培养模式的发展,使课程建设常常陷于填鸭式教学、应付式教学。传统的人力资源管理教学“痛点”,通常表现为以下几个方面:
(一)传统教学资源匮乏与封闭教学资源是指在教学过程中为实现教学效果而运用的要素。传统的人力资源课程教学资源一般为教师选定教材,配套课件和案例等教学辅助材料。一方面,学生在单线教学中获取课程资源十分有限。教师主要围绕教材制订教学计划,开展面授教学和期终考核,对教材使用存在一定的依赖性。在教学计划下,教师教学任务紧凑,不会过多介入其他课程资源;同时,网络信息检索技术影响课程资源配置深度与广度,能否引入优质的拓展性教学资源取决于教师信息技术素质和专业教学能力。另一方面,传统的教学资源信息具有延迟性。教材的发行需要文字、印刷到出版的过程,在互联网时代,信息的错综变化势必导致教材内容的滞后和实践应用技术的过时。虽然教材等教学资源涵盖了优质的教学成果,但缺乏合理的开发与利用,终究陷入浅层学习的困局,导致学生知识迁移能力弱,知识面单一和专业知识更新延迟等。06
(二)线下课堂教学空间吸引力不高目前主流的人力资源管理课程教学空间是以教室为中心开展师生对话或者教师演讲授课的物理空间。在这种教学场景下,单线教学空间割裂师生的有机关联。为达到教学大纲的要求,教师全力讲授新知,学生被动听讲,教学组织形式单一,师生互动时间有限,教师下课即失联。每次课堂教学机械化运作,造成师生教学倦怠,无法满足学生多元化、个性化的学习需求。特别是人力资源管理课程是经济与管理类专业学生的必修课程,这些学生综合素质较高,思维活跃,语言表达能力强。在知识付费时代,作为网络时代的原住民,他们提前享受了虚拟线上空间带来的教学红利,传统教学课堂的封闭教学环境吸引力不强,线上学习、自主学习、碎片化学习已成为学生第二课堂的新潮流。
(三)课程内容重理论教学而轻实践人力资源管理课程是一门应用性很强的课程,与其他课程相比,更加注重教学内容的务实性、实用性和实操性。而实际教学中,理论知识和技术应用模块教学难以平衡,在目前的教学计划中,教师理论教学的课时布局偏重,而忽视技能的实训实践环节,具体表现为:首先,教师注重教材内容过多讲解理论知识,在实践实训环节课时留存时间较少。其次,大部分高校教师在企业工作履历短,校企合作机会少,无法真正传授学生社会实践经验。同时,高校由于资金问题缺少实践实训的平台,学生根据教师主导的情景模拟教学并不能达到理想的教学效果。最后课程考核方式仍为期末闭卷,对知识点记忆力考核权重大,忽略对专业综合素质和职业精神的考查。
二、混合式教学对传统人力资源管理教学模式的重构
(一)混合式教学对传统人力资源教学模式改革的作用混合式教学是将线上平台和线下课堂的优势有机结合,引领学习者从浅层学习走向深度学习的一种教学模式。翻转课堂作为双线混合式教学的一种有效策略和方式,颠覆传统教学教师主导的统领地位,将教学主动权转让给学生,凸显以学生“学”为中心的新教学范式。通过整合全网络平台优质课程资源,搭建双线教学管理平台和建设虚拟仿真实训平台,构建基于翻转课堂的人力资源管理课程混合式教学模式,有助于打破线下单一的教学空间,有效增强课程教学内容的质量,弥补课程实践教学不足,满足不同层次学生的学习需求,促进学生被动学习向自主性学习、探究性学习和协助性学习转变。
(二)人力资源管理课程1234混合式教学模式混合式教学模式作为未来教学的新范式,应明确信息与教学的关系,不在于强化教学过程的“技术论”,而是要发挥应用技术对教学的支撑作用,提升教学质量。虽然合理运用混合式能取得良好的教学成效,但是混合式教学没有统一的模式,应以人才培养目标和课程需求为出发点来制定相应的教学模式。立足传统人力资源管理课程的教学困境,本文从混合式教学理念出发提出人力资源管理混合式教学模式的思路———打造1234的人力资源课程新教学模式(见上图)。具体表现为一个培养目标,两个主线,三种工具,四个环节。一个目标即“传授知识、注重实践、提升素质”三位一体的培养目标;两个主线是线上线下双重教学主线,三种工具为大规模免费开放线上课程、混合教学管理平台和虚拟仿真实训平台,四个教学环节包括在课前、课中、课后和课终教学闭环。1234人力资源课程混合式教学模式重新整合教与学,学与用,主体与主导、线上学习与线下学习、课程目标与学生差异化的关系,促进“以学习为中心”教学范式的转变,减少教学成本,优化课程供给,满足个性需求[2]。
三、人力资源管理混合式教学设计
(一)教学准备与课前翻转一方面,在课程资源准备上,教师应肩负双线教学空间建构者的角色。比如,课前教师在超星学习通平台上新建课程门户,设置好章节布局,提前把PPT,案例资料,电子书等课程资料上传到线上平台;同时,通过集体备课,积极围绕知识—技能—素质三位一体的人才培养目标,选择录播或者搜索优质线上课程资源,配套相关在线学习课程视频资源,以供学生自主选择。在线上课程资源选择上,可以参考中国大学MOOC网站上人力资源管理国家精品课程和超星学习通名师教学示范课等资源。经过前期的活动设计,教师完善线上资源的配置,搭建好多元化便捷性的教学资源平台后,便可邀请学生进入线上班级,放开资源权限,学生可以碎片化,自主化学习。同时,教师针对性提前指令,公布线上教学空间的使用指南。另一方面,在课前教学活动上,通过翻转课堂模式,设计以自主学习和社会交互为驱动的学习活动[3]。第一,教师在搭建好线上平台后,在超星学习通上视频预习通知,课前打卡,章节内容测试和课前讨论群,督促学生完成课程预习。由于线上视频成功地复制还原了教师授课的教学场景,对理论知识讲解于线下课堂有等质的效果,学生观看视频后,实现线下课堂与线上平台的翻转,完成课程内容的初步认知。第二,学生预习后自主完成课前测试,线上平台系统实时自动改分,师生即时收到反馈,调整线下课堂的教学重点。第三,课前打卡和讨论群发挥教学空间的交互功能,提高用户使用黏性。在维果斯基的发展理论中,交互作用直接影响认知的形成[4]。线上打卡和讨论群有利于促进生生和师生的交互,激发学生的学习热情,增加线上学习的积极性。
(二)课中应用教学课中阶段是混合式教学的重要环节,同时也是线上线下有效联结的教学枢纽,课中阶段应该尽量设计有趣生动和符合岗位实际需求的实践实训活动,积极运用先进的人力资源虚拟仿真实训平台,通过信息技术吸引学生注意力,让学生想学、乐学和好学。一方面,在线下课程导入方面,教师应在课堂上针对课前测评结果开展难点重点精讲,帮学生理清课程内容思路,提升知识内化。另一方面,在课程实践实训环节上,首先综合运用超星学习通平台和人力资源虚拟仿真系统,根据人力资源规划、工作分析、员工招聘、职业生涯管理和培训与开发六大模块,创设机构仿真,环境仿真和业务及工作流程仿真,还原真实工作场景;利用信息化教学工具设计案例讨论、角色扮演、情景模拟、商业游戏等体验式项目实践训练活动。比如在职业生涯管理模块上,教师可以在超星学习通平台的真实案例视频,引发学生讨论,现场分组开展辩论赛;通过直播和线上投票的功能,吸引每个学生各抒己见,设身处地参与到案例场景中;通过学生评论区弹幕说出自己的想法,辩论实时投票,教师收获教学反馈;教师还可以对职业生涯管理涉及的心理学、管理学和经济学理论进行延伸,启发学生对职业选择的思考。再如,在战略规划模块,让学生自主分组,进行无领导小组协作,在人力资源虚拟仿真系统上情景模拟完成组建公司、市场分析、战略制定等一系列指令,最后形成角色分工合作,履行职位职责,推选出“公司总经理”上台述职,接受师生的提问,在此实训模块中,不仅加强学生理论知识的运用,而且提升学生的团队协作和交际等实践能力。
(三)课后探索阶段课后是学生巩固课程内容,提高教学成效,满足学生高阶性认知发展需求的阶段,虽然在课中阶段学生对课程理论的实践运用有了初步的认知,但单次的实训实操尚未形成扎实的专业技能。如果课前课中是自我理解和分享理解,那么课后则是对课前和课中知识的反思与升华,针对课前课中的内容提出新的挑战。具体操作方面:教师针对性地在超星学习通平台布置兼顾个性化和拓展性的课后作业,促进学生浅层学习向高阶学习的转变,例如模块化课程论文、专题讲座心得、文献阅读笔记和专题调研报告等课后作业。由于此类课后作业注重学科前沿知识和学生的知识迁移能力,学生权衡自身情况选择相应任务,系统会根据学生选择的任务推送学习资源,例如名师在线讲座链接、知网文献和专题调研资料等,形成以学生为中心,教师辅助的自主性和个性化探究学习。
(四)课终提升与考核混合式教学应该注重全程观,而课终是课程教学的最终一环。在传统的人力资源课程中,课终意味着闭卷考试,这种结课考核偏重理论知识,形式呆板,考核结果基本通过,大部分优良,并不能代表学生的真实水平。要改变传统单线教学学业质量“低水平均衡陷阱”的现象,应废除统一答案的闭卷模式,回归到人才培养目标,在课终环节凸显知识、实践和素质三位一体的人才需求。在混合式双线教学中,课终考查了前三阶段的教学效果,一方面要注重过程性考核,即学生课前、课中和课后双线教学出勤率,任务完成度和互动积极度等。为保障双线教学的教学模式有序进行,过程性考核应占据较大的分值,决定课程的通过率;另一方面从“产学研”相结合出发,创新课程结果性考核方法,例如课终阶段,教师可以在教学管理系统大学生创新创业项目“双百工程”或“挑战杯”创业大赛,要求学生规定时间以个人或团队方式线上提交与本课程相关的申报书,通过线上生生互评,师评和校评获得项目评分;或者,参加校企合作的人力资源实习项目,企业线上评分获得实习考核评价。最后把过程性考核与结果性考核结合,合理分析各部分内容的权重,得出课程分值。
1引言
输油管线课是油气储运工程专业的主干课。管线设计和输送工艺是该课程的核心内容,要求学生掌握输油管线的设计方法,具备基本的设计能力;掌握管线运行的基本知识,具备判断并处置各种工况的能力。
输油管线课的内容包括固定管线和机动管线两部分,二者既有相同之处,也有所区别。对于机动输油管线来说,输油时临时地面铺设,输油任务完成后撤收。因此,它具有线路状况的不确定性、工艺设计的快速性、输送设备的整理性以及意外工况处置的特殊性等特点[1]。课程的理论课教学,精讲管线输油的基本原理、工艺设计计算、各种工况的分析判断方法等内容,通过课程设计、实验、实习巩固所学的理论知识、分析方法,并探讨研究尚无定论的问题。几年的实践表明,课程理论教学与课程设计、实验、实习相结合,是提高教学质量的有效途径。
2实践教学分析
输油管线课实践教学的内容比较丰富,包括针对管线工艺的课程设计、管线输送的各种实验(沿程摩阻实验、水击实验、输送工况实验、排空实验、不满流实验等)、输油设备的操作实习、管线输送的综合实验等。
课程设计是由教师给学生提供基础数据,学生运用所学过的知识,独立完成一条机动管线的设计计算,提交设计图纸和计算说明书。各种实验的组织方式依实验本身的性质不同而异,有所不同,有些安排在课程教学中进行,有些则安排专门的实验课。设备操作实习、管线输送综合实验安排集中周实施。
本课程实践环节内容多,学时较少。2008年之前,实验条件主要是实际设备和属于物理模拟的管线系统,实践教学的效果不够理想。属于验证性、演示性的实验(比如管线沿程摩阻、不满流实验),能够达到教学的要求;对于设计性、研究性实验,由于实验准备工作多、时间长,实验的效果难以完全达到要求;用实际管线设备进行的综合性实验,学生分布在不同的岗位,许多实验过程没有实际体会,能力的锻炼有局限性;创新性实验只是极少数学生有可能在课外进行。
分析实践教学状况,可以看出:验证性、演示性实验在实践教学中扮演主要角色;设计性、研究性实验没有得到足够的重视,停留在传统的方法上;创新实验还不利于培养学生的创新意识和创新能力;综合性实验更多的是形式,研究得不够。
3实验教学平台建设[2-5]
按照“虚实结合、互为补充、综合运用、注重创新”的实验教学理念,经过多年的建设,构建了虚实结合的实验教学平台(图1)。
一是采用物理模拟的手段,建设了一条长度为3.2km的小口径管线系统,设置多个调速泵站,工艺流程与实际管线相同。既可用水代油进行实验,以节约实验经费、便于管理、确保安全,又能用实际油品实验,进行输油工况特别是不同油品的顺序输送研究。建设了一个供油装备性能检测实验室,能够进行各种输油设备、器材、仪表的性能实验。
二是运用模拟仿真技术,构建机动管线模拟训练系统。将管输动态分析运用于输油模拟实验,真实反映管线系统流动状态变化的全过程,开发了工艺设计、输油仿真、调度指挥、泵站监控等软件。可以根据需要设置不同长度、不同起伏状况的虚拟管线,进行各种工况的模拟实验。建设了油料器材、设备仿真实验室,构建了仿真实验平台,开发了软件,为学生提供了学习、研究和创新的环境。
三是研制了以机动管线制式输油设备为原型的输油泵机组、供油泵机组半实物模拟器。模拟器仪表、指示灯、操作手柄的布局与实物相同,所有操作与实物一致,既能够进行输油泵机组、供油泵机组的使用操作训练,又能与模拟软件构成完整的模拟实验管线系统,进行输油调度、情况处置的实验。
四是配齐了能够铺设10km管线,开设四个泵站、两个计量站的机动管线管子、器材和设备,为学生进行综合输油实践提供了物资基础。
4教学实践
2009年以来,在教学实践中运用已建成的实验教学平台,对输油管线系列课程的实践教学进行改革与探索,取得较好的效果。
用虚拟管线对课程设计进行优化课程设计阶段,学生分成若干个小组,3~5人为一组,教师给学生提供课程设计的基础数据。先由学生独立完成一条机动管线的有关计算、流程设计、泵站布置、排空设计等,形成初步设计方案和设计说明书;再分组将每人所设计的机动管线系统按照设计参数构建虚拟管线,进行计算结果的验证和设计方案优化,讨论并找出设计中存在的不足和问题;第三步是每位学生修改完善自己的课程设计。此做法既加深了学生对管线设计内容的理解,熟练掌握设计方法,又学会了利用计算机软件进行输油管线设计的方法。
用物理模拟系统进行输油设备性能实验
一是结合理论课的教学进度,分别进行管线输油的有关单项实验。比如利用小口径管线系统进行管线沿程摩阻、开式和闭式输送方式等验证性实验,长陡下坡线路不满流、气顶液排空等演示性实验等。利用供油装备性能检测实验系统,进行阀门流通能力、流量计检测精度等实验。在进行验证性、演示性实验的过程中,使学生学会实验设备、仪器的使用,熟练掌握实验方法,能够进行实验数据的处理。
二是进行管线输送的综合实验。综合实验分组进行,8~10人为一组,学生担任不同的角色、岗位轮换进行实验。按照管线输送的程序,主要进行管线充油、输送、典型工况变化、停输、排空的实验,人为造成输送过程中管线水击、位置固定的线路泄漏等实验。每组学生实验前提出实验方案,在教师指导下进行实验。
用模拟器进行输油设备的操作训练机动管线泵机组由发动机驱动,输油中采用改变泵转速的方法进行输油压力调节,泵机组的操作水平直接影响管线输送的稳定性和安全性,因此,学生应当熟练掌握泵机组的操作。实物操作练习的效果好,但准备时间长、油耗高、易损坏设备和仪表,且受天气、场地等条件限制,训练效益较低。泵机组模拟器(图2)研制成功后,在教学实施时,先让每个学生在模拟器上进行操作练习,操作熟练后再动用实物练习。这种虚实结合的操作训练,有效地增强了训练效果,节省了经费。
用管线模拟系统进行输送工况实验利用小口径管线系统进行管线输送实验,虽然可以使学生掌握管线输送的基本情况,巩固理论课学过的知识,提高学生的动手能力,但是该管线系统站距较短,远小于实际管线,所输送的液体不可压缩,压力波沿管线传播的时间与实际管线相差较大,因此,管线输送中的特殊工况(比如最常见的线路任意位置泄漏)在物理模拟系统中难以进行实验。
构建包括泵站监控、输油调度、系统仿真、训练考核等软件和泵机组模拟器的机动管线模拟训练系统(见图3),采用真实的数据构建虚拟管线,设置虚拟情况进行与实际相同的输送作业,进行各种输送工况的实验。学生8~10人为一组,其中两人担任输油调度,负责设置实验工况,其他人在不同岗位进行操作,学生岗位轮换。学生也可以利用软件,独立进行管线输送的计算机模拟训练。学生可以应用管线模拟系统,探讨所感兴趣的问题,验证学过的输油工况变化规律、运行自己编写的有关计算机程序。
实物实验、模拟实验互为补充,克服了以短管线代替长管线实验所造成的数据失真问题,泵站操作和输油调度紧密结合,训练与实操无缝衔接,提高了实验的针对性、有效性。
用机动管线输油装备进行综合实验实物综合实验单独安排,集中一周的时间进行,重点练习管线各种地形的铺设、穿跨越障碍、泵站开设和输送中的配合作业;检验课程理论教学、实践教学的学习情况,运用所学知识解决实际问题的能力;研究、探讨管线输送中出现的新情况、新问题;学习新研装备、新开发软件的使用。
用虚实结合的实验平台开展创新实验在教学的各个环节,始终注意培养学生的创新意识、创新精神和创新能力。在理论教学中,把不同的学术观点介绍给学生,鼓励学生发现问题、提出问题、解决问题;实践教学中,鼓励学生在完成必须完成的实验任务的基础上,利用各种实验条件,进行探索实验、创新研究,并取得明显的成效。比如,利用供油装备性能检测实验系统,填补了多项国外引进油料器材的性能参数;进行了新研输油器材的探索实验,为确定其技术指标提供了数据支撑。利用油料器材、设备仿真实验系统,针对阀门的现场维修,提出了改进方案;对水底裸管铺设穿越河流进行模拟仿真,提出了新的稳管方法,获国家发明专利;利用管线模拟仿真系统,提出了不同口径机动管线配合使用的技术方案。
创新实验除了在课内安排一些学时外,更多的是学生利用课外时间进行实验。在教师的指导下,单个学生独立实验或兴趣小组专题实验,课外实验要提前预约。几年的教学实践表明,这种实践教学方法对激发学生学习的热情、探索的欲望,提升创新的信心和勇气,培养严肃的工作态度、严谨的工作作风,提高创新能力有显著的作用。
5结语
虚实结合的实验教学平台,将流体机械、检测技术、计算机模拟仿真等融为一体,充分发挥实物实验、虚拟实验各自的特点和优长,互为补充,为实践教学提供了丰富的手段,克服了传统实验存在的问题,对培养和提高学生的动手能力、实验能力、创新能力发挥了重要作用,几年的教学实践充分证明这一点。随着教学改革的不断深入,应进一步深入开展实践教学的研究,探索规律,总结经验,不断提高人才培养的质量。
参考文献
[1]张伟明,雍歧卫,蒋明,等.输油管线课程实践教学改革[J].实验室研究与探索,2008(1):119-121.
[2]李兵,邢立民,等.运用模拟教学平台培养学生的实践能力[J].实验科学与技术,2007(6):114-116.
[3]张伟明,蒋明,等.输油管线模拟实验系统的构建[J].实验技术与管理,2009(4):60-61.