工程教育的实践教学3篇

（一）

一、石油与天然气工程类专业实践教学的改革

结合石油与天然气行业发展需求和我校石油工程、海洋油气工程、油气储运工程等专业实际，着眼于现代工程教育体系的构建和人才培养质量及就业竞争力的提高，对石油与天然气工程类专业实践教学进行了较为系统的改革与实践。

1．1转变实践教学理念

在工程教育背景下，传统“以学生为中心，以培养学生掌握专业基本技能和要求”的实践教学理念已不能完全适应行业发展和专业建设的需要。在此基础上，统筹研究实验、实习、实训等实践教学环节，将项目式教学和问题探究式教学相结合，将课程实践训练和企业真实生产任务作为载体进行项目训练相结合，转变并形成为“以培养学生为中心，以强化学生基本技能、综合技能、创新能力和工程意识为核心”的新型实践教学理念。

1．2深化专业实验教学改革，加强实践教学队伍建设

以坚持培养基础扎实、知识面宽、能力强、素质高，具有一定创新能力、较强实践能力和良好发展潜力的石油与天然气工程类高级技术人才为指导思想和基本目标，突破一直以来局限于章节或课程知识的专业基础性或专业性实验，将基本技能实验、综合设计实验、自主选修实验、探索创新实验有机结合并统筹安排，对专业实验教学进行改革，形成兼顾传统与现代的实验教学格局。与此同时，从采取引进、培养并重的思路出发，制定实践教学队伍建设规划，优先吸纳具有实践经历和企业培养背景的硕士、博士人员，建立青年教师业务能力和师德师风的常态化培训机制，并充分发挥“产学研”优势，加强校企联合创新基地和实习基地在实验、实习、实训教学环节中的作用，构筑“双师型”实践教学队伍。

1．3强化实习基地建设，创新实习、实训内容

实习基地的建设是搞好专业实习、实训的关键，随着石油天然气开发新技术的不断涌现，相关设备、工艺也在不断发展、更新，实习基地的建设应是一个持续不断的任务。因此，树立系统和发展的观点，一方面巩固与油田等单位业已建立起来的良好合作关系，另一方面在油田开拓校企联合大学生创新基地，建立紧密型的人才联动培养关系。基于所搭建的这些基地和实践创新场所，在深井、高温井、三次采油、低渗透油藏及气田开发等专业领域创新性扩充实习、实训教学内容，努力改善实习、实训教学效果，提高学生的工程实践能力。

1．4推进课程设计教学的改革与实践

针对一直以来课程设计以班级教学为主、同一班级甚至多个班级选用同一训练题目存在的诸多弊端，以及石油与天然气工程类专业“油田合作班”这种“订单式”人才培养的现实需要，从课程设计教学计划形式的灵活性、课程设计教学内容的创新性、课程设计教学大纲及管理制度的规范性、课程设计试题库与数据库的完善等方面出发，对课程实践训练环节进行改革。

1．5毕业设计教学环节的优化与改革

作为衔接学校与社会需求的桥梁，毕业设计这一实践教学环节对于保障人才培养质量具有举足轻重的作用。在选题制度方面，应紧密结合专业研究方向，以教师的科研课题为依托，与工程实际和生产相结合，难度适中，同时，充分利用用人企业的资源，在建立健全各项合作制度的前提下，鼓励用人企业参与到已签约学生毕业设计教学环节中来，将实际生产实践中的相关具体技术问题渗透给学生，使学生提前了解岗位需求，锻炼实践能力，扩展知识面，缩短毕业后适应新环境、新岗位的时间，用人企业也可以从中省去将来新员工培训的部分环节；在指导方式方面，根据选题情况进行优化，体现一定的针对性，校内毕业设计指导教师应着眼于方向、方法及进程上的指导，着重于培养学生应用知识的能力、生产实践的能力和创新思维能力，校企合作的毕业设计指导方式，则采用“双导师、双指导”的模式，校内导师把握专业培养目标、教学基本要求和毕业设计（论文）质量标准，企业导师弥补学生工程背景和实践的不足；在过程监督方面，以导师负责制为基础，实行院、系、教研室三级跟踪监督，改革中期检查的形式和范围；在考评机制方面，实施学生和指导教师的双向考评，特别是突出毕业设计指导工作在教师业绩考评、年度教学激励政策上的权重。通过这些方面的优化与改革，使毕业设计教学环节的质量得到进一步的保证。

1．6改革并构建实验、实习、实训一体化的实践教育教学体系

遵循“以学生为主体，以教师为主导”的原则，在实验教学中立足传统，发展现代实验；在实习教学中巩固基地，创新内容，积极拓展实践创新场所；在实训教学中，将基于专业课程的实践训练和以企业真实生产任务为载体进行项目训练相结合。同时，重视“产学研”的深度融合，实现室内实验与矿场实践的双向互动，使各环节教学内容系统衔接、相互协调，并且健全管理和运行保障机制，以构建一种实验、实习、实训一体化，贯穿石油与天然气工程类专业本科教学全过程的多层次实践教育教学体系。

二、石油与天然气工程类专业实践教学的改革成效

2．1改革成果

（1）建成“石油工程与地质”国家级实验教学示范中心，创建了大学生创新实验平台。通过对实验教学理念、实验教学方法、实验教学手段及实验教学队伍的一系列改革与建设，有效促进了专业实验室的发展。在“十一五”期间“石油工程”省级实验教学示范中心建设的基础上，自2009年批准东北石油大学“石油工程与地质”国家级实验教学示范中心（建设单位）以来，作为石油与天然气工程类专业实践教学改革与实践的主要载体，油气井工程实验室、采油工程实验室、油藏工程实验室和油气储运工程实验室以示范中心的核心单位进行建设。并通过购置新的仪器设备、建立开放运行方式与机制，创建了专为大学生使用的创新实验平台，为学生开展创新性实践活动提供了优越条件，也丰富了国家级实验教学示范中心的内涵建设。目前已建成为东北地区唯一的集石油钻探、油藏评价、石油工程、油气储运工程等专业于一体的具有鲜明特色的石油类综合性实验中心，并以优异成绩通过了专家组的评审验收。

（2）建成石油与天然气工程类专业实习、实训基地群，获批国家级工程实践教育中心共建单位。建成了大庆油田技术培训中心、大庆油田有限责任公司储运销售分公司南三油库、中石油管道公司大庆林源首站等稳固的实习基地；充分利用毗邻大庆油田的地缘优势，在大庆油田勘探开发研究院、采油工程研究院、设计院及采油四厂、采油九厂等单位建立了校企联合大学生创新基地，拓展并创新了实习、实训教学内容，形成了石油与天然气工程类专业实习、实训基地群。同时，作为主要建设对象，于2012年6月获批国家级工程实践教育中心共建单位。

（3）石油工程专业列入教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”。针对国家强化工程教育的战略性举措，在继续丰富石油工程和油气储运工程国家特色专业、省重点专业建设的同时，抓住了契机，积极申报，凭借专业背景和已有建设、改革发展成果，石油工程专业列入了教育部第二批“卓越工程师教育培养计划”，相关组织实施细则的梳理也在有序进行中。

（4）“双师型”实践教学队伍建设步伐稳步推进，大庆精神、铁人精神的育人特色进一步得到提升。一方面通过吸纳具有实践经历和企业培养背景的硕士、博士人员加入实践教学队伍；另一方面充分利用校企联合创新基地和实习基地，发挥企业工程技术人员作为指导教师的作用，稳步推进了“双师型”实践教学队伍的建设步伐。同时，通过加强对教师业务能力、师德师风、爱岗敬业、求真务实、开拓创新的培养、培训，使大庆精神、铁人精神的育人特色进一步得到了提升。

（5）充分发挥“产学研”办学优势，有力促进了学生实践动手能力和创新能力的培养。将“产学研”办学贯穿于石油与天然气工程类专业实践教学改革与实践的全过程，保证了学生专业基本技能培养的同时，有力促进了学生动手能力、实践能力和创新能力的培养。

（6）毕业生培养质量及就业竞争力提高，社会服务功能和示范辐射效应显著增强。这种实践、创新、工程能力一体化的教育教学模式的应用效果显著，其中近两年来，石油工程和油气储运工程专业的毕业生培养质量及就业竞争力明显提高，一次就业率稳中有升。实践教学改革经验及成果已在兄弟院校借鉴或推广应用，校内仿真教学特色实验室作为省科普教育基地，开展了大量合作交流及社会服务工作，示范辐射效应和社会服务功能显著增强。

2．2实践效果

改革成果在我校石油工程、海洋油气工程和油气储运工程专业进行了全面推广应用，学生受益面广，成效显著。

（1）所建成的国家级“石油工程与地质”实验教学示范中心是石油与天然气工程类专业大学生创新实验、创新训练计划实施的主要场所，2012年度，由学生自主完成的“深井防腐蚀水泥浆体系实验评价与优选”和“基于库仑滴定原理的碘量法在油田地面系统硫化物分析中的研究与应用”2项成果在全国地学类30个国家级实验教学示范中心所提交的60余项创新性实验成果中脱颖而出，分获一等奖和二等奖。

（2）所建成的石油与天然气工程类专业实习基地覆盖了石油工程和油气储运工程专业的所有本科生，校企联合创新基地覆盖了两个专业大三、大四年级10％～15％的学生。

（3）石油工程专业和油气储运工程专业以优异成绩顺利通过了“十一五”省级重点专业验收，并成为“十二五”省级重点专业建设点，石油工程“卓越工程师教育培养计划”的相关组织实施细则也在有序梳理中。

（4）实践教学队伍层次明显提高，近年引进的高层次人才和聘任的企业指导教师约占到实践教学队伍的30％。

（5）石油工程专业和油气储运工程专业近两届毕业生的专业技能、知识运用能力、实践动手能力及创新能力显著提升，平均就业率达到了95％以上，用人单位评价良好。

（6）实践教学的改革经验与成果已在同类院校得以借鉴或推广应用，加上大量的交流及社会服务工作，使示范带头作用明显，同时有效地服务于行业和地方区域经济发展。

三、小结及展望

总之，通过实施整体创新，以现代工程教育体系的构建为目标，在石油与天然气工程类专业实践教学过程中加强改革与实践。

（1）统筹大学生实验、实习、实训等实践教学环节，通过改革，将项目式教学和问题探究式教学相结合，将课程实践训练和企业真实生产任务作为载体进行项目训练相结合，形成了“以培养学生为中心，以强化学生基本技能、综合技能、创新能力和工程意识为核心”的实践教学理念，并构建了一种实验、实习、实训一体化，并贯穿石油与天然气工程类专业本科教学全过程的多层次实践教育教学体系。

（2）采取科研促教学的措施，促进实习、实训、创新基地的建设，并使工程实践教育中心的巩固建设、卓越计划的推进、实践教学队伍的优化等得到加强，将“产学研”贯穿于石油与天然气工程类专业实践教学改革与实践的全过程，实现了与油田开发建设的紧密结合，促进了石油行业紧缺人才动手能力、实践能力和创新能力的培养。

（3）集实践教学体系、教学模式、教学队伍建设于一体，进一步提升了大庆精神、铁人精神的育人特色，丰富了育人内涵，提高了育人质量，实践教学改革经验与成果的示范辐射效应及社会服务功能也不断凸显。当然，建立现代工程教育体系，需主动处理好如何建构现代工程教育的课程体系，以及教师知识结构如何满足现代工程教育的教学要求等多重关系；落实现代工程教育体系，完成对学生现代工程师相关知识、技术的传授、相关技能的训练，则是一项系统工程，需多管齐下，并不断地进行改革与创新。

作者：殷代印 曹广胜 单位：东北石油大学 石油工程学院

（二）

一、以工程实际为背景，合理设计实验各阶段

工程是创造“人工制品”的活动，即人造物的过程，所以以制造产品的过程为实验主线，是工程背景的最好体现。按照产品的生产过程，将实验分为准备阶段、实施阶段、检验阶段和分析阶段。准备阶段需要学生根据已学的专业课程知识，针对给定产品进行工艺设计、生产工艺的编制、原材料的准备、仪器和设备的准备等；实施阶段是制造产品的主体阶段，以制造出产品为目标，将准备工作逐一进行落实，即在此阶段要制造出产品；检验阶段是对制造出的产品进行检验，给出性能检验结果，并对产品质量作出判断；分析阶段要求学生综合运用所学专业基础课及专业课的理论知识，结合具体实验条件，对产品的检验结果进行综合分析，对合格的制品给出肯定的结论，对存在的问题提出建议和改进措施。

二、知识、技能和设计能力并举，体现工程教育的综合性

综合性是工程教育的又一特征。工程里任何一个东西都综合了很多要素在里面，必须在一个主体学科的前提下，有着综合的思维、综合的能力。学生能够将所学的知识进行系统和综合是工程教育的目标之一，当然综合性应体现在工程教育这个大系统的各个层面，就本教学环节中，其综合性主要体现在实验内容的综合、涉及知识的综合以及实验操作的综合上。由于本实验是以生产为背景，所以实验内容不是只涉及某课程的某个环节，或某个知识点，也不是简单的演示和验证，而是涉及了多门专业课的实验内容，并且将这些实验内容进行良好的融合与衔接。既然实验内容涉及了多门课程，涉及的知识也同样是多门课程，实验过程需要学生利用多门课程的知识进行设计、准备并进行实际操作。产品生产的实施过程和检验阶段，对学生来讲虽然主要是动手，但是涉及到前序多门课程的实验知识和操作技能。对产品的质量和性能进行综合分析阶段，更需要将多门课程的理论知识与实践相结合，培养学生综合运用理论知识分析和解决实际问题的能力，这是培养学生综合素质和能力的重要措施，是本环节的主要目的。可见，实验内容和教学过程以促使学生将知识进行综合归纳为目的，充分体现了本环节的综合性特征。

三、学生为主体、教师为主导，注重培养工程素质

工程活动本身就是一种创新活动，所以工程教育要强调创新精神和创新能力的提高；工程教育的素质理念内涵是更应注重能力的训练和品德的养成。所以工程教育要注重创新精神的培养和能力的训练。本环节的教学方法不同于传统的实验教学，指导教师将任务布置以后，所有工作由学生自行完成。具体任务为：5～7人一组完成一个产品的生产全过程。指导教师仅起指导和监督作用，对实验方案的确定、实验操作等可以进行建议和引导，但不过多干涉。在实验的几个阶段中，准备阶段最能发挥学生的创造能力，因为除给定任务和实验条件外，没有其他任何限制。学生可以自行选择具体工艺、材料、设备等，每个小组的方案可能完全不同，这是在本教学环节中刻意设计的，目的是给学生的创造力发挥留下足够的空间。另外，此阶段还包含了工程设计内容，以锻炼学生的工程设计能力。除准备阶段，其他3个阶段在教学过程均注重对学生能力的培养，如实施阶段和检验阶段主要是加强和锻炼学生的动手和操作能力，分析阶段则是培养学生运用理论知识分析和解决实际问题的能力，是理论指导实践的升华。总之，以“学生为主体、以教师为主导”的教学方法，有利于培养学生的创新精神和工程实践能力，提高工程素质。

四、“专业综合实验”教学实例

下面以材料成型及控制工程专业的铸造模块为例，介绍本环节的教学内容和教学过程。

4.1实验任务

铸造模块选定的产品是哑铃，6个学生为一组，每组给定一个牌号（铸钢或铸铁）并下发一个哑铃实物。

4.2准备阶段

首先，每组对哑铃进行测绘，然后对哑铃进行铸造工艺设计，绘制铸造工艺简图，指导教师审定后，外协加工模样。在此期间，学生进行配料计算，制定熔炼工艺、孕育工艺、浇注工艺及热处理工艺；同时准备炉料、造型材料等各种原材料，准备工装，并对中频炉和浇包进行检查、修筑。

4.3实施阶段

每组学生分工合作，按照上个阶段设计的工艺，进行配料、熔炼、配砂、造型、孕育、浇注、清理、热处理（铸钢件）等工序的具体实施，完成哑铃的铸造过程。

4.4检验阶段

哑铃铸件清理后，首先对外观尺寸和质量进行检验，然后将哑铃纵向剖开，检查内部质量，再从哑铃上取若干试样，进行金相观察、测试力学性能。

4.5分析阶段

根据哑铃铸件外观质量、内在质量、金相组织，力学性能等检验结果，运用所学理论知识对其质量进行综合分析，并给出改进方案。四个阶段的实验后，学生对铸造生产过程有了清晰的认识，锻炼了设计、操作、检测等各种工程能力，还将理论知识有的放矢的应用于实践，关键之处还在于，本次综合实验的过程完全是开放的，除了完成哑铃的铸造过程，没有任何的限制和要求。真正体现了“学生为主体，教师为主导”的教学过程。

五、结束语

在教学计划中，设置“专业综合实验”的实践性教学环节，体现了工程教育的实践性特征。依据大纲的要求，设计并实施的具体教学过程和教学方法，符合工程教育综合性和创新性等要求，可以在工科院校中进行推广。

作者：刘瑞玲 王会霞 王军 顾文华 单位：河北科技大学材料科学与工程学院

（三）

一、工程教育理念在教学方式中的渗透

1．将工程设计与课堂教学相结合。

在每轮上《采矿通论》第一堂课时，笔者会让学生2～3人组成一组，发给每组一张煤层底板等高线图与相应的地质资料，要求他们随着课堂学习，完成一次矿井生产系统设计，课程上完按照毕业设计要求递交一份采矿设计成果。为了保证工程设计与课堂教学密切结合，检验学生的学习效果，在每个知识单元学完后专门抽出1课时检查学生应用知识的能力和设计进度，解答大家存在的共性问题。如矿山地质学学完后，每位学生应该熟悉自己设计图纸上的地质构造、标示符号，应该会计算储量和确定矿井生产能力。学生对知识的现学现用，面对真实的图纸资料就不觉得枯燥乏味;且学生带着任务去学习，对其主动学习有一定的促动。同时，笔者会有意识地告知学生，设计要贴近现场实际，不能太理想化，并且要进行必要的成本考虑。如许多组学生为了简化采区系统，每层煤都布置三条上山，造成矿井掘进费用很高，笔者帮学生分析了矿井实际怎么考虑这类问题的，例如尽可能开掘煤层巷道、联合开采、改变阶段布置方式等。又如学生初始确定矿井生产能力时，硬套设计规范，造成阶段倾向尺寸2000多米，不符合实际情况，笔者从工程角度给学生解释设置合理尺寸的依据。在传统的课堂教学中发现不了这些问题，知识一经应用问题就暴露出来。其归根结底是传统的教学仅只是认知教育或识记教育，并没有把知识与工程结合起来;学生学了一学期仍不会运用知识，仅记住了几个概念或框框。由此可见把工程实践与课堂教学结合的重要性，工程教育的重要性。

2．组织制作工程模型。

利用学校大学生科研立项、二级院系模型制作大赛等活动，组织学生制作采矿工程模型，以此来提高学生的空间思维、动手和协作能力。在每次活动前，笔者把课堂学习中的一些环节形成制作模型的想法告诉学生，让学生3～5人组成一组，一般2组。让学生自己利用1周时间思考如何能够展示要学习的知识，接着编写模型制作初始方案，包括模型表现原理、学生分工、所需材料、制作步骤、预期效果等。这一切都由学生自己去想去做，指导老师不加干涉，充分发挥他们的想象力和创造性。然后指导教师审阅制作方案，帮助学生分析模型制作的可行性、具体步骤及其难点，与学生充分交流，指导他们运用工程的思维编写大学生科研立项申请书或模型大赛方案指导书。接下来把经费给学生，由他们购买材料和工具，自负盈亏。制作模型过程中，指导教师只负责进度和出主意，学生自己绘制图纸、打造框架、接线焊接等。在近三年学校各项活动中，笔者指导学生制做了“采区运输系统”、“断层构造演示”、“综采工作面风、瓦斯电闭锁”等模型，这些模型集成了电、光、机械、结构等方面的知识，极大地调动了学生学习知识的热情和动手协作能力。

3．让部分学生参与现场科研实践。

2008级有2名学生参与了李凤仪教授主持的“七台河矿区桃山矿九井采空区充填项目”，2名学生参与了蒲文龙老师主持的“双鸭山矿区东保卫矿大倾角煤层深孔爆破项目”，3名学生参与其他老师的煤矿生产能力核定等科研活动。这些学生参与井下数据实测、材料设备搬运、仪器仪表的使用，目睹了矿井生产的许多环节，切实体会到矿井巷道系统如何布置、井下各大系统如何运行。与正常的课堂学习相比，学生参与老师的科研项目，能深刻感受到如何把书本知识应用到工程实践中，熟悉工程实际问题的处理过程。因此让学生参与现场科研实践，能迅速提升其工程意识和工程精神，实现真正意义上的工程教育。

二、教学效果分析

对比分析安全工程2007、2008、2009三届统招班学习《采矿通论》专业课情况，2007级三个班采用传统的课堂讲授法教学，考核方式为闭卷考试+课堂表现+考勤;2008级两个班、2009级一个班引入工程教育的理念改进教学方式，考核方式为工程设计+课外实践+口试+课堂表现。其教学效果具体表现在以下几个方面。

1．对后续毕业设计的影响。

2007级学生三班88名学生70分以上20人，这20人毕业设计时大部分做了矿山安全类设计，在做井田开拓部分时，很多学生一脸茫然，无从下手，更不用说其余学生了;指导教师只有像上课的时候重新讲一遍。而2008级两个班41名学生，经过课堂的设计训练后，能够很快进行矿井生产地质资料分析、储量计算，采区生产系统方案设计也能够根据实际情况提出合理的方案。如2008级1班的耿新亮同学根据采区煤层倾角不同，分别在井田东西翼应用了带区式和采区式布置，活学活用了课本知识，积淀了自身的工程思维。

2．学生掌握知识的牢靠程度。

2007级学生主要采用闭卷方式考核，试题三套覆盖了教材绝大部分知识点，结果有10位不及格，2/3学生在70分以下，说明传统的教学考核方式使得学生只能死记硬背一些概念、理论，考前突击，考后全部“回归老师”。2008级学生主要采用设计+课外实践方式考核，平时每一单元、每一模块成绩都打分记录，期末累加考核，结果期末口试时绝大多数学生都能说出问题的实质，知识掌握较为牢靠。

3．学生设计技能的掌握。

通过课堂教学与工程实践相结合，一使学生具备资料查阅、信息捕捉、计算机绘图等基本能力;二结合实际地质条件，学生具备采区生产系统、采掘工作面等方面的独立工程设计能力。三增强了学生独立科研和团队合作能力、与人沟通和协作的能力。四结论在《采矿通论》教学中引入工程教育理念，改变了传统的教学方式，揉和了多种教学手段，丰富了教学内容，增加了学生对《采矿通论》课程的学习兴趣，效果非常显著。更重要的是，提早培养学生的工程意识，提早使其感悟工程教育理念，对其今后的学习和工作都大有裨益。

作者：张锦鹏 张迎新 魏春荣 单位：黑龙江科技大学 安全工程学院