應用型本科油氣輸送管道教學的探討范文
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[摘要]“輸油管道設計與管理”和“輸氣管道設計與管理”是油氣儲運工程專業(yè)最重要的專業(yè)課之一。對“輸油管道設計與管理”和“輸氣管道設計與管理”兩門課程的聯(lián)系和差異進行分析，針對應用型大學學生的學習現(xiàn)狀，提出這兩門課程改革的建議，提高學生學習積極性，提高教學質(zhì)量。
管油氣儲運工程專業(yè)學生應具備較強的工程設計計算能力和一定的生產(chǎn)運營與維護過程技術(shù)管理能力。因此，在各個開設油氣儲運工程專業(yè)的高校，均開設了“輸油管道設計與管理”(以下簡稱“輸油管”)和“輸氣管道設計與管理”(以下簡稱“輸氣管”)兩門必修課程。因這兩門課程的先修課程基本相同，均為流體力學、傳熱學、泵和壓縮機等專業(yè)基礎課，且兩門課程內(nèi)容之間并無先后關系，在各高校的油氣儲運本科培養(yǎng)計劃中，常將這兩門課程在同一學期開設。在教學過程中發(fā)現(xiàn)，在同一學期同時學習這兩門課程時，常出現(xiàn)概念與計算公式混淆的情況。本文總結(jié)了輸油管與輸氣管課程的差異與聯(lián)系，并以此為出發(fā)點提出對這兩門課程教學的思考。
1輸油管與輸氣管課程的聯(lián)系與差異
我國輸油管的研究與教學較早。1944年，我國油氣儲運工程奠基人翁心源在美國學習期間編寫了《油管工程》，成為1955年張英教授第一次開設《輸油管》課程的啟蒙教材；1955年，工業(yè)出版社組織合作翻譯了蘇聯(lián)教材《輸油管的建造》[1]；1979年，由嚴大凡等人編寫的《輸油管道設計與管理》首次公開出版；1986年，嚴大凡主編對1979年版的《輸油管道設計與管理》進行增刪后再版；楊筱蘅和張國忠先后于1996、2006年對《輸油管道設計與管理》進行修訂。與輸油管相比，我國輸氣管的研究與教學相對滯后很多。1985年，華東石油學院根據(jù)《輸氣管工藝設計》課程大綱出版了第一部《輸氣管道設計與管理》教材；1991年，姚光鎮(zhèn)在此基礎上進行修訂再版；1999年，李玉星、姚光鎮(zhèn)再次修訂編寫第二版。最新修訂的《輸油管道設計與管理》和《輸氣管道設計與管理》知識覆蓋面廣、理論推導詳細，成為目前各大院校油氣儲運工程專業(yè)學生學習《輸油管》和《輸氣管》的經(jīng)典教材。隨著“應用型”教材的發(fā)展，西安石油大學蔣華義等編寫了《輸油管道設計與管理》，常州大學王樹立等編寫了的《輸氣管道設計與管理》側(cè)重應用與設計的教材，作為《輸油管》和《輸氣管》的教材或教學參考書或工程技術(shù)人員的參考書。無論是研究型還是應用型大學，輸油管與輸氣管的教學內(nèi)容均有很多相似相通之處。(1)管道流體流動公式均以《工程流體力學》為基礎進行推導。原油與天然氣均為流體，因此流體管道流動的串聯(lián)、并聯(lián)特性在輸油管、輸氣管中均適用。輸油管和摩阻計算、壓降計算可直接套用水力學的計算公式，但輸氣管的流量公式由流體流動的連續(xù)性方程推導得出，考慮到氣體的壓縮性，在推導時需與狀態(tài)方程共同求解。(2)溫降計算均以傳熱學為基礎進行推導。當輸油管道忽略摩擦熱、輸氣管忽略焦-湯效應時，管道溫降均可用舒霍夫溫降公式表示。(3)管道系統(tǒng)工作點均通過管道特性曲線與泵/壓縮機特性曲線聯(lián)立求解獲得。當輸油管道采用“密閉輸送”時，輸油管與輸氣管工作點求解方法相同。(4)干線站場停輸及泄漏對流量、沿線壓力的影響相同。因為輸送流體介質(zhì)的性質(zhì)不同，輸油管與輸氣管也有諸多不同之處[2-3]。
2應用型本科學生的學習現(xiàn)狀
教學質(zhì)量是高等學校的生命線。一個好的教師，應當懂得因材施教，了解學生的學習現(xiàn)狀，結(jié)合課程特點組織課堂教學。與研究型本科學生相比，應用型本科學生的學習基礎較差，但動手能力相對較強。主要表現(xiàn)為以下幾點：(1)應用型本科學生并不關注公式推導過程，通常只對公式“用哪里”和“怎么用”感興趣。公式就如同一個“黑箱子”，他們僅想要知道進入“箱子”的是什么參數(shù)，從“箱子”中出來的是什么參數(shù)，極少思考諸如“如何基于公式進行建模”、“是否可將這一推導過程應用于其他公式的推導”的問題。(2)應用型本科學生對英語、數(shù)學等基礎課程的學習投入較少。以某應用型大學油氣儲運工程學生為例，該校一個班38名學生中，高等數(shù)學一期末考試不及格人數(shù)超過25人，約占班級總?cè)藬?shù)的70%；大三時通過大學英語4級考試的學生不超過15人，僅占班級總?cè)藬?shù)的39%。英語、數(shù)學基礎薄弱，導致專業(yè)基礎課、專業(yè)課學習的過程非常吃力。(3)應用型本科學生的動手積極性和動手能力較強。在理論教學與實驗課程的學習態(tài)度對比較為明顯。進行理論教學時，一節(jié)課45分鐘的時間里，大部分學生只能保持30分鐘左右的聽課時間。而實驗教學過程中，他們關注實驗裝置原理和實驗流程，專心記錄實驗數(shù)據(jù)。
3課程教學的幾點思考
《輸油管》和《輸氣管》是兩門內(nèi)容相近，但計算過程又相對復雜的課程。針對應用型本科學生的特點，對這兩門課程的教學方式應進行改革。(1)在教學中，避免大段地進行公式推導，多講授公式的應用案例。以輸油管布站為例，在引出計算公式及布站的步驟后，給出部分真實的地理數(shù)據(jù)及要求，課堂上根據(jù)數(shù)據(jù)和要求進行計算。隨機抽查學生的計算思路，引導他們完成所需計算。而對于基礎較好，又有進一步深造欲望的同學，可只講授公式推導的思路，再解答同學的疑問。(2)把整塊知識點切割成小塊知識點，以專題形式講授，每個專題內(nèi)容相對獨立。以輸氣管布站為例，不考慮末段儲氣時，給出相關數(shù)據(jù)，引導學生進行布站。講到末段儲氣后，再引導學生計算末段長度，布站。(3)當講授到容易混淆的知識點時，把輸油管與輸氣管相關的知識點對比講授，讓學生在學習的過程中有比較地記憶。以溫降曲線為例，輸氣管與輸油管的溫降曲線相似。但因油管的摩擦熱和氣管的焦湯效應及油氣的性質(zhì)差異，兩條曲線又有差別。在講授時應注意解釋兩者差異及差異產(chǎn)生的原因。
4結(jié)語
《輸油管》與《輸氣管》都是油氣儲運工程的重要專業(yè)課。在進行課堂教學時，應了解這兩門課程的差異與聯(lián)系，根據(jù)學生的特點改革教學方式，避免大段公式推導，多講解應用案例，以專題形式把切割知識點講解，易混淆的地方詳細講解。提高學生學習過程的積極性，使學生學有所成。
參考文獻
[1]嚴大凡．油氣儲運專業(yè)建業(yè)一甲子回溯[J]．油氣儲運，2012，31(6)：401-406．
[2]李玉星，姚光鎮(zhèn)．輸氣管道設計與管理[M]．山東東營：中國石油大學出版社，2009．
[3]楊筱蘅．輸油管道設計與管理[M]．山東東營：中國石油大學出版社，2006.
作者：方麗萍；梁金祿；鐘瑩瑩；喻鵬；周雄 單位：欽州學院
