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1、管道工艺设计课程工程实践场所地构建与应用-设计论文管道工艺设计课程工程实践场所地构建与应用江国业，胡艳娇（中国民航大学机场学院，天津300300 ）摘要：针对工程教育地现状，分析了构建工程场所地必要性.根据管道工艺设计课程地特点，提出在现有实践环节地基础上用仿真软件作为工程实践地主要组成部分 .分析了仿真软件地基本结构及其在CDIO 工程教育各环节中地作用 .介绍了管道工艺设计课程一体化教案地教案组织. 关键词：管道；工艺设计；工程实践场所；仿真；CDIO 中图分类号： G642.0 文献标志码： A 文章编号： 1674-9324 （2014 ）10-0178-02 一、构建工程实践场所地必
2、要性传统工程教育偏重于理论教案，而忽视工程实践训练，这就造成了如下两种情况：一是教师为了保证教案内容地系统性和完整性，受制于教材以及参考教材地章节安排和内容组织，缺乏工程实践训练，或者工程训练与理论教案脱节，不能实现联动 .整个教案有照本宣科之嫌，学生学习枯燥乏味，提不起兴趣，教案效果差 . 二是一个专业地各门课程多局限于工程上地某一环节，没形成一个整体，与实际脱轨，无法获得实战经验.学生学完课程后不能胜任相关工程在整个生命期内地工作，培养出地是工程师半成品，与企业地需求和期望差距较大. 人们已经逐渐认识到，工程教育地目标是培养学生能够在现代团队地环境精选学习资料 - - - - - - -
3、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页下，构思设计实施运行具有高附加值地复杂工程产品、过程和系统1.要想学生理解构思设计实施运行地工程背景，他们必须融入围绕C、D、I、O 组织地实践场所 2. 它可以是新建地楼房或使用功能经过重新定位地其他实验室和房间，能够支持简单及复杂地个人或工程小组进行构思设计实施运行地全过程3. 这样地场所无非企业地实习或工程操练、校内实验等.在 CDIO 教案模式下，企业深度参与教案过程，以实际工程工程为训练平台和工程教育环境，但实际操作中具有接收能力和意愿地企业数量不足以满足学生实践地需要 .为了提高学生地实践能力，同行做了有益地探索
4、4-6 ，建立室内环道实验室，管道控制系统和调度仿真系统.传统实验室基本上是围绕一个学科学习特定地能力或希望学生在工程中充当比较被动地角色，主要以演示实验为主，没有为构思、设计以及团队建设提供足够支持.传统实验室有局限性，无法直接替代工程实践场所，建设校内工程实践场所非常必要7-8. 二、管道工艺设计课程工程实践场所地构建与应用（一）管道工艺工程实践场所地构建在 CDIO 教案模式中，教师提出需求，学生构思（C），生成设计方案（D），然后做成产品（ I），并运行和维护（ O）. CDIO方法来源于机械工程、汽车、航空及电力工程1 ，所以这种思路对机电类学科非常适合 .一个管道工程需要经历规划、
5、设计、建设（实施）和运行四个阶段地生命周期 .但设计结果很难做成实体产品，动辄几百上千公里地管道在室内加以建造和运行显然是不现实地，无法体现建设环节，亦无法对自己设计地方案进行检验 .一般意义地工程实践场所不能满足教案要求.通常情况下，企业界用国际通用软件对设计方案进行测试后再进行施工建设，并用软件进行运精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页行优化 .这些软件很多地方不符合中国用户地使用习惯，部分功能与中国工程不匹配，并且依赖进口，价格高昂.显然，不可能每一个专业或课程都能及时获得或获得足够地经费支持 9 ，购置此类软件
6、 . 在整合室内环道实验室地基础上，开发管道仿真软件用于教案，与学生工作后地设计和运行地环境和模式一致，可以检验设计结果地合理性.这是构建管道工艺设计课程工程实践场所地一条可行途径.有了管道仿真软件之后，学生可以计地有效性和可靠性，亦可以学习管道操作方法，积累管理在软件平台上搭建自己设计地管道，通过测试分析检验设经验，使学生获取工程工程整个生命周期地经验和实践能力 .这样就构成完整地 CDIO 教案过程 . （二）仿真软件地应用以静态仿真和动态仿真为核心模块地仿真软件，在D-I-O三个环节中起重要作用，如图1 所示.仿真软件可以完成管道设计计算、虚拟管道搭建、失效性分析、适应性分析与应急反应操
7、作.学生通过工程可行性研究，确定管道设计数据，完成工艺设计后，用仿真软件搭建与初步地设计结果相符地虚拟管道，利用静态仿真和动态仿真模块对设计结果进行适应性分析和失效分析，验证设计地准确性和合理性，并将结果反馈给设计部分；可利用仿真软件完成调度计划编制与应急反应培训 . 部分软件界面如下：（三）教案组织精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页一般管道工艺课程地实践手段包括室内环道实验、企业实习、上机实验、课程设计和软件仿真等 .课堂教案和实践环节按照一体化理念分三阶段实施. 1. 企业实习阶段：到管道站场参观学习，或者参与工
8、程，对输气管道建立感性认识. 2. 课堂教案与工艺设计阶段：理论教案与工艺设计同步进行.期间需要通过环道实验了解管道特点和运行规律，通过上机实验，编制辅助设计程序，确定部分设计参数.设计结果导入仿真软件评价测试，并制定该管道地调度方案和应急反应方案. 3. 拓展研究阶段：对学习过程中发现地自己感兴趣地问题，通过环道实验、自编程序和仿真软件研究解决 . 这样，依照CDIO 模式从整体安排教案内容，在有限资源下补足C、D、I、O 各环节地教案资源，尤其是解决工程实践场所问题，在CDIO 四个层面上进行整合应用，构成完整地CDIO 教案过程，对学生获得工程工程整个生命周期地经验和实践能力不无裨益.
9、参考文献： 1Edward F.Crawley ，等，编 .重新认识工程教育 M. 顾佩华，沈民奋，陆小华，译 .北京：高等教育出版社， 2009. 2 陈文杰，任立军，张林，杨锋.新加坡理工学院基于CDIO 模式地工程教案改革 J.职业技术教育， 2009 ，（35）：91-93. 3 査建中，何永汕 .中国工程教育改革三大战略M. 北京理工大学出版社，2009. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页 4 陈 婧 ， 梁法 春.输 气 管 模 拟 实 验系 统开 发J. 实 验室 科学 ，2010 ，（01）：87-
10、89. 5 王明阳，于达.输气管道仿真教案系统地研发J.实验室研究与探索，2006 ，（06）：650-652 ，656. 6 熊辉 .仿真技术在输气管道调度管理、培训中地应用J.石油工业技术监督，2005 ，（05）：75-77. 7 李顺汀 .校内教案实习基地是培养工程实践能力地重要场所J.江苏高教，1991 ，（03）：55-57. 8 陆顺寿，曹其新 .新颖地创新实践场所“实学创新工坊”建设J.实验室研究与探索， 2012 ，（02）：98-100 ，121. 9 王旃 .基于约束条件地CDIO 渐进部署模式研究 J.高等工程教育研究，2009 ，（5 ）：44-47. 基金工程：中国民航大学教育教案研究课题有限资源下输气管道CDIO工程实践场所地构建与应用，中国民航大学本科专业综合改革工程（2013 ）. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页