摘要：
燃氣輸配是建築環境與能源應用工程專業的核心課程，結合西南石油大學土建學院情況，針對燃氣輸配課程教學的侷限性，對教學內容、教學方法及手段改革與實踐進行了探討。
關鍵詞：
燃氣輸配；教學改革；虛擬模擬
我校建築環境與能源應用工程專業2001年開設，下設“城市燃氣工程”和“供熱通風與空調工程”兩個方向。其中，“城市燃氣工程”方向是本專業的特色與優勢。燃氣輸配是建築環境與能源應用工程專業的主幹專業課程，設定的目的是培養學生的工程設計和管理能力。通過課堂教學等環節，使學生系統掌握燃氣輸配系統的構成和基本理論、城市燃氣管網水力計算與工況分析，瞭解各種常用裝置的工作原理及裝置選擇依據，培養學生能夠進行城市燃氣管網規劃設計、燃氣輸配系統的設計，以及燃氣輸配工程施工、管理的能力。研究和探討燃氣輸配課程教學改革，進一步提高教學質量、提升畢業生的專業技術素養已成為必然選擇。
一、目前教學中存在的問題
（一）教材建設不足
目前燃氣輸配教材存在一定問題，如內容落後，新技術、新理論偏少，與工程實踐聯絡不緊密，某些章節部分內容不夠全面和深入，某些設計規範中的重要條文未做介紹；計算例題不夠多；某些章節計算方法不詳細，計算公式偏少等。管網優化、模擬理論及技術是現在管網規劃設計、執行管理的重要手段，教材基本未做介紹。用氣量預測、儲氣量模擬計算、管網流量分配計算、管網水力計算、水力工況分析計算等內容側重基本原理，與實際工程差別較大；計算例題與工程實際脫節，難以達到工程訓練的要求。行業法律法規、設計規範等介紹甚少，部分章節未引用最新版本的相關規範。教材是學生學習重要的工具，系統性強、結構嚴謹、體系完整、內容全面、理論聯絡實際的教材對教學的促進作用是不言而喻的，而內容不全，知識陳舊，不能反映新理論新技術的教材會影響教學效果。
（二）教學方法單一
現在燃氣輸配一般採用講授法作為主要的教學手段，教師滿堂灌，往往講得熱火朝天，學生側耳聽，通常聽得昏昏欲睡。教師抱怨學生聽課不認真，學生反映教師講課不生動。教與學都達不到應有的效果。
（三）教學手段落後
多媒體具有圖、文、聲並茂甚至有活動影像的特點，是課堂上常用的教學手段，但是通常情況教師僅使用其中的幻燈片功能，把教材搬到螢幕上，最多加一些動畫來體現教師的講課思路，或者補充一些圖片，把多媒體裝置當作圖片播放器。落後的教學手段很難提起學生的興趣，使得學生在課堂上始終保持思維的活躍性，自然影響教學效果。
二、教學內容改革
（一）明確學習目的與要求
以強化學生工程設計能力和培養管理能力為目的，確定燃氣輸配課程的.學習目的與要求為：瞭解燃氣管網執行的基本規律；瞭解管材及附屬裝置；能夠進行用氣量、儲氣量、管道流量等計算；理解水力計算原理、方法；能夠進行枝狀管網、環狀管網的計算；理解“事故工況”的概念，瞭解管網執行的水力工況變化規律；掌握調壓、計量、儲存的基礎知識；能夠進行相關的設計，包括管網及站場。
（二）優化課程體系
根據學習目的與要求，優化教學內容和課程體系，捨棄與學習要求聯絡疏鬆的章節，按照學習目的與要求對授課內容重新編排和整理，打破章節限制，將內容分類講授。去掉了長距離輸送系統、管網的技術經濟計算、CNG供應、LNG供應、LPG供應等章節。燃氣使用者與燃氣需用量、管段小時計算流量、儲氣量、枝狀管網流量分配、環狀管網、室內管網流量計算等關於流量的內容集中講解，以便於對比分析，加深理解。將枝狀管網、環狀管網水力計算原理一起講解，將這兩種管網的水力計算方法及步驟一起講解，有利於學生對比理解這兩種管網的水力特徵，並掌握其水力計算過程與步驟。將高壓儲罐、高壓管道、長輸管道末端等高壓儲氣設施的儲氣原理及儲氣容積計算方法集中講解，並引申出來教材未提及的高壓鋼瓶、高壓儲氣井，指明其工作原理一樣，計算思路相同，起到觸類旁通的作用，也避免重複講解，節約了課時。通過對課程體系和教學內容的優化，教材內容變得調理清楚，簡潔明瞭，既易於掌握，又易於複習。
（三）適當補充教材內容
補充了燃氣輸配工程建設專案概況，用氣量預測計算方法，周調峰儲氣容積計算，環網流量分配計算方法，變工況管網水力工況分析例項，場站設計例項、管網規劃例項、管網完整性管理概況等內容，並按照行業現行法律法規、設計規範補充修改了教材相關內容。
三、教學方法和手段改革
（一）綜合應用多種教學方法
改變“講聽式”的教學模式，運用啟發式教學法、研討問題教學法、直觀演示教學法、自主學習法、案例教學法等多種教學方法，與講授法緊密結合，融為一體，充分發揮學生的主體作用，培養學生研究和創新能力。
（二）積極應用對比式教學
燃氣輸配課程很多內容可以採用對比式的教學方法。如室外和室內管道小時計算流量方法對比、枝狀管網和環狀管網水力特徵對比、枝狀管網和環狀管網水力計算原理對比、枝狀管網和環狀管網水力計算方法及步驟對比、枝狀管網和環狀管網變工況分析對比、高壓儲罐與低壓儲罐工作原理對比等。對比式教學可以讓學生清楚地看到各對比內容之間的差別，加深對內容的理解。
（三）充分利用虛擬模擬技術
瞭解管網執行規律,變工況下能夠判斷水力引數的變化趨勢是燃氣輸配課程的教學目標之一，傳統教學方式難以簡潔直觀地全面展示城市管網的執行規律和工況變化過程及相關裝置、站場工作原理、工藝流程等，藉助虛擬模擬手段可有效解決這一問題。燃氣管道模擬是對管道系統的特性進行描述的一種手段，它是通過計算機程式來完成的。它可自動地將系統的壓力、流量與管線各截面的流動特性聯絡起來，在設計階段用做方案比較和優化設計。進行燃氣管道穩定流動的模擬時一般在幾秒或幾十分鐘內就可知道整個管網及各分氣點的壓力、流量、溫度等引數，非常適合在設計中用來確定方案、進行水力計算、分析變工況引數等。目前常採用的管網模擬模擬軟體有英國ESI公司的PIPELINESTUDIOTGNET、美國STONER公司的SPS、由中國市政工程華北設計研究總院與北京賽遠科技發展有限公司共同開發的燃氣管網分析軟體G-NET等。TGNET和SPS動態模擬功能強，G-NET靜態模擬功能強，課堂教學中選擇G-NET做主要模擬軟體。利用機房安裝的G-NET網路版，教師完成管網的流量分配、水力計算、工況變化等計算過程，學生可直觀看到計算結果，並進行分析討論。可完成的變工況包括氣源點數量位置改變、氣源點供氣壓力改變、一個或多個點管徑變化、一個或多個調壓站故障等。教師備課時，要選擇一個合適的工程專案，預先完成水力計算前的準備工作，如管網方案、用氣量預測、儲氣量計算、確定儲配站位置、確定環流量等，並提前繪製計算草圖。上機時輸入環流量、管徑等引數，即可得到相應的水力計算引數。為了保證上機時能很快計算出結果，該工程專案不能太大，管網也不能太特殊。相比傳統教學方法，引入虛擬模擬手段後，學生對管網流量、管徑、壓力等各水力引數的變化有了更深的認識，更容易理解管網的基本執行規律。通過上機及工程例項分析，將傳統教學方法只能完成的定性分析變為了定量分析，提高了課堂教學效果。
（四）佈置課外小組專題學習
任務驅動法是教師給學生布置探究性的學習任務，學生查閱資料，對知識體系進行整理，再選出代表進行講解，最後由教師進行總結。教師佈置任務要具體，其他學生要極積提問，以達到共同學習的目的。基於任務驅動法基本理論，佈置了佈置課外小組專題學習。將全班學生每7~8人分成一個學習小組，在課堂學習的不同階段，根據課堂內容佈置多個課外學習專題任務。學習任務以小組為單位，小組全體學生協同合作，共同完成任務。成果有大作業、調研報告、方案比選報告、上機計算等多種方式，其中方案比選、水力計算分析等難度較大、工作量較大的任務還需要經過彙報才能獲得成績。成績按小組評定，小組每個學生的成績都一樣，課外學習專題任務成績作為平時成績的一部分，計入總成績。任務驅動教學法可以讓學生在完成“任務”的過程中，培養分析問題、解決問題的能力，培養學生獨立探索及合作精神。
四、結束語
燃氣輸配課程經過上述教學內容、教學方法及手段等方面的改革後，提高了教學質量，增強了學生的工程設計及管理能力，更加符合高等學校建築工程與裝置工程學科專業指導委員會的培養本專業需要的複合型工程技術應用人才的要求。
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