摘要：針對專業(yè)認證在優(yōu)化工程教育人才培養(yǎng)體系和培養(yǎng)模式中對實踐教學環(huán)節(jié)的要求，結(jié)合我校石油工程專業(yè)以認證標準為基準的教育教學改革實際，介紹了以軟硬件相結(jié)合的創(chuàng)新實驗教學平臺的設計和實現(xiàn)，闡述了其作為石油工程專業(yè)認證中持續(xù)改進工作抓手的有益作用，為相關專業(yè)開展工程教育改革與創(chuàng)新提供了借鑒和參考。

關鍵詞：實踐教學;實驗平臺;管理平臺;專業(yè)認證;石油工程

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2019）22-0269-03

作為工程教育人才培養(yǎng)體系和培養(yǎng)模式優(yōu)化的一種有效途徑，專業(yè)認證已在檢驗專業(yè)的競爭力、重構(gòu)系統(tǒng)的人才培養(yǎng)體系、形成持續(xù)的人才培養(yǎng)保障機制及全面提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量方面發(fā)揮著抓手性作用[1，2]。實踐教學作為支持人才培養(yǎng)目標達成的教學環(huán)節(jié)之一，其教學設計、教學方法、教學模式及最終的教學效果等直接支撐專業(yè)認證產(chǎn)出導向理念的貫徹和落實[3]。石油工程專業(yè)認證標準中也對包括實驗、工程設計、實習、科技創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)和社會實踐等在內(nèi)的實踐環(huán)節(jié)提出了具體要求，尤其是在支持條件標準里就實驗條件明確指出：實驗室面積和實驗教學設備滿足教學需要，實驗室安全管理規(guī)范，安全警示標識清晰，裝備安全措施有效，實驗涉及的危險化學藥品均備有安全說明，存取有記錄，實驗項目有安全操作規(guī)程;基礎實驗每組學生數(shù)不超過2人，專業(yè)基礎實驗和專業(yè)實驗每組學生數(shù)原則上不超過4人;每位教師不得同時指導兩個以上不同內(nèi)容的實驗[4，5]。這便為專業(yè)實驗教學的設計、運行及管理提出了更高的要求，同時也為實驗教學環(huán)節(jié)的持續(xù)改進提供了契機。

一、專業(yè)概況及認證背景

我校石油工程專業(yè)依托于石油與天然氣工程國家一級重點學科及油氣田開發(fā)工程和油氣井工程國家二級重點學科，目前為黑龍江省重點建設專業(yè)、國家第二類特色專業(yè)、教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”試點專業(yè)、地方高校國家綜合改革試點專業(yè)[6]。本專業(yè)一直致力于培養(yǎng)具有扎實的自然科學基礎和良好的人文素養(yǎng)，掌握石油工程領域?qū)I(yè)的基礎知識，具有社會責任感、創(chuàng)新意識和國際交流能力，能夠在石油與天然氣工程及相關行業(yè)從事工程設計與施工、科技開發(fā)和經(jīng)營管理等方面工作或能夠進入相關專業(yè)繼續(xù)深造的石油工程領域高級專門人才[7，8]。在促成國際通行教育質(zhì)量保障制度的專業(yè)認證背景下，我校石油工程專業(yè)正在申請工程教育認證，相關的教學改革及持續(xù)改進工作也在有序梳理并順利開展中。本文介紹的是創(chuàng)新實驗教學平臺設計與實現(xiàn)正是其中一個縮影。

二、搭建創(chuàng)新實驗平臺

以現(xiàn)有實驗教學中心和重點實驗室為依托，整合包括儀器設備、實驗場所等在內(nèi)的各種硬件資源，考慮鉆井、油藏、采油及地面等石油工程專業(yè)領域，從基本參數(shù)測定、性能表征、工藝模擬，到方案優(yōu)選，設計流體性能參數(shù)測試、流體性能評價、鉆采工藝模擬、驅(qū)油方案優(yōu)選等小型一體化實驗臺，進而搭建了為石油工程專業(yè)大學生共享開放使用的創(chuàng)新實驗平臺，為本專業(yè)大學生開展創(chuàng)新性實踐活動提供了專門場所和優(yōu)越環(huán)境條件，同時也豐富了“石油工程與地質(zhì)”國家級實驗教學示范中心、“石油與天然氣工程”國家級虛擬仿真實驗教學示范中心的內(nèi)涵建設。

該創(chuàng)新實驗平臺在實驗管理層面上開放、實驗內(nèi)容層面上開放、課內(nèi)外科技創(chuàng)新活動層面上開放，滿足了學生個性化培養(yǎng)的需求，為實現(xiàn)課程基礎實驗、綜合設計實驗，尤其是探索創(chuàng)新實驗等層次教學目標提供了可靠保障。

三、開發(fā)創(chuàng)新實驗教學管理系統(tǒng)

為了提高所搭建創(chuàng)新實驗平臺的利用效率，并強化專業(yè)認證視角下創(chuàng)新實驗教學的信息化建設，開發(fā)了涵蓋網(wǎng)站系統(tǒng)和選課系統(tǒng)的創(chuàng)新實驗教學管理系統(tǒng)（校內(nèi)訪問地址：http：//118.203.135.156：8080/openlab/），并發(fā)揮其在教學過程中的網(wǎng)絡信息化功能。

（一）網(wǎng)站系統(tǒng)

如圖1，創(chuàng)新實驗網(wǎng)站系統(tǒng)在設計時使用多層架構(gòu)開發(fā)模式，包括持久層、業(yè)務層、表示層。持久層使用Hibernate框架實現(xiàn)，表示層使用MVC Model2模式。視圖（V）采用Freemarker，控制器（C）采用Struts2，通過使用Struts2來實現(xiàn)MVC Model2模式，可以讓系統(tǒng)程序數(shù)據(jù)的顯示與業(yè)務邏輯分離。此設計模式是目前比較流行的MVC模式之一，采用此種模式主要是考慮數(shù)據(jù)的安全性和用戶操作的方便性。后臺管理模塊開發(fā)基于Java語言，Java語言最大的特點是能夠在Windows、Linux服務器上進行部署。從網(wǎng)站的安全方面，Java語言運行時，Java類需要類加載器載入，并經(jīng)由字節(jié)碼校驗器校驗之后才可以運行。Java類在網(wǎng)絡上使用時，對它的權(quán)限進行了設置，保證了被訪問用戶的安全性，從而保證了用戶在使用過程中數(shù)據(jù)的安全?；谝陨系目蚣芎驼Z言，網(wǎng)站系統(tǒng)開發(fā)中使用目前比較流行的Tomcat作為應用服務器，Mysql數(shù)據(jù)庫作為存儲工具，同時Tomcat和Mysql也可以跨平臺進行部署，以便兼容后期服務器操作系統(tǒng)的變更。

（二）選課系統(tǒng)

如圖2，選課系統(tǒng)包含創(chuàng)新實驗教務管理、創(chuàng)新實驗教學管理、創(chuàng)新實驗平臺開放預約管理、創(chuàng)新實驗過程智能指導與報告提交等功能。

1.教務管理的設計與實現(xiàn)。教務可直接導入學期課程表或者對教學計劃和開課管理進行詳細管理。其中教學計劃主要包括課程計劃、培養(yǎng)計劃及開課計劃，開課管理主要包括選課日期設定、學期日期設定、開課審核及開課查詢。

2.教學管理的設計與實現(xiàn)。教師編制并發(fā)布開課計劃，學生在教務發(fā)布后可查看開課計劃并進行選課。教師可自主添加創(chuàng)新實驗，并可根據(jù)實際情況進行安排。

3.開放預約管理的設計與實現(xiàn)。學生登錄系統(tǒng)后點擊“預約工位”，單擊已選實驗室信息，彈出信息提示框按鈕，點擊提交，該實驗工位預約成功。工位預約成功后，可在“我的預約”下查看預約的工位。另外，實驗室管理員點擊每個工位下的“操作”按鈕，頁面彈出當前工位的操作層，用戶可點擊“添加儀器”按鈕，即進入附屬于工位的儀器設備添加頁面。

4.過程智能指導與報告提交。教師可點擊向?qū)D中的“考勤管理”按鈕完成對相應學生的考勤管理，學生點擊“提交報告”按鈕，可進入填寫實驗報告頁面。教師點擊批改按鈕，進入批改實驗頁面，完成對實驗報告的批改，并可以在下側(cè)輸入該學生的實驗成績及評語。

另外，系統(tǒng)還可以實現(xiàn)創(chuàng)新實驗平臺的資產(chǎn)管理、互動交流通知管理等。

四、創(chuàng)新實驗教學運行實踐

基于創(chuàng)新實驗平臺硬件和創(chuàng)新實驗教學管理系統(tǒng)軟件，在專業(yè)認證背景下面向石油工程專業(yè)開展了創(chuàng)新實驗教學運行實踐。其中，在共享開放環(huán)節(jié)中，實驗管理層面的開放主要用于實驗教學課程內(nèi)必做項目的時間開放，學生通過實驗教學管理網(wǎng)絡系統(tǒng)自主選擇實驗時間。實驗內(nèi)容層面開放主要用于實驗教學課程內(nèi)選做項目的實驗，主要為綜合設計實驗，通過網(wǎng)絡預約、實驗方案設計提交、批準等程序?qū)嵤??？萍紕?chuàng)新活動開放，研究內(nèi)容、實驗方案、實驗時間均由學生自主設計和安排，有利于學生創(chuàng)新能力及個性化培養(yǎng)。大學生創(chuàng)新實驗平臺提供必要的設備和實驗耗材，主要任務是保證學生科技創(chuàng)新活動的進行。在運行實踐中，平臺的軟硬件日常由研究生作為助理教師監(jiān)督維護，實現(xiàn)平臺的全天候開放。實驗教學效果得到了大幅度提升，大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)得到了加強，大學生的工程實踐能力也得到了強化，實驗教學質(zhì)量和學生綜合素質(zhì)明顯有了提高，在人才培養(yǎng)目標達成度及持續(xù)改進方面顯現(xiàn)出一定的優(yōu)勢。

五、結(jié)語

在當前我國高?！半p一流”建設戰(zhàn)略形勢下，專業(yè)認證已成為高校人才培養(yǎng)體系進一步梳理、人才培養(yǎng)質(zhì)量進一步提高、教育質(zhì)量保障機制進一步改進的有效途徑，而實踐教學作為一項主要的教學環(huán)節(jié)，在“以學生為中心”、“以產(chǎn)出為導向”及“持續(xù)改進”三大理念的再現(xiàn)與培植中扮演著重要作用。創(chuàng)新實驗教學平臺的設計與實現(xiàn)促進了石油工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標的達成，保障了大學生創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，為石油工程專業(yè)認證創(chuàng)設了有力支撐，尤其是作為專業(yè)認證中持續(xù)改進工作的抓手，其為相關專業(yè)開展工程教育改革與創(chuàng)新也提供了有益參考。

參考文獻：

[1]李志義.解析工程教育專業(yè)認證的持續(xù)改進理念[J].中國高等教育，2015，（Z3）：33-35.

[2]孫晶，張偉，崔巖，等.工程教育專業(yè)認證的持續(xù)改進理念與實踐[J].大學教育，2018，（7）：71-73.

[3]戴紅玲，胡鋒平，彭小明，等.工程教育認證視閾下專業(yè)實踐教學體系的構(gòu)建與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2017，（11）：225-228.

[4]張浩，史慶.美國工程專業(yè)認證標準與高校石油工程專業(yè)目標的設定[J].石油教育，2008，（1）：86-88.

[5]楊二龍，逯廣東，張繼紅，等.內(nèi)陸高校建設海洋油氣工程專業(yè)的思考[J].石油教育，2016，（1）：21-24.

[6]劉義坤，鐘會影，尹洪軍.基于國家精品課建設的滲流力學課程教學體系設計[J].石油教育，2013，（3）：30-32.

[7]王志華，曹廣勝，張立剛.教育信息化視角下的虛擬仿真實驗資源建設[J].實驗科學與技術(shù)，2017，15（4）：152-155.

[8]劉炎，張若青，徐宏海.工程教育專業(yè)認證視角下我國工科高等教育質(zhì)量提升研究[J].教育教學論壇，2018，（34）：16-17.