管道的腐蚀与控制课程的教学改革探索*

刘文婷

(西安石油大学材料科学与工程学院，陕西 西安 710065)



管道的腐蚀与控制课程的教学改革探索*

刘文婷

(西安石油大学材料科学与工程学院，陕西 西安 710065)

对石油化工行业来说，金属管道的腐蚀及其防护至关重要。管道的腐蚀与控制是我校反映专业特色的一门必修课程。本文结合我校管道的腐蚀与控制课程的基本情况，针对课程存在的主要问题，提出了包括编写体现行业特色的课程教材、采用多种教学方法以及增强实验和实践环节等几项主要的教学改革措施。结果表明，教学改革提高了课程的教学效果，强化了学生的实践能力和创新能力，从而提高了人才的培养质量。

管道的腐蚀与控制；教学改革；实践能力；创新能力

金属的腐蚀广泛存在于人们的生活中，腐蚀会造成巨大的经济损失，国外统计表明，每年由于腐蚀而造成的经济损失约占国民经济总产值的1.5%～4.2%[1]。国内统计表明，我国近年来由于腐蚀造成的损失约为5000亿元，约占国民经济生产总值的5%[2]。其次，腐蚀会导致设备破坏从而引发爆炸等灾难性事故、停工停产、造成中的“跑、冒、滴、漏”使生产有毒气体、液体、核放射物质等外逸，不仅导致不必要的经济损失，还会污染周围环境甚至危及人类的生命安全和健康。因此，高度重视金属的腐蚀，研究腐蚀的基本原理，减缓和控制腐蚀破坏的发生，不仅有显著的经济效益，而且有巨大的社会效益[1]。

对石油化工行业来说，腐蚀引起的损失更加严重，约占国民经济生产总值的6%左右[3]。石油化工行业的生产过程中所涉及到的工艺设备和管道容易遭受严重的腐蚀，腐蚀导致这些设备和管道的损害加剧，这不仅增加了生产成本，甚至会造成严重的恶性事故。而如果可以采用正确的腐蚀控制技术和方法，可以使腐蚀造成的损失降低25%～30%[3]。此外，目前石油天然气的输送主要依靠长距离埋地管道来实现，而所用管材一般为钢制管道。这些管道在埋地后，多数情况下导致其报废的主要因素都是腐蚀，因而如何防止这些管道由于腐蚀而造成破坏，就成为一个重要的研究方向。然而，管道的腐蚀有多种类型，不同类型的管道腐蚀的原因也不相同，因此通过相关的课程的学习明确各类腐蚀的产生原因和机理并制定相应可行的防护方法和措施，从而减少管道腐蚀所引起的损失和危害至关重要。此外，考虑我校的学生将来多在石油化工企业工作，因此结合目前该领域可能遇到的各类金属腐蚀及其防护工作的要求，对管道的腐蚀与控制这门课程进行教学改革，从而改善教学效果，增强学生的创新实践能力，对我校的学生及相关石油化工企业来说十分必要而且意义重大。

1 课程概况及存在的问题

管道的腐蚀与控制是金属材料工程、材料物理专业的一门专业方向必修课程，是反映我校专业特色一门必修课程。要求学生掌握金属腐蚀的基础理论和基本控制方法的原理；了解管道材料和管道成型技术及组织与性能控制方法，掌握研究腐蚀基本理论和方法；掌握腐蚀演化的基本理论，熟悉常用的腐蚀控制方法，能进行金属防腐方法的选择，具备一定的分析和解决实际问题的能力。通过本课程的学习，使学生掌握了金属材料尤其是管道材料在使用环境中发生腐蚀的基本原理、规律和特点以及管道腐蚀控制的基本方法，为以后在工作中从事金属腐蚀的研究、恰当地控制实际工程结构的腐蚀打下系统而坚实的理论基础。

课程教学过程中还存在着一些问题：目前有关腐蚀防护的教材以金属的腐蚀与防护类为主，这些教材没有充分体现石油化工行业的腐蚀与防护特色，而且大部分内容较为陈旧，一些新知识、新技术等不能及时体现在教材中，教材的特色性以及创新性不够。课程教学手段僵化，不灵活多变，学生被动接受知识，不能激发学生的学习兴趣，学习效果差。另外，教学理论与实践脱节，课程的理论内容与石油化工行业的生产实际关联性弱，学生的实践动手能力和创新能力不够，导致学生不能将所学相关知识灵活应用于实际遇到的具体腐蚀问题，从而产生理论与实践相脱节的现象。因此，立足石油化工行业对腐蚀与防护人才的需求，对课程进行教学改革从而提高防腐蚀人才的素质和能力非常必要。

2 教学改革措施

2.1 编写体现行业特色的教材

目前，腐蚀防护的教材主要是《金属腐蚀与防护》，为了充分体现石油化工行业内涉及腐蚀的特点以及相应防护措施的特色，我们编写了《管道的腐蚀与控制》这一课程配套教材。教材围绕腐蚀的理论基础和工程应用两个主题，选择管道这一典型工程构件，以管道用钢为中心，系统介绍了管道用钢在石油化工领域不用环境中的腐蚀原理、规律、特点以及相应的防腐蚀措施，尤其是有关油田腐蚀、炼油厂腐蚀原因分析和常用腐蚀防护技术的介绍，以及材料腐蚀性的评定方法等。此外，教材中给出了大量有关管道以及管道材料腐蚀规律与控制的实例和新近的相关文献资料，突出了理论基础与工程实践的结合，体现了腐蚀学科的最新研究进展和研究成果。该教材可以在保证将腐蚀与防护相关的基础知识传授给学生的同时，使学生切身体会到学习这门课程与今后工作之间的关系，从而在思想上充分认识到课程的重要性，有利于激发学生的自主学习能力。

2.2 采用多种教学方法，提高教学质量

为了提高学生的学习兴趣从而提高教学质量，教学过程中要采用多种教学手段，如教师授课中突出课程的重点、难点，引入科研成果和腐蚀与防护案例，采用多媒体等多种教学手段，课前或课后引导学生以案例或知识点为中心展开思考等多种形式。

教师在课堂首先要明确课程内容的重点、难点，着重讲清楚基本概念、理论。要帮助学生梳理重要知识点、基本概念之间的联系与区别，引导学生对知识点和概念等进行类比和对比，如化学腐蚀和电化学腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀、均匀腐蚀和局部腐蚀、阳极保护和阴极保护等，使学生在理解概念的基础上，轻松明确各个概念之间的区别和联系，牢固掌握腐蚀与防护的基础知识，达到较好的学习效果。

其次，可采用案例教学法，激发学习兴趣。腐蚀与防护的相关案例非常多，教学过程中可以列举例如钢铁件在潮湿空气中生锈、铜器在使用中表面生成铜绿、地下输油输气管道腐蚀穿孔造成泄漏等现实生活中的实例，贴近生活生产，浅显易懂；也可以把我校拥有的管道腐蚀与防护的相关科研成果引入课堂，丰富教学内容、突出课程特色。这些生动的案例的引入可以使学生在加深对腐蚀理论理解的同时，体验理论知识对解决实际腐蚀问题的重要意义[3]。总之，通过案例将理论与实践结合，可以使学生体会到课程内容与自己的生活、生产实际息息相关，提高系统运用所学知识来分析问题和解决问题的能力，在以后的学习工作中举一反三，触类旁通[4]。

同时，要多种教学手段并用调动学生学习的兴趣, 提高教学质量。如可采用教师提出问题，学生思考，展开课堂讨论的方式，活跃课堂气氛，提高学生的学习兴趣，培养学生的学习主动性。此外，采用多媒体教学的方式，通过视频资料、动画以及视频等，让学生直观感受腐蚀的危害以及进行防护的重要性，加深对理论知识的理解，开阔学生的视野，增强课堂内容的生动性，提高学生的学习积极性，以获得较好的教学效果。

2.3 增强实验和实践环节，提高学生的实践能力和创新能力

理论教学和实验教学是相辅相成的，培养学生的实验能力是提高其综合能力的重要方面。以往的实验以验证性及演示性为主，对发挥学生的主动性积极性不利[5]。为此，课程在普通实验外额外开设了综合性实验，由学生自行组成研究小组，查询相关资料后在指导教师协助下确定实验题目，然后由学生自己查阅相关资料并制定腐蚀实验方案，经指导教师确认方案可行后自行设计实验步骤，开展实验工作，最后分析讨论实验数据并给出相关结论。由于实验过程主要由学生自己动手实施，因此不仅使学生对课本所学基础理论知识的理解进一步提高，同时提高了学生的动手实践能力、团队协作能力以及解决实际问题的能力。

长期以来，大学生在学习过程中普遍存在创新能力不强问题，而随着社会进步和经济的飞速发展，对各种专业人才的要求越来越高，对大学生创新能力提出了更高要求[6]。积极参与国家、省级创新创业训练计划，对于学生而言是很好的实践锻炼机会。鉴于管道用钢的腐蚀与防护正是本团队的科研方向之一，因此我们鼓励学生根据感兴趣的研究方向，在指导教师的协助下确定具体研究题目，开展相关的研究工作，最终分析实验结果并发表科研论文。通过此项活动，不仅进一步提高了学生的实践能力，更重要的是提高了学生的创新能力，从而增强了学生的就业竞争力。

3 结 论

针对我校管道的腐蚀与控制课程的具体情况，通过编写体现行业特色的教材、采用多种教学方法和手段以及增强课程的实验和实践环节等措施进行教学改革，不仅提高了教师的教学能力和课程的教学质量，也改善了学生的实践动手能力以及创新能力，使学生灵活运用所学理论知识分析解决管道腐蚀及控制相关问题的能力不断增强，综合素质得以提升。

[1] 王荣,杨爱民,雒设计,等. 管道的腐蚀与控制[M]. 西安:西北工业大学出版社,2013:1-3.

[2] 曾荣昌. “腐蚀与防护”课程建设及教学[J]．重庆工学院学报:自然科学，2008,22(6):162-165.

[3] 陈武,梅平,赖璐. 石油化工特色的《金属腐蚀与防护》课程建设探讨[J]. 广东化工，2012,39(11):197-198.

[4] 白丽群,刘嘉斌,刘薇. 材料腐蚀与防护课教学内容的改革[J]. 科技信息，2010(27):17-17.

[5] 亢淑梅,李成威,王琳,等. 金属腐蚀与防护课程教学改革[J]. 中国冶金教育, 2013(S1):49-50.

[6] 韩立影,王亚男,张峻巍,等. 材料腐蚀与防护课程教学改革[J]. 中国冶金教育，2013(S1):51-54.

Exploration of Teaching Reform on Corrosion and Control of Pipes Majors*

LIUWen-ting

(School of Materials Science and Engineering, Xi’an Shiyou University, Shaanxi Xi’an 710065, China)

The corrosion and protection of metal pipeline is very important in the petrochemical industry. Corrosion and Control of Pipes is a required course of professional characteristics in our university. Combined with the basic situation and existing problems for the course of pipeline corrosion and control of pipes in our university, and according to the main problems existing in the course, some teaching reform methods of the course such as writing teaching material which reflects industry characteristics, using a variety of teaching methods and enhance the experimental courses and practical session were studied. The results showed that the teaching reform had improved the teaching effect of the course, strengthened the students’ practical ability and innovative ability, and thus improved the quality of the personnel training.

Corrosion and Control of Pipes; teaching reform; practical ability; innovation ability

西安石油大学校级精品课程 “管道的腐蚀与控制” 项目。

刘文婷(1981- )，女，讲师。主要从事金属材料相关的教学和研究。

G642.0

A

1001-9677(2016)020-0157-02