石油工程专业课程建设和教改探讨

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石油工程专业课程建设和教改探讨

摘要:

我校石油工程专业对包括“胶体与表面化学”在内的很多专业基础课进行了“重点课程建设”,并进行了相关专业课的教改。课程的建设及教改强调“教学相长,以人为本”的教育理念,以利于更好地为国家输送及储备卓越的石油专业人才。

关键要:

石油工程;高等教育;课程建设

目前,我国石油天气然的对外依存度已分别超过60%和30%。我国的石油早已不再似沈括的《梦溪笔谈》所云“盖石油至多,生于地中无穷,不若松木有时而竭”。对我国的战略石油储备及我国经济的可持续发展而言,石油工程卓越人才的培养突显其重要性。为此,我院每年都参与“国家大学生创新性实验”项目,特别注重培养学生的学习能力、动手能力以及创新能力,并为优秀大学生提供“卓越工程师教育培养计划”。我院同时还注重各级“教学名师”的带头作用以及对骨干教师的爱护和培养。在专业基础课程和专业课的教学方面,我校每年分批进行“重点课程建设”,以及国家、省及学校等各个级别的“精品课”建设。我院广大教师在“教学相长”中为国家输送了大量石油工程专业技术人才,确保了对我国石油工程“卓越工程师”人才的培养和储备。

一、专业基础课的课程建设

石油工程是一门非常专业的工程学科,本科生在第二学年开始专业基础课的学习。为了让学生能更好更快地领悟专业知识,我们教师都会在授课时引入石油工程中必须运用到的理论知识。因此,学生在第三学年学习专业课时,就能够很好地运用前一年所学到的理论基础知识。例如,我们针对大二学生的专业基础课“胶体与界面化学”进行了“重点课程建设”。“胶体与界面化学”是石油工程专业的先行课,学好这门课就能更快地学好大三以后开设的“钻井液工艺原理”、“提高原油采收率”等专业课。该门课主要讲解地是用“胶体与界面化学”的方法来解释和解决包括油气钻井和开发过程中所遇到的问题。例如,超细碳酸钙可用于保护油气层的屏蔽暂堵技术,它能很快地在井壁形成一层类似薄膜状的滤饼,降低完井液及固井水泥浆对油气层的进一步伤害;而且在采油之前,用酸化的方法可以溶解掉超细碳酸钙,恢复油气层的产能。学生在教师的引导下,逐步学会运用“胶体与界面化学”的基础理论知识去解释油气开采过程中的一些异常现象,为将来解决油气钻井过程中的卡、漏、塌、喷等系列难题,以及采油过程中的砂、蜡、水、稠、低等难题打下坚实的理论基础。在为期一年的课程建设中,我们建设了题库,改编了部分实验,为今后开设实验课程打下坚实的基础,为提高学生的实验动手能力创造良好条件。立项教师指导大学生进行了“国家大学生创新性实验”的项目研究,对“胶体与表面化学”中的“溶胶的制备”进行了专门的实验研究,指导学生进行了新型纳米材料的研制,并将所研制的纳米材料用到油气钻井的工作液(即钻井液)中。

二、专业课的教改

石油工程因其极强的专业性而突显了理论应用于实际的重要性。我校的“石油工程”既是国家级精品课,也是我校与油田进行科研合作和实验基地建设的重点内容,为提高专业课教师的科研能力以及本专业学生的实践和创新能力创造了很好的客观条件。我们教师在学校创造的良好氛围下申请校级、省部级和国家级的教改项目,以及“中石油创新基金”和国家自然科学基金等项目。一线教师在教学能力和科研能力均得到充分锻炼和提高的同时,也开拓了我们学生的视野。学生在大三之后会有为期近一个月的课程设计,分别是钻井工程设计和油气开发方案的设计;此外,学生还会到现场实习参观。在课程设计过程中,学生将自己定位为“乙方”,根据资深教师仿“甲方”提供的地质资料以及邻井资料进行设计。在课程设计过程中,学校会对大三之后优选出的学生进行重点培养,这些学生必须设计从油气钻井到开发和开采的全过程,而不仅仅是设计其中部分内容。他们不仅要实际动手推算公式,还要学会应用相关软件进行数据处理,为将来成为我国石油工业的“卓越工程师”打下扎实的理论基础。为了我们学生今后的“双创”提供良好条件,我院始终强调教师的引导作用,引导学生主动学习,注重培养学生的主动学习能力和主动创新意识。例如,我校石油工程学院动员全部任课教师参与了2014年全国的石油高校“石油工程设计大赛”。在参赛的设计过程中,教师进行知识整合,以学生为主体,首次对煤层气的钻井和开采进行了单项和综合项目的设计。最终在学院领导和广大师生的共同努力下,我院在全国比赛中夺得了四个一等奖。此后,我们连年参加大赛并连年获奖,这充分说明了我院强调“教学相长”和“以人为本”教学理念的正确。

三、传统文化与专业知识的结合

我们专业课教师均来自石油工程专业及相关专业,即我们均非师范出身。但是,“学为人师,行为世范”也是我们专业课教师对自己从事教书育人工作的基本要求。正值传统文化渐渐回归主流,我们在授课时也会将我国传统的道德文化引入课堂。例如,在讲授专业课“钻井液工艺原理”“水基钻井液”部分时,本人引入我国哲人推崇的“中庸之道”。水基钻井液的主要作用是清洗井底、稳定井壁和平衡地层压力等,其主要成分是水、黏土及多种处理剂。黏土在基浆中必须充分水化分散才能保持钻井液的动力稳定性。当水接触到地层时,地层中的黏土矿物也会水化分散,造成井壁的不稳定。水基钻井液就在这样一对矛盾——“钻井液的稳定”和“井壁的稳定”中发展至今。钻井液处理剂由确保钻井液体系“绝对”稳定(实际导致井壁不稳定)的阴离子聚合物,经由确保井壁“绝对”稳定(实际导致钻井液体系不稳定)的阳离子聚合物,发展至现在的两性离子/中性聚合物,强调的是,在油气钻井过程中,钻井液体系的“相对”稳定和井壁的“相对”稳定。引入传统的中国文化理念后,本人发现课堂气氛变得相对活跃,学生反馈认为更易理解水基钻井液的专业知识了。

四、结论

我们教师希望能引导学生逐步深入研究石油工程专业知识,其实是在将我们的“石油梦”、“中国梦”寄托于我们的学生。石油工程专业的教与学绝非单纯的教师授业与学生受业,我们的学生在学习过程中,从对石油工程的懵懂无知,到对石油工程的钻研、对我国石油工业的展望,以及对世界石油态势的把握,其实是在逐步塑造自己未来“石油人”的形象,争取以“石油人”的身份成就我们的“强国梦”。愿我们的石油后生们能将自己的所学所长用于石油工程及相关领域的学习和实践,相信我们的石油后生们定会自强不息,如“云从龙,风从虎”,终会如《易经》“乾”卦九五爻之喻:“飞龙在天,利见大人”。也愿我们的石油先生们,如“乾”卦初九爻“潜龙勿用”之释:不成乎名,遁世无闷。

参考文献:

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作者:曹晓春 单位:东北石油大学石油工程学院