油層物理實驗教學標準化淺談

程柯揚 焦國盈 劉忠華 李俊

摘要：本文分析了油層物理實驗教學的現狀及存在的問題，主要表現為對實驗教學的重視程度不夠、實驗內容和教學方法陳舊、實驗類型以驗證性為主、實驗教學考核方式不夠細化和實驗設備臺套數不足。本文闡述了實驗教學改革的迫切性，提出了優化教學改革的方向。標準化是在一定的范圍內獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同的和重復使用的規則的活動，從而使教師和學生對實驗課中的任務更加清晰明確，培養學生嚴謹的科學態度，求真務實的科學精神，開拓創新的思維習慣。標準化實驗教學在提升實踐教學質量和保證人才培養質量方面將起到重要的作用，加快實驗教學體系、教學內容和教學方法的改革，促進實驗室的開放，培養創新型、應用型人才等具有重要意義，符合全面提升本科教學質量的總體要求。

關鍵詞：教學方法;標準化;綜合性

中圖分類號：G642.41 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）43-0256-02

長期以來，油層物理學作為基礎知識服務于石油與天然氣的勘探和開發，它是石油資源勘查、石油工程及相關專業的一門重要的專業基礎課，目的是使學生掌握相關的基本理論、基本知識和基本技能，為學習后續專業課程和相關課程打下堅實的基礎。油層物理實驗主要介紹油藏巖石和流體物性參數的測定方法。油藏巖石和流體的物性參數是研究油氣田開發、注水動態、儲量計算、地下流體分布等所必需的基礎數據，這些數據的正確測量和選取對于油氣田開發至關重要。

油層物理實驗的主要目的是通過實驗使學生了解油藏巖石和流體物性參數的概念、測量方法、實驗步驟，學會實驗數據的處理和應用，鞏固課堂學習的理論知識，實現理論與實踐相結合，從而掌握實驗的基本技能，培養學生嚴謹的科學態度、獨立分析問題和解決問題以及創新的能力，提高學生的動手能力、實驗設計能力和科學實驗素質。可見，實驗教學環節在整個油層物理學的教學過程中的作用不可忽視，所占地位不可取代。

一、油層物理實驗教學現狀

目前油層物理實驗室面向地質學、資源勘查工程、石油工程、海洋石油工程和油氣開采等5個專業開設了砂巖粒度組成分析、儲層巖石孔隙度測定、儲層巖石含油含水飽和度測定、巖石碳酸鹽含量測定和儲層巖石滲透率測定等5個專業基礎實驗，年實驗人數在4000左右。筆者從事實驗教學兩年多，在教學過程中發現油層物理實驗教學存在諸多問題和不足，現將其總結如下。

（一）對實驗教學的重視程度不夠

對實驗教學重視程度不夠主要體現在以下三個方面。

1.按照“油層物理”教學大綱的要求，油層物理實驗學屬于課內實驗，附屬在理論課程教學學時內。制定教學任務時，大部分理論教學老師不清楚實驗室情況，導致實驗安排不合理，例如實驗人數超出了實驗室的容量，實驗課程與其他理論課程上課時間沖突等。為保證正常開展實驗教學，需不斷修改實驗教學實施計劃。若能加強理論教學和實踐教學的銜接，使理論教學老師能深入實驗室了解實驗室情況，便能杜絕這一現象出現。

2.重理論輕實驗的現象比較普遍，對實驗內容簡單一帶而過。實驗教學時，大綱要求理論課程教學老師深入實驗室指導學生進行實驗，參與實驗教學，共同完成整個實驗課程，解決實驗過程中出現的問題。但是，實驗教學通常都被認為是實驗老師的事，理論課程教學老師偶爾出現或者基本不出現。

3.實驗教學成績所占比重較低，對最終的考核成績影響不大，導致學生不夠重視。

（二）實驗內容和教學方法陳舊

目前油層物理實驗教學仍采用傳統的注入式教學方法，其實驗內容是實驗指導書規定的，實驗指導書詳細介紹實驗原理、實驗步驟，甚至包括某些實驗現象。實驗教師多數是針對具體實驗儀器的用法進行講解和示范，不但沒有詳細講解實驗機理，也沒有將實驗過程跟理論知識有機地結合。少了理論聯系實際的重要環節，學生只能按部就班地進行操作，數據類似、實驗報告千篇一律。這種教學模式雖然有助于理論知識的鞏固，卻束縛了學生的主觀能動性，也激發不了學生對實驗的興趣和創新欲望，導致實驗教學不能達到應有的效果。

（三）實驗類型以驗證性為主

“油層物理”開出的實驗項目主要有以下五項實驗：砂巖粒度組成分析、儲層巖石孔隙度測定、儲層巖石含油含水飽和度測定、巖石碳酸鹽含量測定和儲層巖石滲透率測定。這些實驗項目除“砂巖粒度組成分析”為綜合性實驗，其余實驗類型均為驗證性實驗。學生學習的只是驗證或演示書本上的某個理論或公式，掌握測試方法，思考的空間不大，對實驗的期待不高，興趣不濃，批判精神與實事求是的科學態度不能在實驗過程中得到充分的體現。但是開設的所有驗證性實驗均涉及到多個知識點，需要學生通過多方面的學習，查閱資料和相關文獻，對實驗進行預習和設計，才能順利完成實驗。例如儲層巖石滲透率測定，該實驗涉及巖石滲透率定義、達西定律、氣體呈線性流動時的達西公式、玻意爾—馬略特定律等知識點，數據處理過程中需要應用excel辦公軟件或者坐標紙繪制曲線，找出真實絕對滲透率，總結實驗過程中的誤差影響因素，分析影響巖石滲透率大小的因數。

（四）實驗教學考核方式不夠細化

實驗課程教學質量的優劣，評判的標準為考核方式是否涉及實驗過程中各個環節，是否體現學生的主體地位，是否能量化各個環節，是否制定了評分標準。因此，探索科學的實驗成績評價方法是實驗教學改革中的焦點問題。油層物理實驗教學考核標準不夠全面和細化是一貫不被學生重視的主要根源，導致不能反映實驗教學的全過程。目前油層物理實驗教學的考核以提交實驗報告為主，僅依靠實驗報告成績考核實驗課程的學習，沒有量化實驗過程的各個環節，缺少詳細的評分標準，不能調動學生學習實驗課程的積極性，不能全面地培養學生的動手能力和創新能力。

（五）實驗設備臺套數不足

目前油層物理實驗教學的相關儀器設備存在購置時間較早、損壞較為嚴重、維護難度較大、臺套數不足等問題，學生實驗時不能滿足每位學生人手一臺的要求，基本上需要單批次實驗分組才能完成正常的教學任務，實驗教學效果不很理想。雖然分組實驗在某種程度上能鍛煉學生之間分工協作能力和團隊合作精神，但是卻導致大部分同學無事可做，最終的實驗數據和實驗報告雷同較多，不能有效地調動學生的積極性，不能真正達到鍛煉學生動手能力和分析問題能力的目的，更談不上創新能力的培養。若能實現油層物理實驗室的改擴建，更換和增加相關儀器設備臺套數，保證每位學生人手一臺儀器，便能更好地培養學生的動手能力，也能有效提高油層物理實驗教學的質量。

二、教學方法改革與建議

恰當地將學生實踐能力的培養融入該門課程知識的掌握是油層物理實驗教學的總體教學目標，培養學生獨立思考、發現問題、解決問題的能力，進一步升華獨立工作能力和創新能力，需要提高油層物理實驗教學的質量。首先，要提高對實驗教學的重視程度，注重理論和實踐教學的結合，增加課程考核中實驗成績所占比例，量化實驗過程中各個環節，制定詳細的評分標準，實行雙及格制，強調實驗課程學習的重要性。其次，加大油層物理實驗室建設的投入力度，改變因設備臺套數不足而引起的教學效果差的現狀。再次，盡全力升華實驗項目類型，實施靈活的實驗教學方法，將自主式教學、開放式教學、案例設計型教學、小組競賽型教學等教學方法納入課堂教學中，提升實驗教師個人能力，滿足實驗教學的需要。最后，在以上這些措施基礎上，建議開展實驗教學標準化。標準化是在一定的范圍內獲得最佳秩序，對實際的或潛在的問題制定共同的和重復使用的規則的活動，從而使教師和學生對實驗課中的任務更加清晰明確。主要為以下幾個方面的內容。

（一）流程詳細化

1.教師準備：每位授課教師和1位輔助教師（學生助理或研究生）。授課教師負責實驗教學授課相關內容的準備，輔助教師負責聯系學生、準備設備。

2.學生準備：課代表提前一周與輔助教師聯系，主要是確認上課時間，了解分組情況，獲取實驗指導書和相關輔導視頻。另外，全體同學預習實驗相關內容，并寫好預習報告。

3.設備準備：輔助教師負責按照實驗分組，課前準備實驗設備。

（二）內容明細化

1.教師工作：（1）根據所承擔的實驗教學任務，制定實驗教學計劃，編寫實驗教案和講稿（實驗的目的與要求，實驗的原理或理論基礎，實驗的難點及易出現的錯誤，需要演示和規范基本操作，儀器設備出現異常和處理方法等）;（2）檢查預習報告;（3）按照教案和講稿內容要求講授教學內容;（4）糾正實驗操作過程中出現的錯誤，并解答學生實驗過程中的疑難，指導開展討論。

2.學生操作：按照實驗指導書、輔助教學視頻的內容和教師相關要求，順利完成相關實驗操作和數據記錄，同時不對實驗設備造成損壞。

（三）實驗考核模式統一化

制定統一的實驗考試或考查的內容、方法與評分標準。實驗考核鼓勵創新，采取定性與定量相結合、理論與操作相結合、態度與過程相結合的方法，著重評估學生的實驗操作、實驗能力、實驗結果是否準確，以及實驗報告是否規范，并設立“創新附加分”，鼓勵學生創新。實驗考核內容包括：實驗預習、實驗操作、實驗記錄、實驗態度和表現、實驗報告等。

三、結語

油層物理實驗教學標準化教學能發揮學生的主觀能動性，激發學生實驗的興趣和創新的能力;培養學生嚴謹的科學態度，求真務實的科學精神，開拓創新的思維習慣;能快速提高青年教師業務水平;在提升實踐教學質量和保證人才培養質量方面將起到重要的作用。加快實驗教學體系、教學內容和教學方法的改革，促進實驗室的開放，培養創新型、應用型人才等具有重要意義，符合全面提升本科教學質量的總體要求。

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