氣藏工程教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法改革

劉廣峰 李相方 顧岱鴻 石軍太 代金友 王建國(guó) 賈英劍

摘要：氣藏工程是石油工程學(xué)科的專(zhuān)業(yè)主干課程，為使課程教學(xué)進(jìn)一步適應(yīng)和服務(wù)于學(xué)生未來(lái)工作需求，加強(qiáng)理論知識(shí)與現(xiàn)場(chǎng)天然氣開(kāi)發(fā)實(shí)踐的聯(lián)系，提升課堂教學(xué)效果，本文探討氣藏工程在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)實(shí)踐等方面的改革措施。在教學(xué)內(nèi)容方面，加強(qiáng)了課堂知識(shí)與氣田現(xiàn)場(chǎng)的聯(lián)系，對(duì)課程知識(shí)進(jìn)行了延展，并以案例庫(kù)形式針對(duì)氣藏開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)問(wèn)題設(shè)置了8個(gè)教學(xué)專(zhuān)題。在教學(xué)方法上，加強(qiáng)了作業(yè)和學(xué)生自學(xué)、調(diào)研環(huán)節(jié)，課堂教學(xué)逐步轉(zhuǎn)向提問(wèn)討論式的研究型教學(xué)，考試內(nèi)容提升了闡述題形式，注重理解和知識(shí)運(yùn)用問(wèn)題的考察。

關(guān)鍵詞：氣藏工程；知識(shí)體系；現(xiàn)場(chǎng)案例；考試改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）23-0108-02

天然氣是清潔的燃料和重要的化工原料。隨著中國(guó)對(duì)天然氣需求量的急劇增加和天然氣勘探開(kāi)發(fā)力度的快速增強(qiáng)，對(duì)天然氣開(kāi)發(fā)專(zhuān)業(yè)人才的需求也會(huì)大大提高。氣藏工程是石油工程專(zhuān)業(yè)本科生階段的重要專(zhuān)業(yè)課程，是天然氣開(kāi)發(fā)人員所必須掌握的基本知識(shí)。伴隨國(guó)內(nèi)數(shù)字化油氣田建設(shè)，氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)數(shù)據(jù)大幅增加，對(duì)天然氣開(kāi)發(fā)工程師分析數(shù)據(jù)、解決開(kāi)發(fā)問(wèn)題的能力提出更高要求。但目前氣藏工程內(nèi)容主要集中在相態(tài)、儲(chǔ)量與產(chǎn)能評(píng)價(jià)，并主要側(cè)重理論分析、數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)等理論知識(shí)，教學(xué)方法上主要為課堂講授，所以在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法上無(wú)法適應(yīng)氣藏工程師未來(lái)的工作需求，有待于進(jìn)行課程的改革。本文基于目前氣藏工程教學(xué)中存在的內(nèi)容系統(tǒng)性不高、理論性過(guò)強(qiáng)、教學(xué)手段單一等問(wèn)題，增加了氣藏的儲(chǔ)層評(píng)價(jià)、試井分析、動(dòng)態(tài)分析等內(nèi)容，并探討了在保持為32學(xué)時(shí)的情況下完成設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容、提升學(xué)生學(xué)習(xí)效果的方案。

一、課程概況與改革目標(biāo)

氣藏工程為我校石油工程專(zhuān)業(yè)本科生專(zhuān)業(yè)選修課，設(shè)置為32學(xué)時(shí)，2學(xué)分。教材為李士倫教授等編著，石油工業(yè)出版社出版的《天然氣工程》（第2版）。本課程分緒論、天然氣物理化學(xué)及相態(tài)特征、氣藏物質(zhì)平衡、儲(chǔ)量計(jì)算及采收率、氣井產(chǎn)能分析與設(shè)計(jì)、氣藏動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)五部分。根據(jù)目前的教學(xué)大綱，氣藏工程的教學(xué)目標(biāo)為：使學(xué)生掌握天然氣在多種孔隙介質(zhì)中的流動(dòng)特點(diǎn)及規(guī)律，掌握氣藏物質(zhì)平衡方法、氣藏儲(chǔ)量計(jì)算方法與氣藏采收率計(jì)算方法，掌握氣井產(chǎn)能試井理論、方法與工藝，了解氣田、凝析氣田開(kāi)發(fā)方案編制流程與確定氣井生產(chǎn)工作制度等知識(shí)。石油工程專(zhuān)業(yè)本科生，作為未來(lái)天然氣開(kāi)發(fā)的技術(shù)工程師，應(yīng)具有系統(tǒng)完備的氣藏儲(chǔ)層、滲流、油氣藏工程與開(kāi)發(fā)開(kāi)采等理論基礎(chǔ)與工程知識(shí)，便于在未來(lái)氣田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)過(guò)程中具備分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的理論基礎(chǔ)與知識(shí)體系。通過(guò)本次課程改革，有效實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：（1）氣藏開(kāi)發(fā)知識(shí)體系的建立。（2）課堂教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐的緊密聯(lián)系。（3）知識(shí)學(xué)習(xí)過(guò)程與技術(shù)應(yīng)用過(guò)程的有機(jī)統(tǒng)一。（4）學(xué)生被動(dòng)接受與主動(dòng)學(xué)習(xí)的有效轉(zhuǎn)變。

二、教學(xué)知識(shí)體系優(yōu)化

系統(tǒng)合理的教學(xué)知識(shí)體系是吸引學(xué)習(xí)興趣、提高教學(xué)效率、提升教育成效的基礎(chǔ)。在目前氣藏工程教學(xué)內(nèi)容中，存在著以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）課程內(nèi)容與先修課程有重復(fù)現(xiàn)象。如作為課程重點(diǎn)內(nèi)容之一的天然氣物理化學(xué)及相態(tài)特征，占用了本課程6個(gè)學(xué)時(shí)，但近4學(xué)時(shí)的內(nèi)容與油層物理課程完全重復(fù)，在物質(zhì)平衡、儲(chǔ)量計(jì)算等方面與油藏工程也有重復(fù)之處。（2）內(nèi)容過(guò)于聚焦，延展性不強(qiáng)。雖然講授了儲(chǔ)量、產(chǎn)能、工作制度制定等重點(diǎn)理論知識(shí)，但這些知識(shí)在氣藏開(kāi)發(fā)全過(guò)程中發(fā)揮的作用和應(yīng)用的時(shí)機(jī)，學(xué)生并沒(méi)有系統(tǒng)性的認(rèn)識(shí)。（3）知識(shí)體系過(guò)于理論化，沒(méi)有體現(xiàn)出作為工程類(lèi)課程的應(yīng)用性特點(diǎn)。在改革探索過(guò)程中，逐步構(gòu)建以“氣藏”為線索的，涵蓋氣藏評(píng)價(jià)、開(kāi)發(fā)、管理的系統(tǒng)化的知識(shí)體系，突出現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐的教學(xué)特點(diǎn)，滿(mǎn)足學(xué)生未來(lái)工作的需求。優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容由原來(lái)的5部分增加為7部分，調(diào)整精練了氣藏流體特征，調(diào)整充實(shí)了氣藏開(kāi)發(fā)管理，梳理提煉了天然氣滲流機(jī)理，新增了氣田開(kāi)發(fā)地質(zhì)和氣井動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)（試井）兩部分內(nèi)容。

三、氣田開(kāi)發(fā)案例庫(kù)建設(shè)

案例教學(xué)自興起以來(lái)在醫(yī)學(xué)、法學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域顯示出良好的教學(xué)效果，在工學(xué)領(lǐng)域也受到歡迎。氣藏工程課程內(nèi)容復(fù)雜，理論知識(shí)抽象，為了使學(xué)生更好地理解、提升教學(xué)質(zhì)量，以建立氣田開(kāi)發(fā)案例庫(kù)的形式，分析整理了大量氣田開(kāi)發(fā)實(shí)際案例，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容穿插至不同的課堂中。在進(jìn)行案例教學(xué)過(guò)程中，充分遵從案例教學(xué)的特點(diǎn)，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，不將教學(xué)目的放在老師對(duì)學(xué)生的“教”上，而著眼于師生之間的互動(dòng)學(xué)習(xí)上。正是這種理論與實(shí)踐的緊密結(jié)合，使得學(xué)生更好地理解理論知識(shí)，并對(duì)其應(yīng)用方法、結(jié)果分析及理論的作用有了更深入細(xì)致的理解和掌握，極大調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在氣藏工程教學(xué)改革中，緊密結(jié)合課程理論知識(shí)、氣田實(shí)際開(kāi)發(fā)理論與技術(shù)、最新學(xué)術(shù)研究成果，針對(duì)國(guó)內(nèi)含水氣藏、凝析氣藏、致密氣藏、高含硫氣藏、頁(yè)巖氣等各類(lèi)復(fù)雜氣藏，分析整理經(jīng)典應(yīng)用案例，建立了滿(mǎn)足學(xué)生學(xué)習(xí)和課堂教學(xué)需求的案例庫(kù)，以專(zhuān)題形式在課堂上與學(xué)生進(jìn)行討論與分析。案例庫(kù)包括以下主要內(nèi)容：開(kāi)發(fā)區(qū)優(yōu)選案例；氣田開(kāi)發(fā)方案；凝析氣藏相態(tài)特征研究案例；動(dòng)靜態(tài)儲(chǔ)量計(jì)算與核實(shí)案例；產(chǎn)能試井實(shí)施方案與解釋成果；不穩(wěn)定試井實(shí)施方案與解釋成果；氣田動(dòng)態(tài)分析研究案例；氣田開(kāi)發(fā)調(diào)整與挖潛案例。

四、教學(xué)方法的改革

優(yōu)化后的教學(xué)內(nèi)容和建立的與之對(duì)應(yīng)的案例庫(kù)使得課堂教學(xué)內(nèi)容體系性以及與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用聯(lián)系的緊密性明顯增強(qiáng)。在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化、案例庫(kù)建設(shè)的基礎(chǔ)上，為了確保教學(xué)內(nèi)容的完成，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，建立與之適應(yīng)的教學(xué)方法是十分必要的。在氣藏工程教學(xué)改革中，針對(duì)課堂、課下和課程考核三個(gè)環(huán)節(jié)，圍繞研究型和工程應(yīng)用型的指導(dǎo)思想進(jìn)行教學(xué)方法的優(yōu)化。

1.課堂研究型教學(xué)。在教學(xué)改革過(guò)程中，課堂講授注重提問(wèn)啟發(fā)式的研究型教學(xué)方法。這種教學(xué)方法能有效集中學(xué)生聽(tīng)課注意力，啟發(fā)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的主動(dòng)思考與推演，加強(qiáng)新學(xué)內(nèi)容的理解與記憶。輔以理論知識(shí)、現(xiàn)場(chǎng)研究與生產(chǎn)實(shí)踐的案例，能有效提升理論知識(shí)的形象化、具體化，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。設(shè)置調(diào)研匯報(bào)和討論課。針對(duì)布置給學(xué)生小組的課下完成的調(diào)研內(nèi)容，除上交調(diào)研報(bào)告外，還抽取部分小組進(jìn)行課上的調(diào)研匯報(bào)，提升調(diào)研質(zhì)量。針對(duì)開(kāi)發(fā)方式、工作制度及某些現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)發(fā)問(wèn)題，在教學(xué)過(guò)程中設(shè)置討論環(huán)節(jié)，針對(duì)有些多解性問(wèn)題進(jìn)行討論、分析，營(yíng)造創(chuàng)新的學(xué)習(xí)環(huán)境，提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力和創(chuàng)新能力。

2.課下調(diào)研與自學(xué)。在氣藏工程教學(xué)中，針對(duì)課程重點(diǎn)、氣藏開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)等關(guān)鍵性問(wèn)題，將學(xué)生分組進(jìn)行課題調(diào)研。在2015年的教學(xué)中，共完成了不同特點(diǎn)凝析氣藏開(kāi)發(fā)方式分析、低滲巖性氣藏儲(chǔ)量核實(shí)等4項(xiàng)調(diào)研課題，從隨后的調(diào)研匯報(bào)結(jié)果看，學(xué)生調(diào)研熱情高，知識(shí)學(xué)習(xí)效果好，提升了寫(xiě)作與總結(jié)能力。針對(duì)與其他課程有重復(fù)的教學(xué)內(nèi)容，要求同學(xué)在課下自學(xué)，在課上以提問(wèn)的形式請(qǐng)同學(xué)簡(jiǎn)單講解，既加深了理解和印象，又提高了課程的教學(xué)效率。同時(shí)，設(shè)計(jì)了50余道代表性題目的習(xí)題集，作為學(xué)生的作業(yè)題庫(kù)，供同學(xué)選作或自學(xué)之用。

3.注重能力的考核方式。考核方式的創(chuàng)新是確保氣藏工程教學(xué)效果和教學(xué)改革成敗的重要保證。此前的考核方式是期末考試，考試的形式比較單調(diào)，題型也多為名詞解釋、簡(jiǎn)答、公司推導(dǎo)和計(jì)算題，考試內(nèi)容多集中于教材內(nèi)容，無(wú)法有效引導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力及主動(dòng)開(kāi)展實(shí)踐調(diào)研的動(dòng)力。在本次教學(xué)改革中，主要進(jìn)行了兩方面的嘗試，均取得良好效果。一是將平時(shí)成績(jī)的比例提高至30%～40%，平時(shí)成績(jī)的評(píng)定不再僅僅關(guān)注出勤，而是將作業(yè)、調(diào)研匯報(bào)、課堂提問(wèn)等均納入其中。二是對(duì)考試題型和考試重點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化。考試中，設(shè)立側(cè)重考察學(xué)生內(nèi)容理解、知識(shí)運(yùn)用、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐等方面的題型。

氣藏工程課程旨在把學(xué)生所學(xué)的有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用，以解決實(shí)際氣田的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)及氣藏管理這一系統(tǒng)工程問(wèn)題，該課程是石油工程專(zhuān)業(yè)的重要基礎(chǔ)課程。在我國(guó)天然氣工業(yè)快速發(fā)展，學(xué)生對(duì)氣藏工程知識(shí)迫切需求的背景下，基于課程現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題，對(duì)氣藏工程課程進(jìn)行了教學(xué)內(nèi)容和方法的改革。改革實(shí)現(xiàn)了建立合理氣藏工程知識(shí)體系的目標(biāo)，強(qiáng)化了學(xué)生氣藏開(kāi)發(fā)地質(zhì)概念，增強(qiáng)了氣藏開(kāi)發(fā)管理系統(tǒng)化觀念，突出了現(xiàn)場(chǎng)案例教學(xué)特點(diǎn)，建設(shè)了滿(mǎn)足學(xué)生未來(lái)工作需求，與國(guó)際化接軌的教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方法。

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