石油工程仿真實踐教學研究

王衛強+孫小平+孫林+孫文志

[摘 要]現代高等教育越來越注重培養學生的綜合能力，而傳統的教學模式只能滿足學生對理論知識的需求，對學生實踐能力的培養，傳統的教學模式尚不能滿足。為了彌補傳統教學方式的不足，提高學生的實踐能力，我校建設了石油工程仿真實訓基地，將課堂教學與課外實踐有效地結合起來。應該以模擬實踐教學為體系，指出當前石油工程教學的不足，并對石油工程仿真實訓教學的優越性進行研究。

[關鍵詞]石油工程；仿真實踐；教學研究

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）01-0067-02

隨著時代的發展和科技的進步，高等教育的教學模式也發生了變化。傳統的高等教育旨在向學生傳授基礎的理論知識，而現代高等教育不僅要向學生傳授基礎理論知識，更對學生的綜合素質及創新能力等進行培養。[1]將石油工程仿真模塊運用于學生實踐教學中，不僅可以豐富學生的理論知識，還可以提高學生對石油工程相關設備的分析能力，提高學生的實踐操作能力，為向國家石油行業輸送大量高素質人才奠定基礎。

一、石油工程傳統教學的不足

石油工程的傳統教學是由教師主導的封閉式教學，其注重學生理論知識的培養。在這種模式下，學生處于被動接受的狀態，學習效率低下，不能學以致用，學生主動學習的意愿很難被激發。[2]石油工程教學中涉及實踐教學，學校會組織學生驅車幾個小時到油田參觀。由于石油工程的設備都是大型設備，系統龐大、結構復雜、造價昂貴，學生也只能看著設備，聽著培訓員的講解。這種以參觀形式進行的實踐教學不僅耗費時間和成本，在一定程度上也存在著安全隱患，更重要的是學生沒有機會真正的動手操作設備，實踐操作能力并沒有得到提高。因此，必須改變當今石油工程的教學模式，提升學生的實踐能力，以適應石油工程行業發展需求。

二、石油工程仿真模塊實驗教學的優越性

（一）提高教學效果

目前，石油工程課程的教學完全是理論教學，學生只能通過書本觀察石油工程方面相關的設備，無法掌握一些設備的具體操作方法。因此，學生在學習中難免會感到枯燥、乏味，學習積極性不高。[3]仿真教學可以將抽象的理論知識變為形象、具體的直觀教學，彌補客觀條件的不足，為學生提供近似真實的訓練環境，提高學生的實際操作能力，激發學生的學習興趣，調動學生學習的積極性。[4]在石油工程仿真設備運行的過程中，學生可以直觀的觀察石油的開采過程，教師可以根據學生的實際操作情況了解學生對知識的接受能力，從而對教學計劃進行適當地調整。

（二）提高教師的專業能力

石油工程專業的任課教師不僅要具備相應的理論知識，更要具有油田實地考察的經驗，而現今大多數石油工程專業的任課教師不具備油田現場的考察經驗，只能通過書本的描述來講解，其專業知識面較窄，對石油工程相關設備的操作技能了解較少。專業、系統的教學對學生進行實際操作非常有利，教師可以在教學的過程中不斷積累和提高實踐經驗，從而將更專業、更系統的知識傳授給學生。

（三）讓學生身臨其境，提高學生的適應能力

石油工程仿真模塊是一種真實油田情景的展示，是一種具有指向性與時效性情景的創設。在該模塊中進行實踐教學，能夠給予學生強烈的視覺體驗以及一種身臨其境的感受，讓學生能夠在實踐操作過程中加深對所學內容的理解，使學生的認知能力大幅度提高。

（四）提前培養學生的職業習慣[5]

石油工程行業屬于高風險行業。通過石油工程的仿真訓練，可以使學生樹立安全意識，養成穿戴安全護服的良好習慣，保證生產安全。石油工程的相關設備復雜，工序比較繁多，在生產過程中，工人間必須相互配合協作才能完成。仿真訓練不僅能夠培養學生嚴謹的工作態度，還能培養學生的溝通能力和團結協作能力，增強學生的團隊意識。由于石油工程產業的復雜性，穩定生產對于石油工程行業來說是相當重要的。在生產過程中出現的問題如果不能及時解決，其后果不堪設想。可見，如何及時發現和解決問題就顯得非常重要。而仿真裝置上模擬了一些在生產過程中常出現的問題和不正規的操作步驟，教師可以引導學生在操作的過程中發現問題，讓學生通過分析去解決問題。這可以培養學生的主觀能動性，達到實踐的目的。

（五）營造安全實踐的教學氛圍

目前，石油院校學生的實踐教學大多以校企協同合作的形式完成，大學作為培養人才的主體，企業作為使用人才的主體，共同完成學生相關專業的實踐教學任務，培養學生的實踐操作能力和創新能力。而石油工程作為一個工科專業，實踐訓練必須在油田現場執行，而油田企業大多遠離高校，學生要經過長途跋涉才能到達實踐訓練現場，這在一定程度上提高了實踐的危險系數。由于石油工業是一個高風險的產業體系，油田作為石油工業的一線產業，其現場環境條件苛刻，過程聯系性強，原料多為易燃易爆、有毒有害、有腐蝕的物質，并且生產技術復雜，設備種類繁多，學生在實踐的過程中，稍有不慎就會發生安全事故。石油工程仿真模塊為學生提供了一個安全實踐的平臺，其模擬采油過程，大大降低了危險系數，而石油工程的相關設備以及電線電路的布置都采用了安全保護，這能從根本上杜絕危險的發生，保障學生的安全。

三、石油工程仿真實踐教學模塊的構建

（一）教學實踐設備的構建

我校致力于培養石油工程高級人才，學生理論知識的運用能力、實踐能力是人才培養的關鍵。在校領導的大力支持下，我校依據已確立的實訓中心建設思路，相繼建設鉆井機裝置、修井機裝置、井控裝置、抽油機裝置、油藏剖面模擬裝置等多套與石油工程專業相關的實訓裝置，并立即投入運行，讓學生利用裝置進行實踐訓練。這些設備均由真實設備按一定的比例制作，可進行現場操作演示。以鉆井機為例：1. 根據鉆井機原型設備設計制造，基本與原型外形一致；2.井架模型、底座模型、天車模型根據相似理論設計制造而成，確保應力測試試驗數據的準確性；3.基本包含了全套鉆機的設備，達到看到模型即看到實物鉆機的效果；4.模型所有功能的試驗均用控制臺操作，方便可靠；5.所有零部件均為鋼質，確保了模型的強度和耐用；6.所有機加件均鍍鋅處理，表面采用高質量油漆或噴塑處理，確保了模型的美觀性；7.具有實物鉆機的諸多功能，可對井架、底座進行載荷試驗。

學生通過對鉆井機的實踐訓練，可以達到以下實踐效果：1.熟悉整套鉆機的結構組成；2.可直觀靈活的觀摩學習真實鉆機的諸多功能；3.可對模型進行載荷試驗，甚至破壞性試驗，滿足科研的需要。

相對于去井廠實習，鉆機模塊具備以下優勢：1.節省了實習費用；2.降低了設備及人身安全風險系數；3.試驗項目及試驗時間靈活方便，井廠主要以打井為主，不可能為試驗停止作業；4.諸多鉆機功能學生可以親自參與，而在井廠學生只能參觀而無法實際操作；5.應力測試試驗是鉆機模型的技術核心，而在井廠幾乎無法進行；6.必要時，可進行破壞性試驗。

除此鉆機外，石油工程仿真實訓基地還配有采油機、修井機、井控裝置及油藏剖面模擬裝置，可以使學生全方位的觀察原油采出的過程，讓學生了解石油工程行業的技術特點，達到實踐的目的。

（二）實踐教學培養計劃的構建

我校組建的油氣儲運仿真實訓基地不僅豐富了實踐教學內容，而且提高了教學效率。下面是我校的實踐教學計劃安排。

四、結束語

石油工程仿真模塊的建設是為了培養學生理論分析能力和實踐操作技能，使學生能夠將理論與實際相聯系，從而更好地適應現代科學發展對人才的要求。通過石油工程仿真模塊的建設，學生可以在書本理論知識學習的基礎上，掌握石油工程相關設備的操作方法，從而具備理論基礎和實踐能力，綜合素質能得到大幅度提高。此外，仿真教學也培養了學生嚴謹的工作作風，為今后向國家石油系統輸送大量高素質人才提供了保障。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張鳳玉.對創新模式下的模擬實踐教學體系研究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2012（8）：218-219.

[2] 顧浩.大學生學習意愿的調查研究——基于某一學校的調查數據[J].社會心理科學，2012（12）：70-75.

[3] 安寅，孟祥貴，王偉.工程教育下的電工技術實驗教學改革[J].實驗科學與技術，2012（1）：67-69.

[4] 王堯.ERP沙盤模擬實驗室的實訓教學策略[J].沈陽師范大學學報，2013（2）：96-98.

[5] 郭泉.化工單元操作實訓裝置的研制[J].中國教育技術裝備，2012（12）：120-121.

[責任編輯：陳 明]