石油工程專業(yè)“卓越工程師班”《鉆井工程》課程教學方法探討

李忠慧，樓一珊，熊青山，朱 亮

（1.長江大學 石油工程學院，湖北 武漢 430100；2.油氣鉆井技術國家工程實驗室防漏堵漏研究室，湖北 武漢 430100；3.湖北省油氣鉆采工程重點實驗室，湖北 武漢 430100）

教研與教改

石油工程專業(yè)“卓越工程師班”《鉆井工程》課程教學方法探討

李忠慧，樓一珊，熊青山，朱 亮

（1.長江大學 石油工程學院，湖北 武漢 430100；2.油氣鉆井技術國家工程實驗室防漏堵漏研究室，湖北 武漢 430100；3.湖北省油氣鉆采工程重點實驗室，湖北 武漢 430100）

卓越工程師班是長江大學秉承“面向產業(yè)、面向世界、面向未來”的教育理念設置的特色班級，石油工程專業(yè)“卓越工程師班”以培養(yǎng)學生“具有良好的理論基礎，系統(tǒng)掌握石油工程學科的基本理論、專業(yè)知識和基本技能的高質量工程師”為目標.《鉆井工程》課程作為專業(yè)必修課程，對于“卓越工程師班”學生的培養(yǎng)具有相當重要的作用.在系統(tǒng)分析石油工程專業(yè)“卓越工程師班”培養(yǎng)模式、培養(yǎng)目標及鉆井工程教學特點的基礎上，提出了提高石油工程專業(yè)“卓越工程師班”《鉆井工程》課程教學質量的三個方法，即加強課堂教學管理、優(yōu)化課堂教學方法；完善理論教學內容、緊密結合現(xiàn)場實際；重視實踐教學，提升學生動手能力.

卓越工程師班；鉆井工程；教學方法；實踐教學；模擬仿真

1 石油工程專業(yè)“卓越工程師班”培養(yǎng)模式

長江大學以“牢固樹立‘面向產業(yè)、面向世界、面向未來’的教育理念，以社會需求為導向，以行業(yè)發(fā)展為依托，以實際鍛煉為背景，以專業(yè)技術為主線，著力提高大學生服務國家和人民的社會責任感、勇于探索的創(chuàng)新精神和善于解決問題的實踐能力，培養(yǎng)造就一大批實踐與創(chuàng)新能力強、適應經濟社會發(fā)展需要的未來卓越技術人才”為指導思想，選擇石油工程、資源勘查工程和機械設計制造及其自動化三個專業(yè)，按“卓越計劃”培養(yǎng)方案對學生進行培養(yǎng).根據(jù)指導思想，石油工程專業(yè)卓越工程師班的學生培養(yǎng)模式主要有以下兩個特點：

（1）采用“3+1”培養(yǎng)模式、按“卓越計劃”專業(yè)教學計劃進行培養(yǎng).前3年在校學習，后1年集中在油田現(xiàn)場實習和畢業(yè)設計.教學計劃中，實踐教學和創(chuàng)新活動的學分占總學分的比例不低于25%；（2）油田現(xiàn)場實習和畢業(yè)設計由學院與油田聯(lián)合制培養(yǎng)方案；（3）系統(tǒng)掌握石油工程學科的基本理論、專業(yè)知識和基本技能，具備自我獲取知識及開拓創(chuàng)新品質.

2 石油工程專業(yè)“卓越工程師班培養(yǎng)目標及“鉆井工程”課程教學特點

石油工程專業(yè)“卓越工程師班”以培養(yǎng)學生“具有良好的理論基礎，系統(tǒng)掌握石油工程學科的基本理論、專業(yè)知識和基本技能，具有一定現(xiàn)場動手能力及工作經驗、較強的工程意識、工程設計及分析解決問題能力，具備自我獲取知識及開拓創(chuàng)新品質，能在石油工程領域獨立或協(xié)同進行鉆井、采油、油藏等方面的工程設計、施工、管理、科技開發(fā)與應用研究等方面工作的高質量工程師”為目標.這就決定了“卓越工程師班”課程設置以理論結合實際、實踐教學比例高等特點.《鉆井工程》課程是專業(yè)必修課程，對于“卓越工程師班”學生的培養(yǎng)具有相當重要的作用.該課程質量的好壞將直接決定“卓越工程師班”學生的培養(yǎng)目標能否實現(xiàn).

對于《鉆井工程》課程來說，主要有以下幾個特點：

2.1 鉆井工程課程教學內容具有多學科綜合、相互交叉和相互滲透的特點

鉆井工程研究是綜合應用巖石力學、管柱力學、地質構造學、測井解釋、油田化學和材料力學等方面的成果以及相關信息資料，鉆井工程是門需要綜合運用多學科知識來指導現(xiàn)場工作和解決實際問題的學科.這就要求在課程教學過程中需要對不同學科的知識均有所涉獵，并針對具體實例對多學科知識進行綜合運用和講解.如在講解鉆柱結構及其運動過程的相關知識時不僅涉及管柱力學、空間軌跡學還涉及材料力學和材料疲勞學等相關原理和知識.這就要求針對具體問題展開多學科多角度分析和講解.

2.2 鉆井工程課程內容較抽象，對學生理解和老師講授都是一種挑戰(zhàn)

由于多學科知識的綜合交錯和滲透，鉆井工程課程部分教學對象特殊、機理復雜、內容抽象.如進行牙輪鉆頭工作原理教學中涉及的超頂、復錐及其引起的滑動等概念和知識所涉及的機理較復雜、內容較抽象.這就要求講課教師知識面廣博且精深，不僅要精通基礎理論知識，而且應具有一定的實際工作經驗，這樣在教學中才能有的放矢、突出重點、抓住精髓.

2.3 鉆井工程側重于學生專業(yè)素質的培養(yǎng)

學生學完本課程后，應達到熟練掌握鉆井工程的基本概念、理論和方法，了解鉆井各個生產環(huán)節(jié)基本作業(yè)過程，并能充分運用鉆井工程的理論解決所遇到的實際問題.通過課堂理論教學與現(xiàn)場實踐教學的緊密結合，綜合培養(yǎng)學生面對實際生產問題時的分析和解決實際問題的專業(yè)能力，提高學生的專業(yè)素質使學生具有一定獨立參加科研工作的能力.

針對課程特點，筆者結合自身為石油工程專業(yè)“卓越工程師班”授課經驗，提出了提高“卓越工程師班”《鉆井工程》課程教學質量的措施.

3 提高石油工程專業(yè)“卓越計劃”實驗班“鉆井工程”課程教學質量的措施

3.1 加強課堂教學管理、優(yōu)化課堂教學方法

目前我國高校的教學仍停留在灌輸填鴨式的教學模式.以知識的系統(tǒng)性、完整性為教學主體內容，以知識概念的細化和透徹講解為標準.從而忽略了學生的主動學習能力，沒有給予學生足夠的學習發(fā)揮空間.這樣的教學模式下老師的負擔重，也毫無樂趣可言.因為授課教師需將所有知識和概念進行仔細講解、公式推導和系統(tǒng)分析，而沒有多余的時間和精力來帶領學生進行更深入廣泛的學習.比如帶領學生在輕松的探研模式下對研究問題和分析對象進行深入研究和綜合學習.而實際課堂上這些基礎的概念的學習和公式推導是學生自己利用課下時間可以獨立完成的.

從管理學角度講，輕松的管理和嚴謹有條的工作秩序才是上乘的方法.教師其實不需要每天僅限于課本重復書上已有的程序.只需要幫助學生養(yǎng)成良好的獨立學習習慣并培養(yǎng)出其獨立思考，分析研究問題的能力；可以跳出圈外，加大課堂過程管理力度，保持良好的教學紀律，形成嚴肅活潑的教風.針對班級同學的組成特點，將課堂教學延伸到課外.鼓勵學生利用信息技術手段獲取知識，如優(yōu)質網絡課程平臺、現(xiàn)場視頻等，使學生在在上課前就可以獲得和掌握課堂上的基本知識概念.把課堂上寶貴的時間解放出來進行更有利于學生專業(yè)水平提高的活動；同時，改變老師只講、學生只聽的呆板的一維傳授和接收模式，實現(xiàn)“以教師為主導、以學生為主體”的教學理念，充分發(fā)揮學生主動學習能力，給予學生足夠的思想發(fā)揮空間.

3.2 保持課程內容的先進性，不斷完善教學內容

鉆井工程所研究的主要課題是如何安全、快速、優(yōu)質的形成井眼.隨著科技的進步，鉆井技術得到不斷提高和發(fā)展，各種新的鉆井技術和方法應運而生.但是鉆井工程課本中對這些新技術的發(fā)展和變化的介紹相對滯后，原有知識內容的結構也不完善，亟待補充.

因此，為了保持課程內容的先進性，筆者進行了以下方面的教學改革：

3.2.1 將在鉆井現(xiàn)場已被廣泛重視和應用的新的技術和科技成果引入到課堂中，來豐富學生的視野和擴大其專業(yè)知識面.使學生在走上工作崗位，面對現(xiàn)場的新技術時不感覺在學校學的理論知識相對現(xiàn)場科技發(fā)展情況太滯后甚至脫節(jié)，即保持專業(yè)知識的先進性.

3.2.2 將所從事的科研項目中涉及相關課程內容的部分適當引入課堂教學中，使課堂教學內容的教學實例更豐富、真實和深刻.如在講授地層孔隙壓力監(jiān)測時，將筆者在海洋石油981鉆井平臺進行現(xiàn)場壓力監(jiān)測的案例進行講解，將該章節(jié)的概念設計引申到實際應用階段，提高教學效果非常明顯.同時也可以將學生的專業(yè)素質向縱深方向引進，為學生以后的獨立科研能力打下基礎.

3.2.3 搜集材料完善課本中缺失的部分知識.如課本中對不同型號鉆頭介紹了不同的布齒和齒型等，但是它們在實際鉆進中的效果差異卻沒有具體相關說明.這就需要授課老師做進一步的工作.

以上提出的三個方面的建議，它們分別有利于拓展、延伸和完備學生的鉆井專業(yè)知識面.只有保證了教學內容的先進性才能保證鉆井工程課程不落伍，才能保證學生學習的知識緊跟時代科技步伐.只有不斷完善教學內容和結構，才能保證學生學習到全面專業(yè)知識.

3.3 重視實踐教學，提升學生動手能力

人的認知是先形象化再概念化的過程.對具體的事物和活動的認知更是如此.為此，首先把現(xiàn)場認識實習安排在理論課堂教學之前.讓學生親自進行現(xiàn)場觀察和直接接觸；其次，與“鉆井工程”課程對應的開設了“鉆井仿真操作”課程，應用開放式虛擬仿真教學管理平臺，使學生能夠親自操作設備，通過認識實習和仿真操作，使學生對鉆井設備和相關工藝流程形成直觀形象的認知概念.然后在課堂上以這種直觀的認知概念為基礎對其進行深入的研究分析與詳細講解，能夠讓學生從理論高度和實踐基礎對研究對象形成全面而深刻的認識，使學生所學的理論知識有了載體；第三，建立學生對實踐實習的正確認識.一般石油高校的實踐實習時間是5-6周.如何讓學生端正態(tài)度，如何提前做好各方面準備，如何明確這次學習要達到的目標，如何充分利用好這段寶貴的直接與現(xiàn)場接觸的機會，從實踐從獲取更多的實踐知識，這都需要老師加強實習前的宣傳，安排好實習各方面的工作.

3.4 加強師資隊伍建設

教師是教學活動的直接組織者和實施者，是教學過程的設計者.教學質量的高低，很大程度上取決于教師的學術水平.因此，搞好師資隊伍建設是課程建設成敗的關鍵.隨著博士和碩士的不斷引入，這些青年教師的加入為師資力量注入了活力，強壯了教師隊伍.他們將直接參與教學任務的執(zhí)行，如何快速吸收并利用好這部分力量對提高教學質量意義重大.

目前的情況是具有豐富的各方面教學經驗的教授在教學上能夠投入的時間和精力有限而青年教師的時間和精力相對充沛但實踐教學經驗不足.面對這樣的情況筆者認為可以考慮鉆井工程的教學組成以教授為帶頭人，以青年教師為輔助力量的團隊進行教學工作.教授執(zhí)掌課程主體框架和中心結構內容，青年教師負責相關課前資料準備工作和課后作業(yè)的批改以及答疑工作.從而達到快速有效提高該課程整體教學水平的目標.

4 結束語

卓越工程師班是長江大學秉承“面向產業(yè)、面向世界、面向未來”的教育理念設置的特色班級，以培養(yǎng)造就實踐與創(chuàng)新能力強、適應經濟社會發(fā)展需要的未來卓越技術人才為目標目標，《鉆井工程》課程作為專業(yè)必修課程，對于“卓越工程師班”學生的培養(yǎng)具有相當重要的作用.通過加強課堂教學管理、優(yōu)化課堂教學方法，“以教師為主導、以學生為主體”為教學理念；完善理論教學內容、緊密結合現(xiàn)場實際，將概念設計引申到實際應用；重視實踐教學，提升學生動手能力，找到理論知識的載體等三個方面來提高鉆井工程課程的教學質量是可行的.

〔1〕李忠慧,樓一珊,朱亮.提高《鉆井工程》課程教學質量淺議 [J].長江大學學報 (自然科學版)，2010，7(1）:336-337.

〔2〕侯健，徐彬彬.鉆井工程課程教學輔助軟件的研制與應用[J].高等教育研究，2007（9）：77-79.

〔3〕林英松,張衛(wèi)東.提高石油工程專業(yè)大學生鉆井實習質量的探討[J].石油教育，2007（3）：78-79.

〔4〕侯健,徐彬彬.鉆井工程課程教學輔助軟件的研制與應用[J].高等教育研究，2007（9）：77-79.

〔5〕劉竟成,曾志軍,龍芝輝,王西安,游之云.圍繞“教考分離”,開展鉆井工程專業(yè)課程試題庫建設[J].重慶科技學院學報(社會科學版)，2010（7）:381-382.

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1673-260X（2017）07-0200-03

2017-03-21

湖北省教育廳省級教學研究項目：鉆井虛擬仿真教學中心建設研究與實踐（2015268）