國外“提高采收率原理”課程的教學經驗與借鑒

魏兵

摘 要：提高采收率原理是高等學校石油工程和油田化學專業本科生的一門專業選修課，在培養石油專業人才過程中起到非常重要的作用。為提升教學效果，文章作者先分析了當前課程教學過程中存在的一些共性和個性問題，然后結合作者在國外高校的教學經驗，從教學理念、課程定位、課程資料、教學方法、考核方式等方面提出了持續改進的意見和建議，以期為提高采收率原理的教學改革提供借鑒和參考。

關鍵詞：“提高采收率原理”;教學效果;國外教學經驗;教學改革;問題與建議

一、“提高采收率原理”課程教學中面臨的主要問題

問題一：基礎專業知識要求高

“提高采收率原理”課程是建立在多學科交叉基礎上的一門“石油專業課”，課程內容實際包涵了物理、化學、數學、力學等多門學科，要求學生具有完善的專業知識體系，但實際上這點在本科階段是很難達到的，所以必然會給學生理解和掌握提高采收率相關知識點帶來阻力。除此之外，課程講到的化學驅、復合物、混相驅、熱采等技術體系，包含了很深的理論體系，知識結構也很復雜，學習難度大[1]。

問題二：內容抽象

“提高采收率原理”課程內容繁雜、綜合性強，涵蓋內容從儲層結構、流體性質到滲流規律等。研究對象是埋深幾百到幾千米的地下環境，很多模型、現象和機理是經抽提、簡化得到，缺少直觀的手段去探測和觀察。教學過程缺少體驗教學，很難理解其中的物理含義。

問題三：教學手段受限

目前，“提高采收率原理”課程教學多數采用“粉筆+黑板+講臺”的傳統教學模式，以教師為中心，“填鴨式”教學。這種方式突出表現為師生間缺少互動探討、課堂節奏快，學生更不可能產生濃厚的學習興趣，對該課程學習得很膚淺，背離了工程教育的教學理念[2]。

問題四：教材欠完善

國內“提高采收率原理”教材種類多、選擇多，有專門針對某一類（種）技術的教材，也有覆蓋全部內容的教材。但是，整體上看，現有的教材需要進一步完善，適應現代石油工程專業學生的培養要求。問題包括：①隨著科學研究的不斷深入，教材中的某些觀點和認識需要修正;②知識結構需要優化，突出課程重點和難點;③教材的知識體系滯后于技術發展;④教材缺少指導性的習題和練習。

問題五：實踐環節欠缺

“提高采收率原理”是一門基于實驗的課程，單純地依賴課堂的講解，學生很難理解這些復雜的過程，無法形成直觀的印象。所以，學生需要通過實踐環節加強相關概念、理論和過程的理解。目前，“提高采收率原理”的實驗主要包括微乳液制備和阻力系數及殘余阻力系數的測定，實驗覆蓋范圍不夠寬，不足以讓學生建立提高采收率過程的理論體系，實踐內容需要整合和優化，

二、國外教學經驗總結

筆者從2010年～2013年在國外某大學擔任“提高采收率原理”課程的助理講師，負責整個課程的教學資料建設、課堂教學和考核。總體而言，在講授本門課程時需要重要注重以下幾個方面：

1.教學思路構建

構建一條清晰的思路是學習“提高采收率原理”課程的關鍵。因此筆者歸納了現有提高采收率的技術體系，根據其技術內涵對所有的技術進行了分類，如下圖所示。每一類提高采收率技術的理論基礎相近，所以沿著這條思路，重點從基礎理論、技術實施和案例分析三個方面講解，剖析每一類、每一種技術的異同，對理解和掌握本門課程大有幫助。

2.課程資料更新

如上所述，當前石油勘探開發在化學驅、氣驅和熱采等領域都有重大進展，尤其是室內理論研究和礦場試驗。但是，相關內容并未及時體現在“提高采收率原理”課程中。因此，筆者在依靠經典教材的基礎上，每年補充行業內最新研究成果和進展，同時調整課程的重點，體現本門課程的工程價值和意義。例如，2011年增加了加拿大Pelican Lake油田稠油聚合物驅的進展，2012年分析美國和加拿大致密油藏提高采收率的案例等。

3.教材的直觀性

針對“提高采收率原理”課程的特殊性，教師應注重課件的直觀性和生動性，打破傳統的平面課件模式，借助三維仿真、三維模擬等手段，構建立體課件，讓學生可以“走進”油藏，建立客觀實體感受，提高學生的學習興趣，改善授課效果。

4.客體的能動性

去除教師和講臺中心化，建立以學生為中心的教學模式，開辟“第二課堂”“第三課堂”，加重課后作業分量。根據每節課的內容，要求閱讀2～3篇相關科技文獻，并提交相應的報告。同時，針對某些工程問題，組建研討小組，每組3～4人，設計解決方案，如需實驗數據支撐，可隨時申請到教學實驗室開展相關實驗研究。這樣可以充分發揮學生的主觀能動性，同時鍛煉科研能力和溝通協作能力，培養團隊合作精神，這一點在國外的教學中尤其重視。

5.重視礦場實踐

國外石油工程課程特別重視實踐，針對重要的課程會專門設計礦場實踐環節，把課堂的知識和自己的理解延伸至油田現場。每年的“提高采收率原理”課程會安排有1～2天的油田學習，由學院負責聯系和安排，主要內容包括安全培訓、試驗進展介紹和現場操作參觀等。通過實踐，學生可加深對基本概念和基礎理論的理解，特別是針對某一問題如何運用所掌握知識設計可行性方案。

三、教學改革的建議

1.優化知識結構，更新教學內容

根據行業發展的動態和前沿，優化“提高采收率原理”課程的知識結構，在教學內容上有所取舍，突出課程內容的實效性。針對本科生的課程應注重理論基礎，掌握事物的本質，重點學習各種技術的機理和工藝過程，引導學生發現當前技術的局限性，培養發現問題、分析問題、解決問題的科學思維方法。教師應關注提高采收行業的發展趨勢，對具有重要意義的研究成果要從理論、方法和效果上進行重點剖析。

2.改變考核模式，建立過程監督

改變現有的單一期末考試考核模式，加重學習過程中成績的比例。針對某一類提高采收率技術體系可分別考核，采用隨堂測驗、方案設計、案例分析、文獻綜述等多種方式，建立過程監督體系，任課教師可及時掌握學生的學習動態。另外，鼓勵學生開展探究性、創新性實驗，教師予以指導，實驗成績計入最后考核結果。

3.突出實踐環節，加強師生互動

結合實際工程問題和科研動態，積極探索提高采收率探究性實驗教學，培養學生的主觀能動性和創新思維。教師在實驗過程中應跟蹤指導，尤其是在實驗方案制訂和數據分析階段，建立融洽的師生關系。突出礦場實踐環節，引導學生理論聯系實際。

本文總結了國內石油高校“提高采收率原理”課程目前面臨的問題，梳理了筆者在國外講授這門課程的經驗，從教學理念、課程資料、教學方法、考核方式等方面對課程的教學改革提出了建議。任何教學改革都是一個循序漸進的過程，對于這種多學科交叉課程，要求教師積極借鑒其他學科的教學經驗，探索新型教學改革模式，為石油工程專業的人才培養提供新內涵。

參考文獻：

[1]李俊，高雅，張利亞，等.“提高采收率”課程教學改革與探索[J].教育教學論壇，2015（1）.

[2]孫琳，蒲萬芬，金發揚，等.啟發式與探究式結合下的提高采收率原理教學實踐[J].科教文匯（上旬刊），2018（2）.