石油工程專業實驗教學模式改革及實踐

萬軍鳳 王艷麗

摘 要 針對目前石油工程專業實驗教學中存在的問題，嘗試建立一種以學生為主體，教師為主導，以提高學生創新能力和工程實踐能力為核心的實驗教學觀念，構建了石油工程在線實驗教學平臺，依托該實驗教學平臺，改革傳統的實驗授課及實驗考核方式，改進實驗教學方法，并在“采油工程”實驗課程中進行了實踐，取得了良好的實驗教學效果。

關鍵詞 石油工程 實驗教學 改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.04.025

Abstract Aiming at the problems existing in the experimental teaching of petroleum engineering， this paper attempts to establish an experimental teaching concept that takes students as the main body， teachers as the leading role， and improves students' innovation ability and engineering practice ability as the core. An online experimental teaching platform for petroleum engineering is constructed. Based on the experimental teaching platform， the traditional experimental teaching and experimental assessment methods are reformed， and the experimental teaching methods are improved. The experimental teaching method is practiced in the experimental course of petroleum engineering， and good experimental teaching results are obtained.

Keywords petroleum engineering; experimental teaching; reform

0 引言

加強學生創新能力的培養，提高學生的工程實踐能力，以適應石油行業新形勢、新挑戰對人才的需求，是石油工程專業應用型人才的培養目標。眾所周知，實驗教學是培養學生創新能力和工程實踐能力的重要部分，實驗部分薄弱或欠缺，學生的工程實踐能力得不到鍛煉，缺乏創新精神，這樣的學生畢業后很難滿足行業的需求。[1-5]

1 傳統實驗教學模式現狀及存在的問題

（1）傳統實驗教學方模式以講授為主。實驗開始之前，實驗教師詳細介紹實驗原理、嚴格規范實驗步驟，盡可能的給出實驗經驗和注意事項，學生無需思考這些實驗步驟的設計理由，僅僅按部就班地按照實驗步驟進行操作，就會順利完成實驗。這樣的實驗教學模式嚴重降低了學生對實驗的興趣，學生的學習積極性得不到發揮，不利于學生工程實踐能力和創新能力的培養，影響教學質量。

（2）在線實驗教學平臺建設力度不足。在線實驗教學平臺建設薄弱，則會限制大學生自主學習的積極性，不利于學生個性的發展。[6]

（3）實驗考核方式不科學。實驗成績僅僅靠學生提交的實驗報告來體現，實驗報告作為成績評價的唯一標準，致使學生實驗動力不足。[7]

2 教學理念改革

石油工程實驗教學改革嘗試建立一種以學生為主體，教師為主導，以學生創新能力和工程實踐能力培養為核心的實驗教學理念?；谶@種理念，實驗前，引導學生借助網絡、相關的課程教材，結合學生自身的專業知識，自己設計實驗方案。實驗時，引導學生體驗實驗過程，對發現的問題，自己思考分析給出解決辦法。實驗后，認真嚴謹地處理實驗數據，形成實驗報告。此實驗教學改革把實驗學習的主動權交給學生，促使學生探索適合自己的自學模式，積極主動地去學習，去分析解決問題，逐步提高學生的創新能力。在整個實驗過程中，學生不再是機械、盲目地重復他人的實驗步驟，而是自主學習、自己實驗，實現自我價值的過程。[8]

3 實驗教學模式的改革與實踐

傳統實驗教學模式通過“灌輸”使學生掌握實驗流程完成實驗，這樣的教學模式忽視學生個體需求，與應用型人才培養目標不符。因此須通過改革實驗教學模式，充分發揮學生自主學習的積極性和能動性，提高學生的創新能力。為此，結合學院實驗教學的實際情況，構建了石油工程在線實驗教學平臺，其主要內容包括：（1）實驗項目、目的要求及實驗內容的介紹。（2）有關實驗儀器設備介紹及其部件結構、流程等的圖片、文字說明。（3）相關實驗內容flash動畫等網絡資源。（4）教師與學生之間的在線交流功能。依托此平臺，形成了一套新的教學模式，如圖1所示。

3.1 改革實驗授課方式

改革后的實驗教學方法與傳統的實驗教學方法的不同之處：學生根據任課教師下達的實驗任務，登陸實驗教學平臺，按老師要求調研學習實驗項目所需相關知識，自己設計實驗步驟，完成預習報告，實驗教師對預習報告進行批閱且給出預習報告成績，如果認為學生的實驗方案設計合理，則允許學生開始實驗，如果在檢查預習報告時，發現學生對實驗情況預習欠佳，則要求學生重新查找相關資料進行預習，直至合格為止。

學生進入實驗室后，首先熟悉設備流程，鼓勵學生按照自己的實驗方案進行實驗，對于實驗過程中出現的問題學生首先自己分析，給出解決思路，然后就此解決思路跟學生探討合理、可行性，并要求學生把自己的實驗結果與規范步驟做出來的實驗結果進行比較，分析不同之處，總結經驗。這樣的實驗教學模式學生對實驗過程體會深刻，且自己設計實驗方案，自己動手驗證實驗方案的合理性，極大的鍛煉和提高了學生的創新能力和動手能力。

以“采油工程”課程中的抽油機原理和泵效實驗為例：學生進入實驗室后，首先在不通水電的情況下自己熟悉抽油機、深井泵模型、氣錨等實驗設備的結構部件、硬件流程，各個閥門及測量工具的使用，依靠對實驗原理和實驗儀器的熟悉，結合學生自己已有實驗方案，然后進行自主實驗，記錄相關的儀表數據。實驗過程中要求學生注意觀察抽油泵的固定閥和游動閥的運動情況，注意觀察氣體進入抽油泵后，泵筒的液體充滿程度等等。

學生進行實驗的整個過程中，指導教師全程陪同、指導，詳細記錄學生對實驗裝置操作的熟悉程度、小組實驗合作情況、測量工具的使用情況，結合實驗結果數據等進行綜合評價，給出相應實驗操作成績。

3.2 改進實驗教學方法

為保證每位學生獨立進行實驗操作，增加實驗分組，即由原來的每組5-6人，減少到每組2-3人，促使每位學生在有限的時間內都能親自操作實驗設備，這樣不但提高了學生對實驗的緊迫感和責任感，而且還提高了儀器設備的利用率。

3.3 改進實驗報告內容

以前學生的實驗報告只是將實驗目的、原理、實驗過程、實驗數據處理進行羅列，且存在互相抄襲現象，僅靠實驗報告反映不出學生對實驗的掌握情況，也不利于調動學生的實驗興趣。改進后的實驗報告要求學生對出現的實驗現象及現象分析、實驗數據的處理、實驗現象與生產實際的聯系、及對實驗方案的改進意見等內容進行重點書寫，實驗教師對上述方面進行綜合考查給出實驗報告成績。對于有創新點的實驗方案或設備改進想法予以鼓勵，給出創新成績，以激發學生的創新意識。

3.4 改革實驗考核方式

實驗考核內容包含4個部分：預習報告、實驗操作、實驗報告、創新部分。實驗總成績計算公式=預習報告（20%）+實驗操作（50%）+實驗報告（30%）+創新部分，具體計算考核標準如表1所示。其中預習報告主要考察學生調研文獻能力及實驗設計邏輯思維能力;實驗操作主要考察學生對實驗項目的熟悉情況、動手能力、團隊合作精神及獲取實驗數據的準確性;實驗報告主要考察學生對實驗數據處理情況及對問題的分析解決能力。創新部分是對實驗方案有創新點或有價值的設備改進想法的學生給予的獎勵，主要考察學生的創新能力。實驗考核方式的改革使得學生對實驗有足夠的重視，認真對待實驗項目的每一個環節，提高實驗教學質量（見表1）。

4 教學效果分析

該實驗教學模式改革在2015級石油工程專業“采油工程”實驗課程中進行了試點，收到了良好的實驗效果。學生在實驗過程中表現出了極高的熱情，提出了自己的實驗設計方案和儀器改進思路，跟老師積極主動的交流自己的想法，對自己感興趣的問題可依托實驗項目進行深入的研究和探索，學生的實驗積極性得到了大幅的提高，所有的小組在實驗時間內都及時完成了實驗項目。學期末組織上實驗課的學生代表與老師座談，學生對這種實驗教學模式的改革持歡迎的態度，表示給大家提供了主動學習、獨立思考、團結合作的機會，鍛煉了大家自己設計、自己實踐的創新和動手能力，此實驗教學模式可在學院內推廣。

5 結束語

該實驗教學模式的改革從教學理念、實驗授課方式、教學方法和考核方式等方面著手，培養了學生的創新精神，鍛煉和提高了學生的工程實踐能力。通過學生自主學習的培養，促使其養成終身學習的習慣。通過“采油工程”實驗課程的試點，實驗教學效果明顯提高，極大地激勵著師生進行實驗教學模式改革探索的熱情和積極性。對實驗課程來講，不斷地探索培養學生的創新能力和工程實踐能力，如何通過實驗教學模式的改革來提高實驗教學質量，培養石油工程專業高素質應用型人才是實驗教學人員一直努力探索和追求的目標。

參考文獻

[1] 蔣平.關于改進實驗教學方法的一些思考[J].石油教育，2011（4）：87-89.

[2] 呂棟梁，王其軍，舒運德，等.如何讓本科生在實驗教學中體會和學習創新[J].實驗室科學，2009（1）：71-73.

[3] 王其軍，呂棟梁，辜音奎，等.實驗室開放對學生創新能力培養的研究[J].實驗科學與技術，2009.6（1）：88-89.

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[8] 王鄭庫，李鳳霞，曾順鵬，等.石油工程專業課程自主式實驗教學研究[J].中國地質教育，2016.25（1）：93-95.