《鉆井工程課程設計》教學方法改革與實踐

王均 劉曉慶

摘要：鉆井工程課程設計是石油工程專業學生學習專業課后的一門非實驗實踐課，主要培養學生綜合應用專業知識的能力，其教學方法必然與理論課程不同，更加注重課程的實踐性。文章從石油工程專業鉆井工程課程設計實際教學效果出發，提出改進措施，使該設計具有多樣化、整體性的特征，給予學生更多的發揮空間，吸引學生的設計興趣，加深其對設計過程的理解，激發學生的創新潛能，使其具有綜合運用專業知識解決實際工程問題的能力。

關鍵詞：鉆井工程；課程設計；教學方法

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）31-0086-02

一、引言

鉆井工程是石油與天然氣工程領域的主干專業技術課之一。該課程具有綜合性、實踐性和靈活性較強的特點，涉及鉆完井工程、固井工藝、井控技術、鉆井液技術、油田化學和力學等方面的知識[1，2]。《鉆井工程課程設計》是鉆井工程的重要實踐教學環節之一；通過撰寫課程設計來培養學生綜合運用專業知識對某油田區塊進行鉆井工藝設計的基本能力，為后續課程學習、本科畢業設計（論文）和石油工程類的學科競賽等奠定良好的基礎。

二、《鉆井工程課程設計》教學過程中存在的主要問題

近年來，隨著石油行業形勢的變化，就業前景不如往年好，石油工程畢業生逐漸進入其他行業，部分學生對專業課尤其是設計類課程的學習興趣變淡。通過調研石油高等院校課程設計開展情況，結合我校石油工程專業鉆井工程課程設計教學效果，學生在完成課程設計中普遍存在以下問題。

（一）重視程度不夠，學生重“理論”、輕“設計”

高校教學過程主要包括理論教學和實踐教學。大學學習期間，多數學生存在認識誤區，認為能學好理論課程足矣，不重視實踐類課程的學習，尤其是設計類課程，在設計過程中敷衍了事，不善于甚至不喜歡查閱文獻，僅僅參照教材做一些簡單運算，設計結果與實際應用偏差很大。

（二）課程設計任務書相似，抄襲現象嚴重

鉆井工程課程設計內容通常為一口井的全部綜合設計，學生根據鉆井工程設計任務書完成相應內容，雖然任務不同，但設計題目比較單一且設計模式及內容相似，工程實際性不強，限制了學生個人特長的發揮。同時，由于設計任務的高度相似性，學生的計算數據和設計結果相近，部分學生存在抄襲現象，無法激活學生的獨立思考能力和理解力，不能更好地培養學生綜合運用知識解決實際問題的能力。

（三）設計安排在集中周進行，教學資源利用率不高

目前，我校學生是在集中周期間完成鉆井工程課程設計內容，部分學生不能很好地利用實驗室、實驗機房和館藏圖書等資源，影響課程設計效果。具體表現：多數學生不熟悉甚至不會使用鉆井工程中的專業軟件，在集中周進行課程設計，導致邊學習軟件邊設計，時間比較緊迫，多數學生是在設計后期突擊，設計報告質量不高。

（四）教師集中輔導，學生不易吸收

進行鉆井工程課程設計實踐教學過程中，最大的難題是如何將繁雜的設計資料和相關參數全部展示給學生，使學生快速及時地檢索并利用所提供的信息。在課程設計集中周，將一口井的鉆井工程設計任務順利完成；但讓學生在短時間內很好完成設計，難度大。在以往的鉆井工程課程設計教學過程中，教師花費大量時間進行講解，學生也能夠積極主動地開展相關設計，但集中設計時間短，學生不能完全理解和消化設計精髓，完成的設計報告質量不高。

（五）集中進行課程設計，過程考核要求不嚴

為了保證鉆井工程課程設計質量，要求學生集中進行設計，每天在指定教室完成至少6學時的設計內容，其余時間要求學生在圖書館和實驗機房查閱資料和學習教學軟件，自行學習時間往往出現部分學生貪玩而沒有真正進入圖書館和實驗室學習。由于學生相對分散，不便教師管理，過程考核出現不嚴格現象。

三、教學過程中的主要改進措施

（一）建立課程設計案例庫或參數管理數據庫

鉆井工程設計是一個專業綜合性訓練項目，需要大量的現場數據資料，該課題通過依托八屆中國石油工程設計大賽賽題、收集現場實際鉆井案例和前沿鉆井工藝技術，甚至邀請校外專家命題等方式，建立課程設計題庫或課程設計參數數據庫，增加鉆井工程的新穎性和前沿性內容。比如，復雜結構井、海上油氣井和非常規儲層油氣井等設計內容，給予學生更多的選擇，實現任務書和設計形式的多元化，防止抄襲，其設計成果可以軟件編寫、工藝創新、設備或裝置設計形式呈現，體現課程的多樣化特點。

（二）改變課程設計任務布置時間

該課程設計具有綜合性、實踐性和靈活性較強的特點，涉及鉆完井工程、固井工藝、井控技術、鉆井液技術、油田化學和力學等多門課程的相關知識。因此，可提前下達課程設計任務，讓學生帶著任務學習。一方面，使學生在學習過程中，主動尋求和探索解決設計任務的知識與方法，提前為進行課程設計準備基礎資料，保障課程設計的順利開展；另一方面，提前布置設計任務，讓學生帶著問題學習，充分調動學生學習興趣和熱情，使學生主動學習相關課程內容，提高課程學習效果。

（三）分散學習與集中設計相結合

鉆井工程課程設計主要培養學生綜合應用專業知識的能力，其教學方法必然與理論課程不同，須注重課程實踐特性。通過該課題的實施，在《鉆井工程》理論課程中，任課教師加強鉆井工程設計專題的講解，比如鉆井液技術設計、固井工藝設計、鉆井水力參數設計和鉆柱技術等，增加鉆井工程專業軟件的介紹與使用環節。學校全天開放專業軟件機房，讓學生在課內學習，課后進入機房練習專業軟件，熟練使用工程設計軟件，提前鍛煉課程設計基本能力，使其能按質按量完成設計內容，避免出現疲于應付的現象。

（四）嚴格設計要求，避免學生抄襲

為了嚴格要求，提高鉆井工程課程設計質量，鍛煉學生獨立思考的能力，教師在學生完成設計過程中，定期檢查學生設計進度、完成情況并幫助學生發現設計中存在的問題，進行階段性講解，評選合理的設計方案。同時，要求學生對錯誤的設計方案重新整理和計算，對設計過程進行小結，能夠真正做到獨立完成每一部分的設計，并讓學生分組就設計內容進行交流與探討，為后續設計奠定基礎。

（五）加強過程管理，實施階段考核

鉆井工程課程設計分為井身結構設計、套管柱強度設計、鉆柱設計、鉆井液設計、鉆井水力參數設計、注水泥設計六部分，課程設計中規定各部分具體完成時間，到達每部分規定的時間后檢查學生的階段性設計結果，并給出相應的考核成績。同時，按設計任務的難易程度賦予相應權重，最終得出每位學生的分階段考核成績。

四、認識與結語

根據我校石油工程專業鉆井工程課程和鉆井工程課程設計實際教學效果，剖析我校鉆井工程學課程設計在教學過程中存在的主要問題，進行相應的教學改革，比如改變設計任務布置時間，建立課程設計題庫，由校內外專家聯合指導學生或邀請企業專家到校參加課程設計答辯，加強過程考核以及成績評定方法等的改革，并在鉆井工程課程設計教學過程中進行實踐。結果表明，改變鉆井工程課程設計教學方法，更能激發學生的設計興趣，增強學生的主觀能動性，有利于加深學生對設計過程的理解，保證設計過程順利進行，成績評定更加合理，在一定程度上改善教學效果，提升鉆井工程課程設計教學質量，有利于我校石油類專業應用型人才培養目標的實現。

參考文獻：

[1]田曉珍，張敏.通過課程設計培養學生創新能力[J].信息技術教學與研究，2008，（38）：151-152.

[2]馮福平，艾池，李士斌.等.鉆井工程課程設計教學方法的改進[J].石油教育，2012，（2）：91-92.