基于“工程教育認(rèn)證”的油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

朱秀蘭，劉雪芬，余嵐，姜生玲，孫寧，楊江平(隴東學(xué)院能源工程學(xué)院，甘肅 慶陽 745000)

0 引言

隨著國(guó)內(nèi)能源需求量增大，石油行業(yè)發(fā)展迅速，其先進(jìn)設(shè)備和專業(yè)技術(shù)的應(yīng)用是油氣資源開采加工的重要推動(dòng)力。近年來，國(guó)企及民營(yíng)油田企業(yè)急需技術(shù)過硬、專業(yè)熟練且能現(xiàn)場(chǎng)操作的高技能專業(yè)人員。當(dāng)前提出的工程教育專業(yè)認(rèn)證，就是以專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)出口要求為導(dǎo)向的基礎(chǔ)性評(píng)價(jià)[1]。我校地處甘肅隴東地區(qū)，油田及其相關(guān)企業(yè)眾多，結(jié)合我校“建設(shè)高水平應(yīng)用型大學(xué)”的辦學(xué)定位，以培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用型技能為目標(biāo)，轉(zhuǎn)變高校傳統(tǒng)教育教學(xué)模式，注重教育過程及結(jié)果，以學(xué)生學(xué)習(xí)與發(fā)展為中心，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)與就業(yè)二者的有機(jī)結(jié)合[2-3]。

油層物理課程是石油工程專業(yè)的基礎(chǔ)必修課程，也是多數(shù)石油類高校的考研課程。例如：以西南石油大學(xué)為例，該校油層物理考研課程增加了對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容，明確石油工程專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)題占10%分值。本文以油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，與傳統(tǒng)工科類石油專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)比，初探基于“工程教育認(rèn)證”的油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

1 傳統(tǒng)石油專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.1 實(shí)驗(yàn)條件不完善

實(shí)驗(yàn)條件不完善主要表現(xiàn)在石油院校部分實(shí)驗(yàn)設(shè)備老化，維修或更換不及時(shí)；實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量欠缺，導(dǎo)致分組實(shí)驗(yàn)中個(gè)別學(xué)生并未參與實(shí)驗(yàn)，甚至成為不愿意參與實(shí)驗(yàn)同學(xué)的借口與理由。

1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式需要更新

大部分石油高校的油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系不能與時(shí)俱進(jìn)，其實(shí)驗(yàn)課程獨(dú)立性小，完全依附于理論課程，只是作為理論課程的輔助學(xué)習(xí)，不能更好地將理論課程中零散孤立的專業(yè)知識(shí)點(diǎn)有效地結(jié)合[4-5]。

傳統(tǒng)的油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容過于陳舊，一是教學(xué)及教材內(nèi)容涉及專業(yè)知識(shí)點(diǎn)少，覆蓋面窄，缺少綜合應(yīng)用。例如：儲(chǔ)層巖石的孔隙度測(cè)定、儲(chǔ)層巖石的滲透率測(cè)定等單一地表述了儲(chǔ)層巖石某一物性。二是油層物理課程實(shí)驗(yàn)基本上是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏探究性、設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)。三是與專業(yè)應(yīng)用技能培養(yǎng)聯(lián)系不緊密，其教學(xué)內(nèi)容設(shè)置只是單一根據(jù)任課教師、實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件及傳統(tǒng)學(xué)科設(shè)置而定，沒有考慮當(dāng)前學(xué)科發(fā)展以及學(xué)生職業(yè)前景需求。早期的石油工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式并沒有把實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐教學(xué)與本科生就業(yè)聯(lián)系起來，主要側(cè)重于課堂理論教學(xué)，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐類教學(xué)相對(duì)偏少。

1.3 實(shí)驗(yàn)考核缺失

學(xué)生不重視實(shí)驗(yàn)課程，實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)抄襲嚴(yán)重，僅憑實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)不能反映學(xué)生掌握理論及實(shí)踐技能的真實(shí)水平。多數(shù)工科類專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)完全依附于理論教學(xué)，包含在理論考試內(nèi)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也就完全被忽略。尤其是缺失實(shí)驗(yàn)過程化考核，就不能考查學(xué)生是否具有獨(dú)立思考及分析問題的能力、對(duì)于實(shí)踐操作的心理素質(zhì)承受能力。

1.4 實(shí)驗(yàn)師資隊(duì)伍建設(shè)有待提高

實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員及專業(yè)教師不能對(duì)實(shí)驗(yàn)室全部?jī)x器設(shè)備正確操作、維護(hù)，缺少相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)；實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員對(duì)專業(yè)知識(shí)掌握程度片面有限。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

2.1 基于工程教育專業(yè)認(rèn)證，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

根據(jù)油田企業(yè)開發(fā)技術(shù)的需要，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，打破界限，單獨(dú)設(shè)立實(shí)驗(yàn)課，重組實(shí)驗(yàn)，突顯實(shí)驗(yàn)課程應(yīng)用性、適用性。基于工程教育專業(yè)認(rèn)證，以學(xué)生為中心，進(jìn)行資源配置和教學(xué)安排，首先，平行實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)分組，獨(dú)立實(shí)驗(yàn)課時(shí)間，使得學(xué)生能夠充分參與到實(shí)驗(yàn)操作中，將學(xué)生以及企業(yè)單位滿意度作為專業(yè)評(píng)價(jià)的重要參考依據(jù)。其次，合理安排實(shí)驗(yàn)教學(xué)，形成“三個(gè)層次、四個(gè)模塊”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，三個(gè)實(shí)驗(yàn)層次：基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K：儲(chǔ)層巖石物性分析實(shí)驗(yàn)?zāi)K、儲(chǔ)層流體性質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)?zāi)K、儲(chǔ)層流體滲流規(guī)律分析實(shí)驗(yàn)?zāi)K、儲(chǔ)層驅(qū)油特征及效果分析實(shí)驗(yàn)?zāi)K，如圖1所示。

圖1 油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

2.2 以礦場(chǎng)油田開發(fā)為導(dǎo)向，改變教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)模式

根據(jù)工程教育專業(yè)認(rèn)證的產(chǎn)出導(dǎo)向理念，以學(xué)生學(xué)習(xí)成果為導(dǎo)向，對(duì)照石油專業(yè)畢業(yè)生核心能力和要求，改變教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式，提升教學(xué)實(shí)效，激發(fā)學(xué)生對(duì)專業(yè)實(shí)驗(yàn)的興趣。

緊密聯(lián)系油田礦場(chǎng)開發(fā)改革實(shí)驗(yàn)教材，使學(xué)生對(duì)油層形成、流體滲流等知識(shí)理解應(yīng)用更加深入透徹，改變油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，即：優(yōu)化調(diào)整基礎(chǔ)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；補(bǔ)充綜合應(yīng)用性、設(shè)計(jì)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如圖1所示，將零散的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來。改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)更能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)創(chuàng)新性，提高學(xué)生綜合分析解決復(fù)雜工程問題能力和創(chuàng)新意識(shí)，驗(yàn)證學(xué)習(xí)成果是否達(dá)到畢業(yè)考核要求。在改革教學(xué)模式過程中，針對(duì)以往的驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，增加準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，理解實(shí)驗(yàn)基本原理及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果的處理與分析，熟悉實(shí)驗(yàn)流程及實(shí)驗(yàn)操作，自行完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作。補(bǔ)充的綜合應(yīng)用性、設(shè)計(jì)創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)任務(wù)”教學(xué)模式完成。首先，教師提供礦場(chǎng)油田開發(fā)資料及油田需要解決的問題，例如：某一油田注水過程中，均質(zhì)儲(chǔ)層黏土礦物含量高，最終采油效果變差，初步分析由于注水水質(zhì)及成分與地層配伍性不好，導(dǎo)致驅(qū)油效果變差。其次，由學(xué)生自行調(diào)研查找資料確定實(shí)驗(yàn)方案、處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并分析其結(jié)果對(duì)油田開發(fā)的指導(dǎo)作用，即分析儲(chǔ)層水敏傷害程度及其相應(yīng)的開發(fā)調(diào)整措施。教師負(fù)責(zé)“問題提出—實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)—結(jié)果驗(yàn)收”；學(xué)生需要“解決問題—實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)—準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)—實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析”。改革后的實(shí)驗(yàn)課程，以學(xué)生掌握知識(shí)為基礎(chǔ)，應(yīng)用知識(shí)為重點(diǎn)，提高學(xué)生自主探究水平和學(xué)習(xí)成功感。

2.3 改變實(shí)驗(yàn)考核方式，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用型技能

油層物理實(shí)驗(yàn)考核是對(duì)學(xué)生專業(yè)能力進(jìn)行一種綜合性測(cè)評(píng)，測(cè)評(píng)學(xué)生對(duì)儲(chǔ)層巖石及流體物性等專業(yè)知識(shí)的掌握程度、礦場(chǎng)油田開發(fā)過程中各種復(fù)雜工程問題的解決能力，評(píng)價(jià)基于工程教育專業(yè)認(rèn)證的石油專業(yè)教育有效性。

改革之后的油層物理實(shí)驗(yàn)課程考核方式采用多元化考核方式，主要分為平時(shí)考核、口試考核及操作考核。其中，平時(shí)考核主要為平時(shí)考勤和課堂表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)成績(jī)；口試考核主要針對(duì)基本理論和方法等，如：實(shí)驗(yàn)測(cè)定原理、實(shí)驗(yàn)測(cè)試誤差分析；操作考核主要為實(shí)驗(yàn)流程基本操作、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)，如：游標(biāo)卡尺使用是否規(guī)范、巖心夾持器中的樣品裝取等。

新型獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)考核方式有效之處在于：(1)考查學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度；(2)考核學(xué)生對(duì)基本知識(shí)的掌握、基本原理及方法的理解；(3)考核學(xué)生實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力；(4)檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決復(fù)雜工程問題的能力；(5)使學(xué)生認(rèn)識(shí)石油行業(yè)發(fā)展前景，規(guī)劃職業(yè)生涯；(6)檢驗(yàn)當(dāng)代大學(xué)生考試心態(tài)自我調(diào)整情況、臨場(chǎng)應(yīng)變能力。通過改變實(shí)驗(yàn)考核方式，強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用型技能，調(diào)動(dòng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生去思考、探索、解決存在的問題。所以，利用考核反向檢測(cè)教學(xué)、促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)改革，二者相互作用，共同促進(jìn)。

2.4 培養(yǎng)“雙師型”教師，注重實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研相結(jié)合

以教師的科研項(xiàng)目為例，將其中一部分作為學(xué)生選擇的自主設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)，形成“理論—實(shí)踐—?jiǎng)?chuàng)新”的實(shí)踐過程。“雙師型”教師善于將科研成果引入實(shí)驗(yàn)教學(xué)，開拓學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)應(yīng)用技能，提高學(xué)生創(chuàng)新思維及創(chuàng)新能力[6]，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革。

3 結(jié)語

以“工程教育認(rèn)證”為導(dǎo)向，油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革主要體現(xiàn)在：改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，構(gòu)建新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，充分考慮兼顧學(xué)生的知識(shí)理解、創(chuàng)新思維和應(yīng)用型技能的培養(yǎng)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶I(yè)態(tài)度和良好的心理素質(zhì)、實(shí)驗(yàn)行為的養(yǎng)成。以“工程教育認(rèn)證”為導(dǎo)向的油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革是一種以崗位職能為基本依據(jù)，突出培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用型技能，充分考慮將專業(yè)理論及實(shí)踐學(xué)習(xí)與畢業(yè)后工作崗位較好地銜接起來，有助于培養(yǎng)出受社會(huì)歡迎和尊重的高素質(zhì)應(yīng)用型工程技術(shù)人才。