郭超華 周紅 潘琳

摘? 要：作為石油工程專業(yè)的必修課程，《采油工程》涉及內(nèi)容多，知識點廣，學(xué)習(xí)難度大。作者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗和油田現(xiàn)場對石油工程師的需求，立足于采油工程課程的特點，從提升教學(xué)理念、優(yōu)化教學(xué)手段、加強(qiáng)校企合作、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、完善教材建設(shè)、以及教學(xué)科研結(jié)合等方面進(jìn)行探討，提出了關(guān)于采油工程課程教學(xué)模式及方法的設(shè)想，為石油工程專業(yè)相關(guān)課程建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞：采油工程;教學(xué)模式;教學(xué)方法;校企合作;教研結(jié)合

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）05-0124-03

Abstract： As a required course for petroleum engineering， "Oil Production Engineering" involves a lot of related petroleum knowledge and is difficult for the undergraduate students to grasp. Combined with years of teaching experience and field demands for petroleum engineers， we have discussed the methods to improve the quality of undergraduate education for "Oil Production Engineering" from following aspects： improve teaching philosophy， optimize teaching methods， impose cooperation of university and enterprise， stimulate learning interest， perfect textbook compilation， and combine scientific research and teaching， etc. This study also provides reference for other related curriculums' construction for petroleum engineering major.

Keywords： "Oil Production Engineering"; teaching modes; teaching methods; university-enterprise cooperation; research-teaching combination

一、概述

采油、油藏以及鉆井是石油工程學(xué)科的三大主要方向，油藏工程方向主要立足于研究地下原油的流動規(guī)律，鉆井工程主要立足于通過鉆完井將地下原油舉升到地面，而采油工程是指在油田開發(fā)過程中，為了提高油藏的開發(fā)效果通過對注水井或者采油井采取各項工程技術(shù)的總稱。作為培養(yǎng)石油專業(yè)人才的高等學(xué)校，《采油工程》一直是石油工程專業(yè)的主干必修課程，其教學(xué)質(zhì)量的好壞直接決定了人才培養(yǎng)的效果。采油工程的任務(wù)主要包括兩個方面：1. 通過各種工程技術(shù)措施，使油氣暢流入井;2. 高效地將原油舉升到地面，提高原油采收率。作為石油工程專業(yè)的學(xué)生，通過該課程的學(xué)習(xí)，要掌握各種采油方式（如自噴、氣舉、有桿泵、無桿泵等）、增產(chǎn)工藝措施（注水、壓裂、酸化等）、以及復(fù)雜油藏開采技術(shù)（如出砂、含蠟、堵水、稠油、低滲透）的原理和設(shè)計步驟，從而解決采油生產(chǎn)過程中的設(shè)計和故障處理等問題。

該課程涉及的主要內(nèi)容包括油井流入動態(tài)（IPR曲線）、井筒多相流、自噴及氣舉、有桿泵與無桿泵采油、注水、水力壓裂、酸化、復(fù)雜油藏開采技術(shù)、完井方案設(shè)計等內(nèi)容，該課程涉及問題多、難點多、綜合性和針對性強(qiáng)。對于剛剛步入大學(xué)的本科生而言，由于該課程的實踐性較強(qiáng)，在《采油工程》課程學(xué)習(xí)的過程中不免覺得知識零散、內(nèi)容繁雜，從而很難得到很好的教學(xué)效果。筆者結(jié)合多年的《采油工程》教學(xué)及科研經(jīng)歷，認(rèn)為目前采油工程課程教學(xué)過程中主要存在三個方面的問題：一是授課教師過多關(guān)注理論專業(yè)知識的傳授，忽視操作能力的培養(yǎng)，未能真正起到理論指導(dǎo)實踐的作用;二是課堂教學(xué)的模式導(dǎo)致學(xué)生出現(xiàn)“被動學(xué)習(xí)”的現(xiàn)象，從而在實際現(xiàn)場工作中無法將之前所學(xué)的理論知識與工程實際相結(jié)合;三是理論知識枯燥導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)主動性，難以實現(xiàn)既定的教學(xué)目標(biāo)和培養(yǎng)目標(biāo)。

筆者考慮到本科教學(xué)中出現(xiàn)的上述問題，結(jié)合自身采油工程教學(xué)實踐，就如何提高本課程的教學(xué)效果提出建議。隨著新時期石油工程的行業(yè)背景及專業(yè)人才需求的變化，采油工程課程建設(shè)也需要與時俱進(jìn)，適應(yīng)新的發(fā)展要求。筆者基于多年的采油工程課程的教學(xué)實踐經(jīng)驗，提出了一些關(guān)于該課程教學(xué)模式及方法的建議，希望能對采油工程課程改革及教學(xué)質(zhì)量提高有所啟發(fā)。

二、采油工程課程改革的主要措施

（一）提升教學(xué)理念，建立教學(xué)團(tuán)隊

采油工程課程的建設(shè)關(guān)鍵在于教師，而教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變的重點在于授課教師要自主轉(zhuǎn)變教學(xué)思想和觀念，深刻領(lǐng)會石油工程專業(yè)人才培養(yǎng)計劃，明確人才目標(biāo)，將理論教學(xué)與實踐應(yīng)用相結(jié)合。每一位老師都應(yīng)該積極參與到相應(yīng)培養(yǎng)發(fā)展計劃的制定當(dāng)中，促使教師的專業(yè)知識向?qū)捒趶睫D(zhuǎn)變，單一的理論教學(xué)與生動的生產(chǎn)實踐教學(xué)相結(jié)合，熟練掌握和運用先進(jìn)的教學(xué)方法，以便提高教學(xué)質(zhì)量。

近幾年中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）石油工程系新進(jìn)教師已占教師隊伍50%，這些新進(jìn)青年教師大多具有國外留學(xué)或交流經(jīng)歷，英語能力和信息技術(shù)應(yīng)用能力強(qiáng)。但同時他們的專業(yè)方向知識有限、教學(xué)基本功有待提高、生產(chǎn)實踐經(jīng)歷不足。因此，要建立老帶新機(jī)制，形成學(xué)術(shù)帶頭人-骨干教師-主講教師的隊伍體系，形成教學(xué)團(tuán)隊。同時要制定青年教師培養(yǎng)發(fā)展計劃，充分發(fā)揮崗位培訓(xùn)和工程實踐鍛煉的積極作用，進(jìn)一步優(yōu)化教師專業(yè)結(jié)構(gòu);定期開展觀摩教學(xué)和示范性教學(xué)活動，鼓勵教師積極參加這一活動，并在學(xué)習(xí)之余探討和交流教學(xué)方法，以促進(jìn)教師掌握和運用先進(jìn)的教學(xué)方法;同時，還要制定相應(yīng)的考核制度，通過教學(xué)比賽來促進(jìn)教師考核機(jī)制的建立，制定相應(yīng)的激勵措施，加快青年教師的成長，發(fā)揮高層次人才優(yōu)勢，使他們盡快成為一流的骨干教師，在教學(xué)崗位上實現(xiàn)自我價值;此外，還可將教師的研究方向與授課內(nèi)容相結(jié)合，尤其是一些工程實踐經(jīng)驗豐富或者正在參與實驗活動的教師，可鼓勵上述教師將自己平時的研究內(nèi)容與教學(xué)活動相結(jié)合，這樣，既能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的愿望，使得學(xué)生了解當(dāng)前的研究重點和熱點，又能將教師的科研活動與教學(xué)活動相結(jié)合，這在一定程度上調(diào)動了教師備課和授課的積極性。教學(xué)理念的提升是該課程進(jìn)行教學(xué)創(chuàng)新的關(guān)鍵所在，只有教師轉(zhuǎn)變了教學(xué)理念，并將其運用到教學(xué)活動中，才可促進(jìn)教學(xué)模式的創(chuàng)新。

（二）優(yōu)化教學(xué)手段，提升教學(xué)效果

作為石油工程專業(yè)的基礎(chǔ)課程，《采油工程》教學(xué)效果的提升有賴于優(yōu)質(zhì)的教學(xué)手段。為了讓學(xué)生更好的學(xué)好這門主干課程，可以采用多種教學(xué)手段相結(jié)合的方法。

第一，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)課程及慕課建設(shè)。計算機(jī)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛速發(fā)展給各個階段的教育帶來了較多的革命性創(chuàng)新手段，對于采油工程這門課程來說尤為有效。通過網(wǎng)絡(luò)課程或者慕課教學(xué)[1]，可以形象生動地將礦場實地情況在課堂上展現(xiàn)給學(xué)生，可以彌補(bǔ)礦場生產(chǎn)實習(xí)時間不足的弊端。建立內(nèi)容豐富的網(wǎng)絡(luò)實驗教學(xué)資源庫，包括實驗教學(xué)大綱、實驗教學(xué)課件、實驗教學(xué)示范錄像、儀器設(shè)備功能及使用說明等以輔助實驗室發(fā)展和教學(xué)。構(gòu)建過程中采取特色鮮明的校內(nèi)實驗設(shè)計與礦場實踐相結(jié)合的雙向?qū)嶒灲虒W(xué)體系，將兩種實驗方式深度融合、雙向互動，其中校內(nèi)實驗可包括基礎(chǔ)實驗、綜合設(shè)計型實驗和研究創(chuàng)新型實驗，礦場實踐包括認(rèn)識實習(xí)、專業(yè)實習(xí)、工程設(shè)計考察，體現(xiàn)采油工程課程學(xué)習(xí)與生產(chǎn)和研究密切結(jié)合的特點，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)課程和慕課建設(shè)可以強(qiáng)化實踐教學(xué)的作用，促進(jìn)人才培養(yǎng)。

第二，建設(shè)虛擬仿真實驗實訓(xùn)平臺。通過模擬軟件，讓學(xué)生自主設(shè)計采油參數(shù)，控制采油過程，形象直觀地了解所學(xué)知識在油田開發(fā)過程中的應(yīng)用。采油工程是使地層中的油氣穩(wěn)定、高效、持久地從幾千米深的井底有控制地舉升到地面。涉及流體被舉升至地面的配套技術(shù)、維持井筒生產(chǎn)壽命與安全修井技術(shù)、酸化/壓裂等大型的地層改造工程等。部分與生產(chǎn)密切相關(guān)的實驗項目由于規(guī)模大、高溫、高壓、腐蝕、毒性等無法在常規(guī)教學(xué)實驗室進(jìn)行。同樣，受企業(yè)生產(chǎn)制度和安全方面局限，某些生產(chǎn)實踐項目無法在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行?；诖?，在學(xué)校原有的實踐教學(xué)條件和油田現(xiàn)有的生產(chǎn)體制下，全面實現(xiàn)對采油工程專業(yè)理論教學(xué)與工程實踐有機(jī)結(jié)合難度大。為了彌補(bǔ)采油工程部分專業(yè)實踐教學(xué)存在的不足，利用計算數(shù)值模擬技術(shù)、多媒體平臺、大型虛擬仿真設(shè)備、大數(shù)據(jù)分析等與采油工程的部分實際內(nèi)容相結(jié)合，建立《采油工程》虛擬仿真實驗教學(xué)平臺，借助其直觀、生動、安全、成本低和易于更新的優(yōu)點，開展采油工程的部分專業(yè)實踐教學(xué)。

第三，強(qiáng)化實驗教學(xué)。2016年12月3日教育部出臺了《國家級實驗教學(xué)示范中心管理辦法》，明確了示范中心是高等學(xué)校組織高水平實驗教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新精神的重要教學(xué)基地，是教育部依托相關(guān)高等學(xué)校建設(shè)的國家級實驗教學(xué)示范平臺[2]。通過課堂與實驗相互結(jié)合，讓學(xué)生更為直觀形象的了解采油相關(guān)知識。比如在講解井筒多相流時，可以將學(xué)生帶到實驗室，讓學(xué)生直觀地了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)、組成及原理。然后在老師規(guī)范的操作下，讓學(xué)生掌握整個實驗流程。了解多相流動中存在各種流型，通過調(diào)節(jié)氣量的大小，讓學(xué)生直觀認(rèn)識各種流型（如泡流、段塞流、環(huán)流和霧流）的特點;再由學(xué)生親手操作，加深感性認(rèn)識;最后，再通過教師集中進(jìn)行理論講解，通過理論知識與實驗教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生在輕松自由的環(huán)境下掌握相關(guān)的知識點。

（三）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)校企合作

與中小學(xué)“滿堂灌”的填鴨式教學(xué)不同，大學(xué)教育的重點在于培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)及學(xué)習(xí)能力。大學(xué)課程涉及的知識相當(dāng)廣泛，但也要給學(xué)生留有思考余地，要在有限的教學(xué)課時里將盡可能多的知識傳授給學(xué)生，如果仍然保持滿堂灌的教學(xué)習(xí)慣，容易造成學(xué)生的疲勞，根本不現(xiàn)實，同時也會導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。因此，在高校教學(xué)中應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。采用啟發(fā)式教學(xué)，加強(qiáng)師生互動，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題的能力，使學(xué)生掌握一套科學(xué)的思維方法[3]。部分課時可以借鑒翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)方法，讓學(xué)生上臺講授某一專題知識，之后大家集體討論，最后教師指點答疑，以完成教學(xué)任務(wù)，讓學(xué)生真正參與到學(xué)習(xí)過程中去，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)興趣和自學(xué)能力。

另外，通過與油氣田企業(yè)建立產(chǎn)學(xué)研基地[4]，通過油田的幫助，購買油田退役的采油設(shè)備作為實驗教具，比如抽油機(jī)、抽油泵、抽油桿、油管、采油樹等。同時也可以增加一些設(shè)備的拆卸和組裝實驗，使學(xué)生能深入理解設(shè)備的工作原理，使學(xué)生對設(shè)備部件與原理有更加深刻的認(rèn)識。同時可以從油氣田生產(chǎn)企業(yè)引進(jìn)專業(yè)理論知識與實踐經(jīng)驗豐富的高級工程師，定期來校進(jìn)行專題講座，并擔(dān)任學(xué)生的專業(yè)課實驗教師。通過企業(yè)提供的油田開發(fā)實踐一手資料指導(dǎo)實驗教學(xué)，把理論知識與現(xiàn)場生產(chǎn)相結(jié)合，以便學(xué)生頭腦中可以形成具體、形象的物理模型，從而使得采油工程專業(yè)知識指導(dǎo)油田現(xiàn)場生產(chǎn)，進(jìn)而得出深刻的認(rèn)識，增加學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到很好地培養(yǎng)油氣田工程應(yīng)用型人才的目的。

（四）完善教材建設(shè)，更新實操案例

為了保證采油工程課程的即時性和科學(xué)性，應(yīng)該不斷引進(jìn)和吸收國內(nèi)外類似課程的最新教學(xué)成果，同時不斷補(bǔ)充完善實際采油新技術(shù)及新工藝，對一些技術(shù)或理念落后，已有新工藝技術(shù)取代的舊的內(nèi)容及時舍棄，節(jié)約寶貴教學(xué)資源，同時達(dá)到學(xué)以致用的目的。尤其是當(dāng)前的教材，由于編寫教材需要時間，所以有些教材雖然經(jīng)典，但是其中的采油工程教學(xué)內(nèi)容稍顯過時，這就要求教師在備課的過程中及時更新補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容，將當(dāng)前的研究熱點以及新的技術(shù)手段介紹給學(xué)生，這樣才能保證學(xué)生的所學(xué)內(nèi)容的與時俱進(jìn)。

由于采油工程涵蓋內(nèi)容太廣，涉及了油田開發(fā)過程中的方方面面，它既是一門單獨的課程，同時又與其他課程（如油藏工程、鉆進(jìn)工程、提高采收率等）存在密切的聯(lián)系。因此，采油工程課程教材建設(shè)方面既要注意與其他相關(guān)課程的銜接和補(bǔ)充，又要注意教學(xué)目標(biāo)在不同指導(dǎo)下的有所側(cè)重，突出課程特點及教學(xué)重點，避免“大而全、小而全”的弊端[5]，嚴(yán)格按照教學(xué)大綱中的學(xué)時，合理安排授課內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生的興趣和時間安排，預(yù)留相應(yīng)的課時補(bǔ)充拓展內(nèi)容，進(jìn)行課外學(xué)習(xí)，拓展學(xué)生視野。

（五）實現(xiàn)教研結(jié)合，培養(yǎng)創(chuàng)新人才

為響應(yīng)國家提出的“雙一流”學(xué)科建設(shè)，將教學(xué)與科研相結(jié)合，更好的服務(wù)于石油工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)、科研等工作，搞好教學(xué)實驗室是關(guān)鍵，教學(xué)實驗室作為室內(nèi)教學(xué)與科研的重要平臺，在培養(yǎng)學(xué)生實踐與科研能力、掌握專業(yè)技能等方面扮演著十分重要的角色[6]?？蒲胁⒉皇茄芯可蚪處煵拍軈⑴c的活動，本科生參與科研活動對于學(xué)生今后的學(xué)習(xí)或工作都是很有益處的。對于部分學(xué)有余力的且希望能在課后進(jìn)一步鍛煉動手實踐能力的學(xué)生來說，可以將現(xiàn)有的該專業(yè)的實驗室作為開放實驗室，學(xué)生與教師預(yù)約，或者作為教師的助研人員參與到實驗活動當(dāng)中，進(jìn)入實驗室進(jìn)行相關(guān)專業(yè)實驗。另外，鼓勵學(xué)生參與科研課題研究活動或者石油工程專業(yè)方向的設(shè)計大賽。同時，可以根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件，鼓勵學(xué)生自主進(jìn)行實驗活動，即讓學(xué)生個人選題并查閱文獻(xiàn)，進(jìn)行相關(guān)研究的總結(jié)，進(jìn)而在教師指導(dǎo)下，制定完整的實驗方案，以便從事科學(xué)實驗活動，這對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計以及未來的工作或研究都具有重要的指導(dǎo)意義。另外，還要鼓勵學(xué)生主動思考，促進(jìn)創(chuàng)新思維的形成，注重在實驗和學(xué)習(xí)過程中學(xué)習(xí)培養(yǎng)自己的科研能力，同時又不要過分強(qiáng)調(diào)科研成果，以免給學(xué)生太大的壓力。

為了提高我系的本科教學(xué)質(zhì)量，目前我校石油工程系根據(jù)研究方向相應(yīng)的成立了四個本科教學(xué)團(tuán)隊：油藏工程教學(xué)團(tuán)隊、油藏地質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊、鉆井與完井工程教學(xué)團(tuán)隊、以及采油工程教學(xué)團(tuán)隊，每個團(tuán)隊均由我系教師組成。從本科二年級開始，每個教師需要相應(yīng)的指導(dǎo)2-3名本科生，不僅僅從本科學(xué)業(yè)上進(jìn)行幫助，更重要的是讓本科生走進(jìn)導(dǎo)師們的科研領(lǐng)域，進(jìn)入實驗室，把枯燥乏味的課堂學(xué)習(xí)結(jié)合到與生產(chǎn)實際更為密切的科研中去。

目前石油工程專業(yè)的部分學(xué)生已經(jīng)在教師的指導(dǎo)下從事實驗活動，成果顯著，已經(jīng)取得一些成果：學(xué)生發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，申報發(fā)明專利2項，參加全國石油工程設(shè)計大賽獲得多個二等獎。中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）石油工程系通過國家雙一流建設(shè)和修購專項資金，不斷完善和改進(jìn)采油工程教學(xué)相關(guān)基礎(chǔ)實驗設(shè)備，為教學(xué)質(zhì)量的提高奠定了扎實的基礎(chǔ)。

三、結(jié)束語

本科教學(xué)和科學(xué)研究是高等教育的兩個重要方面，本科教育作為高等教育的主體，是衡量高校辦學(xué)及人才培養(yǎng)質(zhì)量的重要出發(fā)點。落實采油工程專業(yè)課程的教學(xué)要求，提升教學(xué)質(zhì)量，是確保人才培養(yǎng)質(zhì)量的基礎(chǔ)和前提。對于石油工程專業(yè)人才培養(yǎng)和科學(xué)研究，采油工程課程的教學(xué)尤為重要，其教學(xué)質(zhì)量的提升是一個不斷探索的話題，必須與時俱進(jìn)，開拓創(chuàng)新，培養(yǎng)新的教學(xué)理念和思路。通過與工程實踐相結(jié)合，實現(xiàn)《采油工程》課程教學(xué)方法的不斷更新，教學(xué)理念的不斷強(qiáng)化，從而提高該課程教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)出更多的高素質(zhì)石油人才。

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