石油工程專業(yè)《油田化學(xué)》教學(xué)改革探討

文守成，付美龍 (長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100)

石油工程專業(yè)《油田化學(xué)》教學(xué)改革探討

文守成，付美龍 (長(zhǎng)江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100)

分析了當(dāng)前石油工程專業(yè)《油田化學(xué)》課程教學(xué)存在的主要問題：石油工程專業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱、培養(yǎng)模式改革與教學(xué)模式不相適應(yīng)、教學(xué)內(nèi)容多、涉及面廣而教學(xué)課時(shí)少。針對(duì)上述問題，進(jìn)行了課堂教學(xué)模式與方法改革：首先通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與合理安排課堂教學(xué)進(jìn)度，解決化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱問題；在此基礎(chǔ)上，針對(duì)不同層次學(xué)生采用不同的課堂教學(xué)模式，同時(shí)采用啟發(fā)式教學(xué)，提高教學(xué)過程中互動(dòng)性；合理利用多媒體現(xiàn)代化教學(xué)手段，提高課堂教學(xué)容量，解決當(dāng)前教學(xué)容量不斷擴(kuò)充與授課學(xué)時(shí)相對(duì)減少矛盾。

《油田化學(xué)》；石油工程專業(yè)；教學(xué)模式

《油田化學(xué)》是一門以石油工程(如石油地質(zhì)、油藏工程、鉆井工程以及采油工程)、化學(xué)(如無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、表面及膠體化學(xué)和高分子化學(xué)與物理等)、化工(流體集輸、傳熱傳質(zhì)過程以及化學(xué)反應(yīng)工程等)為基礎(chǔ)，并涉及腐蝕結(jié)垢、環(huán)境保護(hù)以及微生物學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)的新興應(yīng)用型學(xué)科，涉及面廣、內(nèi)容豐富，是石油工程專業(yè)較難的課程之一[1]。由于《油田化學(xué)》貫穿于整個(gè)石油工業(yè)生產(chǎn)過程，在油氣田鉆探、開采、集輸以及銷售過程中占據(jù)極為重要的地位。因此，《油田化學(xué)》課程教學(xué)模式改革，提高《油田化學(xué)》課程教學(xué)質(zhì)量，對(duì)培養(yǎng)全面高素質(zhì)石油工程人才具有重要意義。

1 當(dāng)前《油田化學(xué)》課程教學(xué)存在的主要問題

1.1石油工程專業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱

長(zhǎng)江大學(xué)通過對(duì)石油工程專業(yè)原課程體系優(yōu)缺點(diǎn)的分析，并根據(jù)化學(xué)學(xué)科發(fā)展及石油工業(yè)對(duì)自身人才的知識(shí)、能力及素質(zhì)要求出發(fā)，對(duì)石油工程專業(yè)增加了工程化學(xué)與物理化學(xué)2門化學(xué)類基礎(chǔ)課程[2]。但受本科教學(xué)課程設(shè)置限制，有機(jī)化學(xué)、表面及膠體化學(xué)以及高分子化學(xué)及物理等重要的基礎(chǔ)化學(xué)課程不能有效融入石油工程專業(yè)課程體系內(nèi)，導(dǎo)致石油工程專業(yè)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，進(jìn)而使得在《油田化學(xué)》課程教學(xué)過程難度較大，學(xué)生理解和掌握相關(guān)的化學(xué)知識(shí)較為困難。

1.2培養(yǎng)模式改革與教學(xué)模式不相適應(yīng)

隨著石油工業(yè)不斷發(fā)展，油田企業(yè)對(duì)石油工業(yè)專業(yè)人才提出了多層次的培養(yǎng)要求[3]。與此相適應(yīng)，長(zhǎng)江大學(xué)在不斷的教學(xué)改革與研究過程中建立了優(yōu)秀生導(dǎo)師制度，對(duì)優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行一對(duì)一輔導(dǎo)，使得學(xué)生在專業(yè)知識(shí)、科研能力等方面得到了全面發(fā)展。在深入研究和完善優(yōu)秀生導(dǎo)師制的基礎(chǔ)上又建立了“基地班”、“石油之光”實(shí)驗(yàn)班以及“卓越工程師”班等高素質(zhì)人才培養(yǎng)模式，形成了普通班、二學(xué)位班等多種形式共存的培養(yǎng)模式。因此，當(dāng)前統(tǒng)一的培養(yǎng)模式無(wú)法滿足目前多種形式共存的培養(yǎng)模式教學(xué)要求，導(dǎo)致教學(xué)過程中“基地班”、“石油之光”實(shí)驗(yàn)班以及“卓越工程師”班等基礎(chǔ)較好的學(xué)生“吃不飽”，而基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的普通班、二學(xué)位班學(xué)生“吃?shī)A生飯”的現(xiàn)象。

1.3教學(xué)內(nèi)容多，涉及面廣而教學(xué)課時(shí)少

油田化學(xué)是一門涉及工程化學(xué)、物理化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、表面及膠體化學(xué)以及高分子化學(xué)及物理等多學(xué)科的新興邊緣學(xué)科[4]，貫穿于整個(gè)石油工業(yè)生產(chǎn)過程，涉及油氣井鉆探、開采、集輸及銷售等方面，且每個(gè)方面都自成體系，相關(guān)度很小，且每個(gè)方面涉及內(nèi)容多，范圍廣。如僅油氣開采就包含聚合物驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、堿驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)、弱凝膠驅(qū)等相對(duì)獨(dú)立的體系。另一方面，隨著石油工業(yè)的不斷發(fā)展，如煤層氣、頁(yè)巖氣、可燃冰等特殊資源以及極端條件下油氣藏開發(fā)地位日益突出，《油田化學(xué)》教學(xué)內(nèi)容涉及面不斷增加。如何開展教學(xué)，讓學(xué)生掌握并能在日后能夠應(yīng)用該門課程的知識(shí)，給授課教師帶來(lái)了極大的困難與挑戰(zhàn)。

2 課堂教學(xué)模式與方法改革

2.1調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與合理安排課堂教學(xué)進(jìn)度，解決化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱問題

一方面，石油工程專業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)相對(duì)薄弱；另一方面，《油田化學(xué)》與大部分石油工程專業(yè)課不屬同一學(xué)科領(lǐng)域，關(guān)聯(lián)性少，無(wú)法形成相互影響的集群效益。為此，首先對(duì)《油田化學(xué)》課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行全新調(diào)整，將在石油工業(yè)中涉及最為廣泛的表面活性劑與油田用高分子聚合物單獨(dú)提出，增加教學(xué)課時(shí)，在講解過程中結(jié)合其在石油工業(yè)中的應(yīng)用對(duì)其理論基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行詳細(xì)講解，以彌補(bǔ)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)薄弱問題。同時(shí)，針對(duì)不同層次學(xué)生，對(duì)后續(xù)章節(jié)講解進(jìn)行適度調(diào)整，如普通班及二學(xué)位班基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的學(xué)生講解鉆井液、完井液以及固井液等章節(jié)時(shí)適度進(jìn)行弱化，而針對(duì)基地班、“石油之光”實(shí)驗(yàn)班以及“卓越工程師”班基礎(chǔ)較好的學(xué)生，結(jié)合當(dāng)前石油工業(yè)的發(fā)展，新增《油田化學(xué)》在煤層氣、頁(yè)巖氣、可燃冰等特殊資源以及極端條件下油氣藏開發(fā)過程中的應(yīng)用講解內(nèi)容，進(jìn)而解決了基礎(chǔ)較好的學(xué)生“吃不飽”，而基礎(chǔ)相對(duì)較差的學(xué)生“吃?shī)A生飯”的問題。

2.2啟發(fā)式教學(xué)，提高教學(xué)過程中的互動(dòng)性

油田化學(xué)是應(yīng)用性極強(qiáng)的新興邊緣學(xué)科。因此，筆者在講解每一單元之前結(jié)合石油工程專業(yè)首先提出相關(guān)問題，然后對(duì)該單元的內(nèi)容逐步啟發(fā)學(xué)生自己分析問題，在一問一答中啟發(fā)學(xué)生思維，最后對(duì)解題思路進(jìn)行詳細(xì)講解。如在講解化學(xué)驅(qū)油章節(jié)過程中，首先根據(jù)油氣田開發(fā)過程中存在采收率較低問題進(jìn)行提問，讓學(xué)生分析導(dǎo)致該現(xiàn)象的根本原因，由此引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生思維，提出相應(yīng)的對(duì)策，最后引入各種化學(xué)驅(qū)油技術(shù)，并對(duì)各種驅(qū)油技術(shù)解題思路進(jìn)行詳細(xì)講解。此外，在每一單元講解結(jié)束后進(jìn)行適時(shí)小結(jié)，明確各概念之間以及該單元與其他單元之間的相互聯(lián)系。由此，一方面增強(qiáng)了教學(xué)過程中的互動(dòng)性，提高了教學(xué)效果，另一方面，培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考能力。

2.3采用多種教學(xué)模式，提高課堂教學(xué)質(zhì)量

針對(duì)長(zhǎng)江大學(xué)培養(yǎng)不同層次人才，采用多種教學(xué)模式。如針對(duì)普通班及二學(xué)位班基礎(chǔ)相對(duì)較弱的同學(xué)，主要以教師講解為主，結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)方式；針對(duì)基地班、“石油之光”實(shí)驗(yàn)班以及“卓越工程師”班基礎(chǔ)較好的學(xué)生，根據(jù)章節(jié)重要程度，采用教師主講，結(jié)合提問討論式以及自講自學(xué)式3種教學(xué)模式。對(duì)于基礎(chǔ)理論部分，主要以教師講解為主，結(jié)合啟發(fā)式教學(xué)方式；對(duì)于理論應(yīng)用部分，將學(xué)生分成若干小組進(jìn)行討論，采用提問討論式與自講自學(xué)時(shí)2種教學(xué)方式。教師對(duì)小組討論過程與結(jié)果以及自講效果進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，并將相應(yīng)成績(jī)計(jì)入結(jié)業(yè)考試成績(jī)。

2.4多媒體教學(xué)與板書合理結(jié)合，克服課堂教學(xué)容量大與授課學(xué)時(shí)相對(duì)減少矛盾

多媒體教學(xué)是一把雙刃劍，一方面使得課堂教學(xué)容量得到極大幅度提高，另一方面，受學(xué)生接受容量的影響使得教學(xué)效果相對(duì)下降。應(yīng)用多媒體信息技術(shù)，不僅可提高課堂教學(xué)容量，同時(shí)也可將教學(xué)內(nèi)容較為微觀問題擴(kuò)大化、抽象問題形象化，枯燥問題生動(dòng)化，更能引人入勝，提高教學(xué)表現(xiàn)力、感染力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。因此，在教學(xué)過程中應(yīng)積極發(fā)揮多媒體的圖片演示功能。如在表面活性劑膠束4種增容形式講解過程時(shí)，配以圖形，不僅使得微觀問題擴(kuò)大化，形象化，增強(qiáng)課堂表現(xiàn)力，同時(shí)可有效增強(qiáng)學(xué)生記憶，提高教學(xué)效果。但一味采用多媒體教學(xué)，增加課堂教學(xué)容量，將導(dǎo)致課堂教學(xué)枯燥、呆板，雖然教學(xué)容量大幅度增加，但教學(xué)效果急劇下降，使得教學(xué)過程遠(yuǎn)遠(yuǎn)脫離了教學(xué)目的。因此，教學(xué)過程中必須將多媒體與板書有機(jī)結(jié)合，在提高教學(xué)容量，增強(qiáng)課堂表現(xiàn)力、感染力的同時(shí)進(jìn)一步提高教學(xué)效果。

2.5理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重

油田化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，應(yīng)用性極強(qiáng)。因此，《油田化學(xué)》在教學(xué)過程中必須堅(jiān)持理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)并重的原則。在《油田化學(xué)》實(shí)踐教學(xué)方面主要注重2個(gè)方面實(shí)踐，即室內(nèi)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐相結(jié)合。通過實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，學(xué)生可獲得生動(dòng)的感性知識(shí)，進(jìn)而對(duì)理論知識(shí)進(jìn)行更好的理解與鞏固。因此，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)過程中讓學(xué)生學(xué)會(huì)觀察化學(xué)現(xiàn)象、積極探究化學(xué)奧秘、發(fā)展智慧和創(chuàng)造力、提高實(shí)驗(yàn)技能是《油田化學(xué)》課程教學(xué)改革的重點(diǎn)與難點(diǎn)。由此，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐過程中，增加了綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，加強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)前預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫工作，使得學(xué)生創(chuàng)造能力、實(shí)驗(yàn)技能以及實(shí)驗(yàn)分析與概括能力得到明顯提高。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐而言，主要結(jié)合筆者科研項(xiàng)目以及典型的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例進(jìn)行分析講解，不僅啟發(fā)學(xué)生更好的掌握課堂知識(shí)，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，讓學(xué)生了解了相關(guān)的科技信息、發(fā)展水平以及當(dāng)前的研究方向，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入更深的研究領(lǐng)域。

3 結(jié)語(yǔ)

《油田化學(xué)》課堂教學(xué)模式是一項(xiàng)涉及面廣，且極為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。做好該項(xiàng)工作，不僅要有足夠的熱情，更需要理論、技術(shù)以及方法的創(chuàng)新，并且需要緊跟石油工業(yè)發(fā)展對(duì)人才需求的步伐。只有充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)才能在教學(xué)中不斷探索新的與之相適應(yīng)的教學(xué)模式與方法，以滿足培養(yǎng)新世紀(jì)高素質(zhì)石油專業(yè)人才需要。

[1]付美龍,唐善法,黃俊英.油田應(yīng)用化學(xué)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2005.

[2] 付美龍.石油工程專業(yè)化學(xué)類課程教學(xué)方法探討[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2008(12)：238-239.

[3] 馬超,趙林,付美龍.提高《油田化學(xué)》教學(xué)質(zhì)量方法探討[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版),2010(6)：377-379.

[4] 趙福麟.油田化學(xué)[M].東營(yíng)：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2010.

[編輯] 洪云飛

A

1673-1409(2013)22-0140-03

2013-05-13

文守成(1973-)，男，博士，講師，現(xiàn)主要從事油田化學(xué)劑和采油工藝方面的教學(xué)與研究工作。

付美龍(1967-)，男，博士，教授，現(xiàn)主要從事油田化學(xué)和提高采收率方面的教學(xué)與研究工作；E-mail:fml990@tom.com。