氣藏工程教學內容與教學方法改革

劉廣峰 李相方 顧岱鴻 石軍太 代金友 王建國 賈英劍

摘要：氣藏工程是石油工程學科的專業(yè)主干課程，為使課程教學進一步適應和服務于學生未來工作需求，加強理論知識與現(xiàn)場天然氣開發(fā)實踐的聯(lián)系，提升課堂教學效果，本文探討氣藏工程在教學內容、教學方法、教學實踐等方面的改革措施。在教學內容方面，加強了課堂知識與氣田現(xiàn)場的聯(lián)系，對課程知識進行了延展，并以案例庫形式針對氣藏開發(fā)熱點問題設置了8個教學專題。在教學方法上，加強了作業(yè)和學生自學、調研環(huán)節(jié)，課堂教學逐步轉向提問討論式的研究型教學，考試內容提升了闡述題形式，注重理解和知識運用問題的考察。

關鍵詞：氣藏工程；知識體系；現(xiàn)場案例；考試改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）23-0108-02

天然氣是清潔的燃料和重要的化工原料。隨著中國對天然氣需求量的急劇增加和天然氣勘探開發(fā)力度的快速增強，對天然氣開發(fā)專業(yè)人才的需求也會大大提高。氣藏工程是石油工程專業(yè)本科生階段的重要專業(yè)課程，是天然氣開發(fā)人員所必須掌握的基本知識。伴隨國內數(shù)字化油氣田建設，氣田開發(fā)生產數(shù)據(jù)大幅增加，對天然氣開發(fā)工程師分析數(shù)據(jù)、解決開發(fā)問題的能力提出更高要求。但目前氣藏工程內容主要集中在相態(tài)、儲量與產能評價，并主要側重理論分析、數(shù)學模型推導等理論知識，教學方法上主要為課堂講授，所以在教學內容、教學方法上無法適應氣藏工程師未來的工作需求，有待于進行課程的改革。本文基于目前氣藏工程教學中存在的內容系統(tǒng)性不高、理論性過強、教學手段單一等問題，增加了氣藏的儲層評價、試井分析、動態(tài)分析等內容，并探討了在保持為32學時的情況下完成設計教學內容、提升學生學習效果的方案。

一、課程概況與改革目標

氣藏工程為我校石油工程專業(yè)本科生專業(yè)選修課，設置為32學時，2學分。教材為李士倫教授等編著，石油工業(yè)出版社出版的《天然氣工程》（第2版）。本課程分緒論、天然氣物理化學及相態(tài)特征、氣藏物質平衡、儲量計算及采收率、氣井產能分析與設計、氣藏動態(tài)監(jiān)測五部分。根據(jù)目前的教學大綱，氣藏工程的教學目標為：使學生掌握天然氣在多種孔隙介質中的流動特點及規(guī)律，掌握氣藏物質平衡方法、氣藏儲量計算方法與氣藏采收率計算方法，掌握氣井產能試井理論、方法與工藝，了解氣田、凝析氣田開發(fā)方案編制流程與確定氣井生產工作制度等知識。石油工程專業(yè)本科生，作為未來天然氣開發(fā)的技術工程師，應具有系統(tǒng)完備的氣藏儲層、滲流、油氣藏工程與開發(fā)開采等理論基礎與工程知識，便于在未來氣田開發(fā)生產過程中具備分析問題、解決問題的理論基礎與知識體系。通過本次課程改革，有效實現(xiàn)以下目標：（1）氣藏開發(fā)知識體系的建立。（2）課堂教學與現(xiàn)場實踐的緊密聯(lián)系。（3）知識學習過程與技術應用過程的有機統(tǒng)一。（4）學生被動接受與主動學習的有效轉變。

二、教學知識體系優(yōu)化

系統(tǒng)合理的教學知識體系是吸引學習興趣、提高教學效率、提升教育成效的基礎。在目前氣藏工程教學內容中，存在著以下幾個方面的問題：（1）課程內容與先修課程有重復現(xiàn)象。如作為課程重點內容之一的天然氣物理化學及相態(tài)特征，占用了本課程6個學時，但近4學時的內容與油層物理課程完全重復，在物質平衡、儲量計算等方面與油藏工程也有重復之處。（2）內容過于聚焦，延展性不強。雖然講授了儲量、產能、工作制度制定等重點理論知識，但這些知識在氣藏開發(fā)全過程中發(fā)揮的作用和應用的時機，學生并沒有系統(tǒng)性的認識。（3）知識體系過于理論化，沒有體現(xiàn)出作為工程類課程的應用性特點。在改革探索過程中，逐步構建以“氣藏”為線索的，涵蓋氣藏評價、開發(fā)、管理的系統(tǒng)化的知識體系，突出現(xiàn)場應用實踐的教學特點，滿足學生未來工作的需求。優(yōu)化后的教學內容由原來的5部分增加為7部分，調整精練了氣藏流體特征，調整充實了氣藏開發(fā)管理，梳理提煉了天然氣滲流機理，新增了氣田開發(fā)地質和氣井動態(tài)評價（試井）兩部分內容。

三、氣田開發(fā)案例庫建設

案例教學自興起以來在醫(yī)學、法學等各個領域顯示出良好的教學效果，在工學領域也受到歡迎。氣藏工程課程內容復雜，理論知識抽象，為了使學生更好地理解、提升教學質量，以建立氣田開發(fā)案例庫的形式，分析整理了大量氣田開發(fā)實際案例，根據(jù)教學內容穿插至不同的課堂中。在進行案例教學過程中，充分遵從案例教學的特點，充分發(fā)揮學生的能動性，不將教學目的放在老師對學生的“教”上，而著眼于師生之間的互動學習上。正是這種理論與實踐的緊密結合，使得學生更好地理解理論知識，并對其應用方法、結果分析及理論的作用有了更深入細致的理解和掌握，極大調動了學生的學習興趣。在氣藏工程教學改革中，緊密結合課程理論知識、氣田實際開發(fā)理論與技術、最新學術研究成果，針對國內含水氣藏、凝析氣藏、致密氣藏、高含硫氣藏、頁巖氣等各類復雜氣藏，分析整理經(jīng)典應用案例，建立了滿足學生學習和課堂教學需求的案例庫，以專題形式在課堂上與學生進行討論與分析。案例庫包括以下主要內容：開發(fā)區(qū)優(yōu)選案例；氣田開發(fā)方案；凝析氣藏相態(tài)特征研究案例；動靜態(tài)儲量計算與核實案例；產能試井實施方案與解釋成果；不穩(wěn)定試井實施方案與解釋成果；氣田動態(tài)分析研究案例；氣田開發(fā)調整與挖潛案例。

四、教學方法的改革

優(yōu)化后的教學內容和建立的與之對應的案例庫使得課堂教學內容體系性以及與現(xiàn)場應用聯(lián)系的緊密性明顯增強。在進行教學內容優(yōu)化、案例庫建設的基礎上，為了確保教學內容的完成，提升學生的學習效果，建立與之適應的教學方法是十分必要的。在氣藏工程教學改革中，針對課堂、課下和課程考核三個環(huán)節(jié)，圍繞研究型和工程應用型的指導思想進行教學方法的優(yōu)化。

1.課堂研究型教學。在教學改革過程中，課堂講授注重提問啟發(fā)式的研究型教學方法。這種教學方法能有效集中學生聽課注意力，啟發(fā)學生對新知識的主動思考與推演，加強新學內容的理解與記憶。輔以理論知識、現(xiàn)場研究與生產實踐的案例，能有效提升理論知識的形象化、具體化，大大激發(fā)了學生的學習興趣。設置調研匯報和討論課。針對布置給學生小組的課下完成的調研內容，除上交調研報告外，還抽取部分小組進行課上的調研匯報，提升調研質量。針對開發(fā)方式、工作制度及某些現(xiàn)場開發(fā)問題，在教學過程中設置討論環(huán)節(jié)，針對有些多解性問題進行討論、分析，營造創(chuàng)新的學習環(huán)境，提高學生理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新能力。

2.課下調研與自學。在氣藏工程教學中，針對課程重點、氣藏開發(fā)熱點等關鍵性問題，將學生分組進行課題調研。在2015年的教學中，共完成了不同特點凝析氣藏開發(fā)方式分析、低滲巖性氣藏儲量核實等4項調研課題，從隨后的調研匯報結果看，學生調研熱情高，知識學習效果好，提升了寫作與總結能力。針對與其他課程有重復的教學內容，要求同學在課下自學，在課上以提問的形式請同學簡單講解，既加深了理解和印象，又提高了課程的教學效率。同時，設計了50余道代表性題目的習題集，作為學生的作業(yè)題庫，供同學選作或自學之用。

3.注重能力的考核方式?？己朔绞降膭?chuàng)新是確保氣藏工程教學效果和教學改革成敗的重要保證。此前的考核方式是期末考試，考試的形式比較單調，題型也多為名詞解釋、簡答、公司推導和計算題，考試內容多集中于教材內容，無法有效引導學生的自主學習能力、理論聯(lián)系實際的能力及主動開展實踐調研的動力。在本次教學改革中，主要進行了兩方面的嘗試，均取得良好效果。一是將平時成績的比例提高至30%～40%，平時成績的評定不再僅僅關注出勤，而是將作業(yè)、調研匯報、課堂提問等均納入其中。二是對考試題型和考試重點進行優(yōu)化?？荚囍校O立側重考察學生內容理解、知識運用、現(xiàn)場實踐等方面的題型。

氣藏工程課程旨在把學生所學的有關專業(yè)課程知識綜合應用，以解決實際氣田的開發(fā)設計及氣藏管理這一系統(tǒng)工程問題，該課程是石油工程專業(yè)的重要基礎課程。在我國天然氣工業(yè)快速發(fā)展，學生對氣藏工程知識迫切需求的背景下，基于課程現(xiàn)狀與存在的問題，對氣藏工程課程進行了教學內容和方法的改革。改革實現(xiàn)了建立合理氣藏工程知識體系的目標，強化了學生氣藏開發(fā)地質概念，增強了氣藏開發(fā)管理系統(tǒng)化觀念，突出了現(xiàn)場案例教學特點，建設了滿足學生未來工作需求，與國際化接軌的教學內容與教學方法。

參考文獻：

[1]李士倫.天然氣工程[M].第二版.石油工業(yè)出版社，2008.

[2]田冷，李秀生，何順利.石油高校教材改革重在創(chuàng)新[J].石油教育，2006，（6）：60-61.

[3]徐延宇.案例教學及其運用[D].長沙：湖南師范大學，2002.

[4]王華榮.以案例教學推動大學課堂教學模式改革的實踐與探索[J].中國大學教學，2011，（4）：62-64.

[5]李樂山.高等學校進行研究型教學的方法和意義[J].西安交通大學學報：社會科學版，2008，28（1）：92-96.

[6]林海，李虹，袁建美，等.大學研究型教學的理論與實踐探索[J].北京科技大學學報，2013，29（1）：94-99.