石油工程專業(yè)《油田化學(xué)基礎(chǔ)》課程教學(xué)改革與實(shí)踐

秦文龍

摘要：本文針對油田化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)中存在的諸多問題，對課程教學(xué)改革進(jìn)行了探索。提出編寫新教材、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容以提高教學(xué)效率；加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富教學(xué)手段以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力；完善成績考評模式以建立科學(xué)的考核制度。

關(guān)鍵詞：石油工程專業(yè)；油田化學(xué)基礎(chǔ)；教學(xué)改革

油田化學(xué)基礎(chǔ)課程是西安石油大學(xué)石油工程專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，包括表面與膠體化學(xué)理論、鉆井液化學(xué)、采油化學(xué)和集輸化學(xué)四個(gè)方面，涉及知識面廣、內(nèi)容豐富且應(yīng)用性強(qiáng)，是該專業(yè)較難的課程之一。學(xué)生通過油田化學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)可以了解和掌握油田化學(xué)的基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)原理，能夠提高學(xué)生思考問題和解決工程實(shí)際問題的能力，對其今后從事油田生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究具有重要作用。2015年以來，由于人才培養(yǎng)模式改革的需要，油田化學(xué)基礎(chǔ)課程的理論學(xué)時(shí)大為縮減，由54學(xué)時(shí)減少為32學(xué)時(shí)，加之本專業(yè)學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識較薄弱，使得本課程的教學(xué)出現(xiàn)諸多亟需改革的問題。為進(jìn)一步提高油田化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量，筆者根據(jù)3年來教學(xué)過程中的改革和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)手段等方面進(jìn)行了研究和探討。

一、優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率。解決學(xué)生化學(xué)基礎(chǔ)知識薄弱問題

目前，石油工程專業(yè)開設(shè)的油田化學(xué)類課程有《提高石油采收率原理》《鉆井液工藝原理》《油氣儲層保護(hù)技術(shù)》等。在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，這些課程相對獨(dú)立，自成體系，但是有許多知識點(diǎn)會在不同的課程中反復(fù)出現(xiàn)。例如，有關(guān)化學(xué)驅(qū)油劑的知識點(diǎn)，在油田化學(xué)基礎(chǔ)和提高石油采收率原理中都有詳細(xì)的介紹；鉆井液化學(xué)是鉆井液工藝原理課程的重點(diǎn)內(nèi)容，也在油田化學(xué)基礎(chǔ)課程中占有很大的比例。這樣不但加重了學(xué)生負(fù)擔(dān)，而且浪費(fèi)了教學(xué)時(shí)間，不能適應(yīng)課程理論學(xué)時(shí)縮減的現(xiàn)狀。為了在有限的教學(xué)時(shí)間合理組織教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)效率，該課程刪減了化學(xué)驅(qū)油和鉆井液化學(xué)兩個(gè)章節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，此外也刪除了其他章節(jié)中較陳舊的部分，適當(dāng)增加了油田化學(xué)的一些新理論和新技術(shù)。

油田化學(xué)基礎(chǔ)課程講授的重點(diǎn)是各種油田化學(xué)品劑應(yīng)用的化學(xué)理論和作用原理，而石油工程專業(yè)學(xué)生普遍化學(xué)和化工知識匱乏，基礎(chǔ)理論不扎實(shí)，學(xué)生往往在學(xué)習(xí)過程中顯得有些心有余而力不足。為此，筆者所在課程組對油田化學(xué)基礎(chǔ)課程體系、教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了重組、優(yōu)化和調(diào)整，例如在講授油田化學(xué)基礎(chǔ)理論部分時(shí)，一方面將油田化學(xué)中涉及最多的表面活性劑和聚合物單獨(dú)提出，另一方面把油田化學(xué)品的“結(jié)構(gòu)”、“性能”內(nèi)容串聯(lián)起來，由此引出驅(qū)油、破乳、降黏、懸砂等概念，同時(shí)說明與后續(xù)章節(jié)的關(guān)系。這樣有利于學(xué)生明確各章節(jié)之間的內(nèi)在關(guān)系，了解和掌握本門課程的主要知識點(diǎn)，從而進(jìn)一步提高學(xué)生對油田化學(xué)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)興趣。

教材則是教學(xué)內(nèi)容的主要載體和具體體現(xiàn)，編寫和使用優(yōu)秀教材是推動(dòng)教學(xué)質(zhì)量全面提升，突出課程優(yōu)勢和特色的重要體現(xiàn)。為此，課程組在總結(jié)各個(gè)版本的油田化學(xué)教材的優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，組織相關(guān)老師編寫的教材《油田化學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用》（石油工業(yè)出版社）“十三五”規(guī)劃教材，該教材將理論與實(shí)際緊密聯(lián)系，呈現(xiàn)了近十年來國內(nèi)外油田化學(xué)領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果，具有實(shí)用性強(qiáng)、啟發(fā)性好的特點(diǎn)。同時(shí)，該教材具有中英文相結(jié)合的特點(diǎn)，英文教材內(nèi)容簡練、通俗易懂，可作為國際教育學(xué)院石油工程專業(yè)來華留學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，填補(bǔ)當(dāng)前國際化教育使用教材的空白。

二、加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，豐富教學(xué)手段。培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力

當(dāng)前，石油工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式的改革趨勢是重視培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)業(yè)精神，普遍提高大學(xué)生的人文素養(yǎng)。油田化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、思維能力、動(dòng)手能力、自學(xué)能力、與人協(xié)作、吃苦耐勞等職業(yè)關(guān)鍵能力方面有不可替代的作用。然而，由于環(huán)境污染、安全隱患及成本高等多方面的原因，石油工程專業(yè)沒有開設(shè)油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課，相關(guān)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目“鉆井液配制與性能測試”和“水基壓裂液性能測量”歸屬于其他專業(yè)課。針對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)少、課時(shí)嚴(yán)重不足的問題，課程組組織人員編寫了《油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱》和相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)教材，將前述2個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目整合編人油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)新增2個(gè)方向的綜合性實(shí)驗(yàn)，分別為“表面活性劑的界面活性及驅(qū)油效率評價(jià)”和“化學(xué)堵水調(diào)剖效果模擬評價(jià)”。改革后，基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)為8個(gè)學(xué)時(shí)，綜合實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為16學(xué)時(shí)。學(xué)生通過基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，有效鞏固了課程基本知識點(diǎn)，提高了分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。在綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，要求學(xué)生提前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、試驗(yàn)結(jié)果預(yù)測和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫，從而幫助學(xué)生提高了思考問題和解決問題的能力。實(shí)驗(yàn)課后要求學(xué)生提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并以試卷形式測試學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)理論知識的情況，評判學(xué)生是否具有創(chuàng)新實(shí)踐能力。

在油田化學(xué)基礎(chǔ)的傳統(tǒng)教學(xué)中，教師多采用灌輸式方法進(jìn)行講授，學(xué)生則習(xí)慣于被動(dòng)接受，很難感受到課程學(xué)習(xí)的樂趣。為了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，課程組采用了多種教學(xué)模式進(jìn)行授課。

1.課堂講授采用啟發(fā)式教學(xué)

啟發(fā)式教學(xué)方法強(qiáng)調(diào)學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體、理論與實(shí)踐相聯(lián)系，并激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動(dòng)力，反映了教學(xué)的客觀規(guī)律。課程組講授油田化學(xué)基礎(chǔ)時(shí)，在講解每一單元之前結(jié)合油田實(shí)際作業(yè)提出相關(guān)的問題，啟發(fā)學(xué)生思考這些問題產(chǎn)生的原因和相應(yīng)的解決方法，然后將相關(guān)的知識點(diǎn)引出，并對知識點(diǎn)之間的聯(lián)系進(jìn)行講解。例如，在講解壓裂液化學(xué)章節(jié)過程中，首先根據(jù)低滲透油氣田開發(fā)存在問題進(jìn)行提問，讓學(xué)生思考提高低滲透油氣田開發(fā)效果的各種方法，同時(shí)區(qū)分壓裂和酸化措施的適用條件。這樣，學(xué)生在問答中不但增強(qiáng)了教學(xué)過程中的互動(dòng)性，掌握了知識點(diǎn)，明白了前后章節(jié)之間的聯(lián)系，提高了教學(xué)效果，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

2.多媒體與板書相結(jié)合

多媒體教學(xué)是一種現(xiàn)代化、多功能的教學(xué)手段，它具有直觀性、圖文聲像并茂、大信息量、教學(xué)內(nèi)容可重復(fù)學(xué)習(xí)等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效解決課程改革后教學(xué)課時(shí)不足的問題。例如，在講授深部調(diào)剖技術(shù)時(shí)，特別制作了一個(gè)調(diào)剖劑在管柱和地層運(yùn)移過程的動(dòng)畫視頻，讓學(xué)生通過觀看視頻，增強(qiáng)了真實(shí)感和趣味性，可以很好地理解和掌握深部調(diào)剖的主要技術(shù)原理。但是，多媒體中動(dòng)畫、視頻過多也會導(dǎo)致學(xué)生注意力分散，信息量太大則導(dǎo)致學(xué)生難以抓住重點(diǎn)，從而降低了教學(xué)效果。因此，教師在講授過程中應(yīng)利用板書將課程中的重要概念、性能、機(jī)理提煉出來，加深學(xué)生對課程內(nèi)容的把握和理解，有效提高學(xué)習(xí)效率。

3.緊密結(jié)合油田工程實(shí)際

油田化學(xué)基礎(chǔ)課程具有很強(qiáng)的工程應(yīng)用性，課程中的許多結(jié)論、數(shù)據(jù)和實(shí)例都是來源于工程實(shí)踐，同時(shí)所授理論可指導(dǎo)油田現(xiàn)場應(yīng)用。教學(xué)過程中應(yīng)注重將學(xué)生所學(xué)的油田化學(xué)基礎(chǔ)理論和油田工程實(shí)踐緊密結(jié)合。例如講授原油乳狀液及化學(xué)破乳劑章節(jié)時(shí)，將乳狀液的組成、性質(zhì)、特點(diǎn)與日常生活中洗衣廢水聯(lián)系起來，也可以與油田化學(xué)驅(qū)油、油田水處理相聯(lián)系，讓學(xué)生深刻體會到理論知識和日常生活應(yīng)用及現(xiàn)場工程是緊密結(jié)合在一起的，使學(xué)生學(xué)習(xí)的目的性明確，對相關(guān)知識點(diǎn)印象深刻，教學(xué)效果明顯得到提高。

4.利用課堂討論和小作業(yè)

學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與教學(xué)手段和教學(xué)方法的新穎性和趣味性緊密相關(guān)。在教學(xué)過程中，針對一些理論性較強(qiáng)的知識點(diǎn)采用課堂討論或小作業(yè)的講授模式，可以增強(qiáng)與學(xué)生的互動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。比如講授金屬的腐蝕與防護(hù)時(shí)，提前給學(xué)生分組、布置作業(yè)，要求學(xué)生課前查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并完成作業(yè)；講授時(shí)先讓學(xué)生代表講解，同學(xué)討論點(diǎn)評；最后老師進(jìn)行評價(jià)和補(bǔ)充。從實(shí)際教學(xué)效果來看，許多學(xué)生能夠積極地表現(xiàn)自己，課堂氣氛活躍，學(xué)習(xí)注意力集中。這種教學(xué)方式有利于提高學(xué)生分析問題的能力和口頭表達(dá)能力，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會主動(dòng)思考，進(jìn)一步培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識。

三、完善成績考評模式。建立科學(xué)的考核制度

成績考評是課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，科學(xué)的考核制度可以引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)方向，避免以往專業(yè)課程閉卷考核方式帶來的“應(yīng)試教育”弊端——學(xué)生更多地注重記憶書本知識點(diǎn)，忽略了實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的鍛煉。鑒于此，課程組根據(jù)實(shí)際情況對課程考核制度進(jìn)行了調(diào)整。油田化學(xué)基礎(chǔ)課程成績由理論考試、實(shí)驗(yàn)考試和平時(shí)成績3部分組成。其中，理論考試分值占總成績的50%。實(shí)驗(yàn)考試由實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、實(shí)驗(yàn)理論知識和創(chuàng)新能力考核等部分組成，其分值占總成績的30%。平時(shí)成績包括考勤、作業(yè)、討論發(fā)言等，其分值占總成績的30%。這樣通過改進(jìn)考核方式，可以更加公平公正地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

四、結(jié)語

綜上所述，筆者通過油田化學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、成績考評模式等方面的改革探索，有效解決了學(xué)生基礎(chǔ)知識薄弱、課程內(nèi)容量大、學(xué)時(shí)不足等問題，提高了教學(xué)效率。然而石油工程專業(yè)油田化學(xué)基礎(chǔ)課程涉及面廣，教學(xué)改革有其特殊性、復(fù)雜性，教改的實(shí)踐時(shí)間較短，有待進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，培養(yǎng)能適應(yīng)新世紀(jì)要求的石油人才。