石油工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革及實(shí)踐

萬軍鳳 王艷麗

摘 要 針對目前石油工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問題，嘗試建立一種以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以提高學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念，構(gòu)建了石油工程在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，依托該實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，改革傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)授課及實(shí)驗(yàn)考核方式，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，并在“采油工程”實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行了實(shí)踐，取得了良好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 石油工程 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改革

中圖分類號：G642 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ?DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.04.025

Abstract Aiming at the problems existing in the experimental teaching of petroleum engineering， this paper attempts to establish an experimental teaching concept that takes students as the main body， teachers as the leading role， and improves students' innovation ability and engineering practice ability as the core. An online experimental teaching platform for petroleum engineering is constructed. Based on the experimental teaching platform， the traditional experimental teaching and experimental assessment methods are reformed， and the experimental teaching methods are improved. The experimental teaching method is practiced in the experimental course of petroleum engineering， and good experimental teaching results are obtained.

Keywords petroleum engineering; experimental teaching; reform

0 引言

加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力，以適應(yīng)石油行業(yè)新形勢、新挑戰(zhàn)對人才的需求，是石油工程專業(yè)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)。眾所周知，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力的重要部分，實(shí)驗(yàn)部分薄弱或欠缺，學(xué)生的工程實(shí)踐能力得不到鍛煉，缺乏創(chuàng)新精神，這樣的學(xué)生畢業(yè)后很難滿足行業(yè)的需求。[1-5]

1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式現(xiàn)狀及存在的問題

（1）傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方模式以講授為主。實(shí)驗(yàn)開始之前，實(shí)驗(yàn)教師詳細(xì)介紹實(shí)驗(yàn)原理、嚴(yán)格規(guī)范實(shí)驗(yàn)步驟，盡可能的給出實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和注意事項(xiàng)，學(xué)生無需思考這些實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計理由，僅僅按部就班地按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，就會順利完成實(shí)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式嚴(yán)重降低了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的興趣，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性得不到發(fā)揮，不利于學(xué)生工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，影響教學(xué)質(zhì)量。

（2）在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)力度不足。在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)薄弱，則會限制大學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，不利于學(xué)生個性的發(fā)展。[6]

（3）實(shí)驗(yàn)考核方式不科學(xué)。實(shí)驗(yàn)成績僅僅靠學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報告來體現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)報告作為成績評價的唯一標(biāo)準(zhǔn)，致使學(xué)生實(shí)驗(yàn)動力不足。[7]

2 教學(xué)理念改革

石油工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革嘗試建立一種以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，以學(xué)生創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為核心的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念?；谶@種理念，實(shí)驗(yàn)前，引導(dǎo)學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)、相關(guān)的課程教材，結(jié)合學(xué)生自身的專業(yè)知識，自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)時，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，對發(fā)現(xiàn)的問題，自己思考分析給出解決辦法。實(shí)驗(yàn)后，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)靥幚韺?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，形成實(shí)驗(yàn)報告。此實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革把實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主動權(quán)交給學(xué)生，促使學(xué)生探索適合自己的自學(xué)模式，積極主動地去學(xué)習(xí)，去分析解決問題，逐步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。在整個實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生不再是機(jī)械、盲目地重復(fù)他人的實(shí)驗(yàn)步驟，而是自主學(xué)習(xí)、自己實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)自我價值的過程。[8]

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革與實(shí)踐

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式通過“灌輸”使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)流程完成實(shí)驗(yàn)，這樣的教學(xué)模式忽視學(xué)生個體需求，與應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)不符。因此須通過改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性和能動性，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。為此，結(jié)合學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際情況，構(gòu)建了石油工程在線實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，其主要內(nèi)容包括：（1）實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、目的要求及實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的介紹。（2）有關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備介紹及其部件結(jié)構(gòu)、流程等的圖片、文字說明。（3）相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容flash動畫等網(wǎng)絡(luò)資源。（4）教師與學(xué)生之間的在線交流功能。依托此平臺，形成了一套新的教學(xué)模式，如圖1所示。

3.1 改革實(shí)驗(yàn)授課方式

改革后的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的不同之處：學(xué)生根據(jù)任課教師下達(dá)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，登陸實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺，按老師要求調(diào)研學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所需相關(guān)知識，自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)步驟，完成預(yù)習(xí)報告，實(shí)驗(yàn)教師對預(yù)習(xí)報告進(jìn)行批閱且給出預(yù)習(xí)報告成績，如果認(rèn)為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計合理，則允許學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，如果在檢查預(yù)習(xí)報告時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)情況預(yù)習(xí)欠佳，則要求學(xué)生重新查找相關(guān)資料進(jìn)行預(yù)習(xí)，直至合格為止。

學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，首先熟悉設(shè)備流程，鼓勵學(xué)生按照自己的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題學(xué)生首先自己分析，給出解決思路，然后就此解決思路跟學(xué)生探討合理、可行性，并要求學(xué)生把自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與規(guī)范步驟做出來的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，分析不同之處，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程體會深刻，且自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，自己動手驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案的合理性，極大的鍛煉和提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和動手能力。

以“采油工程”課程中的抽油機(jī)原理和泵效實(shí)驗(yàn)為例：學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，首先在不通水電的情況下自己熟悉抽油機(jī)、深井泵模型、氣錨等實(shí)驗(yàn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)部件、硬件流程，各個閥門及測量工具的使用，依靠對實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)儀器的熟悉，結(jié)合學(xué)生自己已有實(shí)驗(yàn)方案，然后進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)，記錄相關(guān)的儀表數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)過程中要求學(xué)生注意觀察抽油泵的固定閥和游動閥的運(yùn)動情況，注意觀察氣體進(jìn)入抽油泵后，泵筒的液體充滿程度等等。

學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的整個過程中，指導(dǎo)教師全程陪同、指導(dǎo)，詳細(xì)記錄學(xué)生對實(shí)驗(yàn)裝置操作的熟悉程度、小組實(shí)驗(yàn)合作情況、測量工具的使用情況，結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)等進(jìn)行綜合評價，給出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)操作成績。

3.2 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法

為保證每位學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，增加實(shí)驗(yàn)分組，即由原來的每組5-6人，減少到每組2-3人，促使每位學(xué)生在有限的時間內(nèi)都能親自操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這樣不但提高了學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的緊迫感和責(zé)任感，而且還提高了儀器設(shè)備的利用率。

3.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)報告內(nèi)容

以前學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告只是將實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、?shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理進(jìn)行羅列，且存在互相抄襲現(xiàn)象，僅靠實(shí)驗(yàn)報告反映不出學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的掌握情況，也不利于調(diào)動學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)報告要求學(xué)生對出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及現(xiàn)象分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與生產(chǎn)實(shí)際的聯(lián)系、及對實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)意見等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)書寫，實(shí)驗(yàn)教師對上述方面進(jìn)行綜合考查給出實(shí)驗(yàn)報告成績。對于有創(chuàng)新點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)方案或設(shè)備改進(jìn)想法予以鼓勵，給出創(chuàng)新成績，以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

3.4 改革實(shí)驗(yàn)考核方式

實(shí)驗(yàn)考核內(nèi)容包含4個部分：預(yù)習(xí)報告、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)報告、創(chuàng)新部分。實(shí)驗(yàn)總成績計算公式=預(yù)習(xí)報告（20%）+實(shí)驗(yàn)操作（50%）+實(shí)驗(yàn)報告（30%）+創(chuàng)新部分，具體計算考核標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。其中預(yù)習(xí)報告主要考察學(xué)生調(diào)研文獻(xiàn)能力及實(shí)驗(yàn)設(shè)計邏輯思維能力;實(shí)驗(yàn)操作主要考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的熟悉情況、動手能力、團(tuán)隊(duì)合作精神及獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;實(shí)驗(yàn)報告主要考察學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理情況及對問題的分析解決能力。創(chuàng)新部分是對實(shí)驗(yàn)方案有創(chuàng)新點(diǎn)或有價值的設(shè)備改進(jìn)想法的學(xué)生給予的獎勵，主要考察學(xué)生的創(chuàng)新能力。實(shí)驗(yàn)考核方式的改革使得學(xué)生對實(shí)驗(yàn)有足夠的重視，認(rèn)真對待實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的每一個環(huán)節(jié)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量（見表1）。

4 教學(xué)效果分析

該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革在2015級石油工程專業(yè)“采油工程”實(shí)驗(yàn)課程中進(jìn)行了試點(diǎn)，收到了良好的實(shí)驗(yàn)效果。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中表現(xiàn)出了極高的熱情，提出了自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計方案和儀器改進(jìn)思路，跟老師積極主動的交流自己的想法，對自己感興趣的問題可依托實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行深入的研究和探索，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)積極性得到了大幅的提高，所有的小組在實(shí)驗(yàn)時間內(nèi)都及時完成了實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。學(xué)期末組織上實(shí)驗(yàn)課的學(xué)生代表與老師座談，學(xué)生對這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革持歡迎的態(tài)度，表示給大家提供了主動學(xué)習(xí)、獨(dú)立思考、團(tuán)結(jié)合作的機(jī)會，鍛煉了大家自己設(shè)計、自己實(shí)踐的創(chuàng)新和動手能力，此實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式可在學(xué)院內(nèi)推廣。

5 結(jié)束語

該實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革從教學(xué)理念、實(shí)驗(yàn)授課方式、教學(xué)方法和考核方式等方面著手，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新精神，鍛煉和提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力。通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)的培養(yǎng)，促使其養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)的習(xí)慣。通過“采油工程”實(shí)驗(yàn)課程的試點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果明顯提高，極大地激勵著師生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式改革探索的熱情和積極性。對實(shí)驗(yàn)課程來講，不斷地探索培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力，如何通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革來提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)石油工程專業(yè)高素質(zhì)應(yīng)用型人才是實(shí)驗(yàn)教學(xué)人員一直努力探索和追求的目標(biāo)。

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