以提升畢業(yè)設(shè)計為驅(qū)動的井下作業(yè)與工具課程教學(xué)探索

石昌帥 祝效華 劉偉吉 蔣發(fā)光

[摘 要] 本文對井下作業(yè)與工具課程傳統(tǒng)教學(xué)方式不足進行了分析，提出了可視化教學(xué)探索、反客為主教學(xué)探索、教學(xué)內(nèi)容探索、考核方式轉(zhuǎn)變的教學(xué)思路和方法，力求在達到教學(xué)目的的同時，培養(yǎng)學(xué)生查閱資料，熟悉設(shè)計思路的能力，為畢業(yè)設(shè)計的開展提前進行鋪墊。旨在提升學(xué)生的綜合知識運用能力，達到培養(yǎng)一批將碎片化知識整合、理論與實際相結(jié)合的高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目的。

[關(guān)鍵詞] 井下作業(yè)與工具;教學(xué)探索;畢業(yè)設(shè)計;綜合運用

[作者簡介] 石昌帥（1984—），男，江蘇徐州人，博士，副教授，研究方向為鉆完井工具及力學(xué);祝效華（1978—），男，山東菏澤人，博士，西南石油大學(xué)教授，研究方向為鉆柱動力學(xué)和鉆井提速及巖石破碎學(xué);劉偉吉（1989—），男，四川簡陽人，博士，西南石油大學(xué)講師，研究方向為油氣井鉆井提速。

[中圖分類號] G642 ? ?[文獻標(biāo)識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）43-0177-02 ? ?[收稿日期] 2020-03-25

一、引言

鉆完井井下作業(yè)與工具是石油工程中油氣田開發(fā)、石油機械方向的一門主干專業(yè)課，系統(tǒng)地講述多種常用井下工具的用途、結(jié)構(gòu)、工作原理及存在問題，還涉及常用生產(chǎn)管柱的結(jié)構(gòu)用途等及常規(guī)作業(yè)的施工步驟[1]。該課程涉及多種井下工具的結(jié)構(gòu)、功能、原理，主要包含有常用鉆井工具、完井工具、和固井工具等井下鉆完井工具[2]。課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生扎實的理論基礎(chǔ)，使學(xué)生掌握常用的各種工具及生產(chǎn)管柱等的作用及原理，同時培養(yǎng)學(xué)生較強的實際操作技能，最終培養(yǎng)一批高素質(zhì)應(yīng)用型人才[3]。

但是在高校實際人才培養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，該課程目前的教學(xué)目的并未很好的體現(xiàn)。對于井下作業(yè)與工具課程的學(xué)生來說，該課程屬于主干專業(yè)課，涉及機械設(shè)計、機械原理、機械制圖、材料力學(xué)、工程力學(xué)、流體力學(xué)等基礎(chǔ)專業(yè)課程，其重要性不僅僅在于理論知識的教授，還在于對所涵蓋知識的一次綜合性檢測[4]。因此如何利用本門課程提高學(xué)生理論掌握和實際操作水平等綜合能力、以及提高教學(xué)知識吸收率就尤為重要。

目前井下作業(yè)與工具課程的教學(xué)不足導(dǎo)致在一定程度上并未達到對學(xué)生能力的提升和培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的目的。在歷年的本科畢業(yè)設(shè)計過程中，各畢業(yè)年級均有較多學(xué)生存在不知如何開展研究以及設(shè)計步驟的問題，導(dǎo)致畢業(yè)論文進度嚴(yán)重滯后，更甚者延期答辯或推遲畢業(yè)。一方面，由于畢業(yè)設(shè)計是對所學(xué)知識的綜合性檢測，而在平時學(xué)習(xí)的都是碎片化知識，未很好的融會貫通;另一方面，在教學(xué)過程也并未涉及或很少涉及類似于畢業(yè)設(shè)計的綜合知識運用。因此對井下工藝與工具課程進行教學(xué)探索，力求在現(xiàn)有基礎(chǔ)上改變教學(xué)模式和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)課程后能夠得到綜合訓(xùn)練和提升，從而培養(yǎng)學(xué)生對設(shè)計思路、設(shè)計步驟的深層次理解，為以后的畢業(yè)設(shè)計打下堅實的基礎(chǔ)，提升學(xué)生綜合運用能力工作素養(yǎng)。

二、井下作業(yè)與工具課程設(shè)計的不足與分析

該課程總學(xué)時為40學(xué)時，課程涉及數(shù)十種工具和大量工藝?yán)碚撝R，主要以教師教授、學(xué)生被動接受為主，這樣的課程設(shè)計就極易導(dǎo)致走馬觀花式學(xué)習(xí)，進而學(xué)習(xí)效果不佳，無法達到課程培養(yǎng)目的。結(jié)合教學(xué)效果分析，該課程目前存在以下幾類問題：

1.結(jié)構(gòu)抽象，認知不足。雖然該課程的學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程時，已經(jīng)接觸一部分機械結(jié)構(gòu)并且也學(xué)習(xí)了主要相關(guān)理論知識，但是由于學(xué)生理解能力和教學(xué)效果的影響，學(xué)生對該課程提及的工具結(jié)構(gòu)僅有抽象的認識，對其中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)認識不足。

2.被動接受，理解不足。該課程主要是任課教師通過PPT、視頻等方式在課堂內(nèi)教學(xué)，學(xué)生在課堂內(nèi)學(xué)習(xí)理論知識、了解結(jié)構(gòu)，雖然教師對每種工具、工藝進行了系統(tǒng)化的講解，但學(xué)生在現(xiàn)實中未接觸具體實例導(dǎo)致未能充分理解，并且不能將其相同之處聯(lián)系對比學(xué)習(xí)。因而極易造成知識的碎片化，對知識的理解程度不深刻，對理論知識的應(yīng)用更是不知所措。

3.紙化考試，實操不足。本課考核主要分為平時成績和期末成績，平時成績主要是考勤和課堂提問，期末主要是通過閉卷考試。在實際課程閱卷時發(fā)現(xiàn)，學(xué)生掌握情況較好，基本都能取得較好的卷面成績，但是大部分都是通過背誦書上已有知識并未深刻理解知識點，造成了高分假象，實際并未達到教學(xué)目的。該課程的考核方式限制了學(xué)生的發(fā)展，使得學(xué)生忽略對工具的設(shè)計思路、設(shè)計步驟，工藝流程、工藝方法設(shè)計的關(guān)注，脫離了實際，造成學(xué)生出現(xiàn)了學(xué)習(xí)效果好的假象。因而，有必要對井下作業(yè)與工具課程的教學(xué)進行改革和探索，最大化提升教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。

三、井下作業(yè)與工具教學(xué)設(shè)計的改革探索

1.可視化教學(xué)探索

教師在原有的教學(xué)基礎(chǔ)上，對教材進行深入分析，針對結(jié)構(gòu)新穎，功能完備的井下工具進行原理、結(jié)構(gòu)的深入講解，在學(xué)生對其進行充分理解的基礎(chǔ)上，利用學(xué)校仿真平臺資源對工具進行三維建模，更直觀的展現(xiàn)于學(xué)生。利用三維可視化的工具進行教學(xué)，可以達到不同的效果，一方面可以利用學(xué)生對新生事物的好奇心，提高學(xué)生的積極性，提升教學(xué)質(zhì)量和效果;另一方面，可視化的教學(xué)可以加深學(xué)生的印象，可以極大的避免因?qū)W生個體化差異導(dǎo)致教學(xué)效果不足的現(xiàn)象。

2.反客為主教學(xué)探索

為彌補學(xué)生被動接受、學(xué)習(xí)知識的不足和進一步提升學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和動手能力，創(chuàng)新設(shè)計思路，進行反客為主的教學(xué)探索，旨在讓學(xué)生成為課堂的主人，形成良好的教師與學(xué)生的“教-學(xué)”循環(huán)。具體為：可對學(xué)生進行5-6人編組，按照文獻調(diào)研，結(jié)構(gòu)設(shè)計、強度校核、仿真分析，撰寫報告，匯報等具體工作進行內(nèi)部任務(wù)編排，落實責(zé)任人。教師選取結(jié)構(gòu)適宜的工具制定任務(wù)書，學(xué)生按照分組進行設(shè)計并匯報，讓每位學(xué)生都深入到井下工具設(shè)計具體步驟，了解工具的設(shè)計流程及步驟。通過這樣的模式，將涵蓋的基礎(chǔ)知識融會貫通，利用分組任務(wù)模式，對所學(xué)知識進行應(yīng)用和檢測。一方面可以彌補學(xué)生因被動接受知識導(dǎo)致對知識內(nèi)涵理解不充分的現(xiàn)象，另一方面可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

3.教學(xué)內(nèi)容探索

任課教師應(yīng)當(dāng)提升自身知識儲備，實時了解國內(nèi)外相關(guān)知識，不斷更新知識庫。在目前的教學(xué)過程中，教材的內(nèi)容是滯后于現(xiàn)實發(fā)展的，應(yīng)當(dāng)在教學(xué)過程中篩選重點傳統(tǒng)知識教授的同時，適量穿插國內(nèi)外先進的、與時俱進的新工具和新工藝，將傳統(tǒng)優(yōu)秀知識與新時代、新思想、新結(jié)構(gòu)相結(jié)合。任課教師應(yīng)當(dāng)跳出教材的限制，發(fā)散教學(xué)思維，盡最大可能將有限的知識教給無限的學(xué)生。教學(xué)內(nèi)容的改革旨在豐富課堂教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生的創(chuàng)新能力，形成傳統(tǒng)知識與新思想、理論知識與實際生產(chǎn)、教師與學(xué)生寓教于學(xué)、課程教學(xué)與畢業(yè)論文“四位一體”的教學(xué)模式。任課教師應(yīng)端正教學(xué)態(tài)度，適當(dāng)擯棄傳統(tǒng)思維，在保證理論知識教授的同時還應(yīng)重視對學(xué)生創(chuàng)新能力、實際操作、思維水平等能力的培養(yǎng)。

4.考核方式轉(zhuǎn)變的探索

原有考核方式主要分為平時成績和期末成績兩部分組成，其中平時成績約占20%，期末成績占80%。筆者認為，可以將課程考核方式多元化，在原有基礎(chǔ)上增加任務(wù)設(shè)計的部分，學(xué)生成績變?yōu)槠綍r成績（20%）+期末考試成績（60%）+任務(wù)設(shè)計成績（20%），該考核方式既兼顧了傳統(tǒng)的考試，又在不忽略理論知識考核的基礎(chǔ)上，同時加深了學(xué)生對工具結(jié)構(gòu)，施工工藝的理解。

四、結(jié)語

鉆完井井下作業(yè)與工具課程是一門核心專業(yè)課，其重要性不言而喻。為培養(yǎng)適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展和適應(yīng)油氣開采、石油化工、機械工業(yè)、輕工等行業(yè)需求的創(chuàng)新型復(fù)合專業(yè)人才，教師應(yīng)當(dāng)在提升自我知識儲備和提高自我思想認識的前提下，結(jié)合特色實踐教學(xué)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法，轉(zhuǎn)變教學(xué)思維，將培養(yǎng)學(xué)生能力的目標(biāo)放在首位。高校教師應(yīng)當(dāng)以培養(yǎng)具備創(chuàng)新能力、新思維、新的能源領(lǐng)域復(fù)合型人才為首要目標(biāo)，為新時代中國發(fā)展做好輸送人才的充分準(zhǔn)備，為新時代建設(shè)提供強有力的保障。

參考文獻

[1]王福平，姚新偉，張國芳，等.井下作業(yè)與工具課程教學(xué)改革研究[J].教改論壇，2017（9）：220

[2]呂瑞典.油氣開采井下作業(yè)及工具[M].北京：石油工業(yè)出版社，2013.

[3]焦國盈，裴平汀，王建華，等.論完井與井下作業(yè)課程教學(xué)改革[J].重慶科技學(xué)報.2010（12）：14.

[4]魏金梅.關(guān)于在機械專業(yè)課教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的行動研究報告[J].中國校外教育，2011（13）：140.