專業(yè)技術(shù)實踐教學(xué)對大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)研究

朱永愛+向軍+高棟梁+王發(fā)元+徐建飛

摘要：專業(yè)技術(shù)實踐教學(xué)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)具有顯著優(yōu)勢。通過采油裝備技術(shù)實踐教學(xué)實例，圍繞以培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力為目的，闡述了其教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)過程和情景課堂、模型體驗、工訓(xùn)實踐等教學(xué)模式，使教學(xué)過程變得生動活潑，有效提高了學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐動手能力。

關(guān)鍵詞：采油裝備；實踐教學(xué)；教學(xué)理念；教學(xué)模式

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

一、引言

隨著全球90%的油田進入成熟期，石油開采的難度越來越大，勘探開發(fā)已重點向深海、邊遠地區(qū)、油區(qū)深層、地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的非常規(guī)產(chǎn)區(qū)等領(lǐng)域轉(zhuǎn)移，石油開采技術(shù)及設(shè)備越來越受到關(guān)注。各石油院校為了能夠讓石油學(xué)子畢業(yè)后迅速融入石油開采行業(yè)，大都開設(shè)了有關(guān)石油裝備方面的課程，但是受于條件限制，大多以基礎(chǔ)理論教學(xué)為主，缺乏理論與實踐結(jié)合的重要環(huán)節(jié)。

采油裝備創(chuàng)新實踐教學(xué)是中國石油大學(xué)（華東）石油工業(yè)訓(xùn)練中心（以下簡稱“中心”）開設(shè)的一門面向大學(xué)生的公共選修課程，旨在解決采油裝備基礎(chǔ)理論與實踐脫離嚴重的問題。中心以自主研發(fā)的大量石油開采仿真教學(xué)裝備為基礎(chǔ)，為學(xué)生搭建了多元化石油工業(yè)訓(xùn)練平臺，根據(jù)各個學(xué)科和專業(yè)的不同需求、采油生產(chǎn)現(xiàn)場需求和采油設(shè)備研發(fā)態(tài)勢，精心確定了相應(yīng)的基礎(chǔ)理論課程及相應(yīng)的訓(xùn)練計劃、訓(xùn)練內(nèi)容，并對訓(xùn)練的效果及時進行評估，根據(jù)學(xué)生的反饋信息進行及時調(diào)整。

二、采油裝備實踐教學(xué)課程介紹

1.教學(xué)內(nèi)容及過程。采油裝備在石油裝備中量大面廣，由于采油工藝過程及方法千差萬別，使得采油裝備的工作原理及操作方法有所不同，為了讓學(xué)生能夠真正地將書本上的理論知識應(yīng)用于實際的石油開采過程中，課程內(nèi)容包括了32學(xué)時的課堂理論學(xué)習和16學(xué)時的動手實踐。

2.教學(xué)模式。要培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力，就應(yīng)該建立與之相適應(yīng)的課堂教學(xué)模式，采油裝備具有顯著的工業(yè)應(yīng)用背景，在實踐教學(xué)過程中，我們運用了新的教學(xué)方法、采用新的教學(xué)模式、應(yīng)用新的教學(xué)手段進行石油鉆采裝備的課堂教學(xué)，促進了教學(xué)思想、教學(xué)過程、結(jié)構(gòu)模式的根本變革，總結(jié)出了一套能充分體現(xiàn)理論結(jié)合實踐思想的教學(xué)模式：情景課堂→模型體驗→工訓(xùn)實踐。

（1）情景課堂。該課程面向全校各專業(yè)學(xué)生，包括機械、石油、外語、自動化等專業(yè)。在教學(xué)過程中，為了避免枯燥的理論基礎(chǔ)知識講解給學(xué)生帶來消極的情緒，在講解過程中加入大量的多媒體視頻、動畫、掛圖等，讓學(xué)生有種身臨其境的狀態(tài)，調(diào)動起積極性，生動地完成理論教學(xué)。最后利用8個學(xué)時讓學(xué)生自己演講自己準備的相關(guān)PPT，課件內(nèi)容可以為教學(xué)內(nèi)容中的任意一個點的擴展，即可以讓學(xué)生根據(jù)課堂內(nèi)容查找資料，此做法可提高學(xué)生自主學(xué)習的主動性，鍛煉學(xué)生編寫課件和演講的能力。

（2）模型體驗。在課堂上，利用小型采油裝備模型進行現(xiàn)場演示，讓學(xué)生思考石油鉆采設(shè)備是如何工作的，結(jié)合理論知識，達到融會貫通的效果。

（3）工訓(xùn)實踐。石油工業(yè)訓(xùn)練中心研制了各種等比例縮放的中型教學(xué)模型，學(xué)生可在老師的指導(dǎo)下進行拆卸，了解采油裝備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作過程，提出創(chuàng)新性的問題?？刹捎眯〗M討論的形式對現(xiàn)有裝置的不足提出意見，并給出有效的解決方案。中心可根據(jù)學(xué)生的反饋意見開展針對性討論，如有必要可將意見反饋至相關(guān)生產(chǎn)廠商。

3.教學(xué)步驟。

（1）課堂教學(xué)。共32學(xué)時，該部分主要采用多媒體方式給學(xué)生講解石油鉆采設(shè)備的工作原理等基礎(chǔ)知識，并利用小型教學(xué)模型進行現(xiàn)場演示，加深對基礎(chǔ)知識的理解。

（2）工訓(xùn)實踐。學(xué)生自己動手操作、拆裝模型，形象生動地對課堂理論知識做進一步補充。工訓(xùn)區(qū)主要包括“采油裝備工訓(xùn)區(qū)”、“工藝管柱訓(xùn)練區(qū)”和“壓裂酸化實訓(xùn)室”。

在采油裝備工訓(xùn)區(qū)，根據(jù)采油設(shè)備模型，講解常用抽油機的原理、特點和使用環(huán)境，引出沖程、沖次的概念。然后講抽油泵的結(jié)構(gòu)原理，并根據(jù)抽油泵原理，讓學(xué)生自己得出抽油設(shè)備每分鐘理論排量和泵效的計算方法，并動手測量相關(guān)參數(shù)，計算理論排量和泵效。

在工藝管柱訓(xùn)練區(qū)，先講解注采工具，每類講一個典型工具，然后講解各類井口裝置，并根據(jù)最后一個潛油電泵井口裝置引出潛油電泵采油裝備工作原理，讓學(xué)生根據(jù)所講工作原理，連接潛油電泵裝備的井下工藝管柱。

在壓裂酸化實訓(xùn)室，根據(jù)實際需求引出壓裂和酸化的概念。利用中心自主研發(fā)的模擬仿真系統(tǒng)進行壓裂酸化地面設(shè)備以及整個施工工藝過程的介紹。通過仿真系統(tǒng)，使學(xué)生熟悉現(xiàn)場實際操作流程。最后讓學(xué)生能夠利用相關(guān)的工具模型把壓裂的井下工藝管柱連接起來。

（3）實踐測試。為每個學(xué)生分發(fā)一張注采工具的原理圖，讓學(xué)生根據(jù)所提供的原理圖，找到相關(guān)工具并拆裝，了解內(nèi)部結(jié)構(gòu)，描述工具的工作原理，繪制其中一個相關(guān)零件并說明零件的加工工藝。

三、成績考評及信息反饋

該部分主要是用來對學(xué)生在整個教學(xué)實踐訓(xùn)練中所表現(xiàn)出來的態(tài)度、技術(shù)熟練程度和對訓(xùn)練內(nèi)容的了解、掌握程度等做出合理的評價。考評內(nèi)容包括：出勤情況、課堂作業(yè)、PPT演講、技術(shù)熟練程度，書面測試、如表1所示。

其中，出勤情況可采用課前點名或參照課堂作業(yè)完成情況進行檢查，3次無故曠課者取消其考評資格；演講用PPT不可照搬網(wǎng)絡(luò)資源，如有發(fā)現(xiàn)取消該部分成績；技術(shù)熟練程度是看學(xué)生在訓(xùn)練過程中的操作情況和訓(xùn)練作業(yè)的完成質(zhì)量；測試成績主用于評估學(xué)生對訓(xùn)練內(nèi)容的了解、掌握程度，通常采用筆試的方式進行，時間一般安排在訓(xùn)練科目結(jié)束前。

對于缺課（請假超過3次）或技術(shù)熟練程度不過關(guān)的，需要進行補課或重新進行一次訓(xùn)練，最終考評的結(jié)果以百分制給出，總分小于60的視為不合格，需要進行補考。老師在給出成績的同時，還要給學(xué)生寫一個簡要的評語，指出學(xué)生在訓(xùn)練過程中所表現(xiàn)出來的長處和需要加強的地方。

信息反饋環(huán)節(jié)，要求學(xué)生在訓(xùn)練結(jié)束后填寫訓(xùn)練調(diào)查表，參考反饋的建議和意見對訓(xùn)練方案和訓(xùn)練重點進行調(diào)整。

四、采油裝備工業(yè)訓(xùn)練課程實踐成果

石油工業(yè)訓(xùn)練中心自2008年被評為國家級實驗教學(xué)示范中心以來，研制了一大批石油鉆采仿真教學(xué)裝備，從硬件方面看在國內(nèi)同類院校中是首屈一指的。《采油裝備工業(yè)訓(xùn)練》作為中心的特色公選課程，充分利用相關(guān)資源對學(xué)生進行石油訓(xùn)練，拓寬知識面，推進具有石油特色復(fù)合型與應(yīng)用型人才培養(yǎng)。實現(xiàn)石油工業(yè)訓(xùn)練中心“以提高學(xué)生綜合工程素質(zhì)為目標，石油工業(yè)訓(xùn)練為主線，培養(yǎng)實踐技能和創(chuàng)新精神為重點”的實踐教學(xué)思路，完善中心的實踐教學(xué)體系。

自2009年開始，本課程已經(jīng)開設(shè)6年，培養(yǎng)學(xué)生已達400多人，使學(xué)生掌握鉆采機械的組成、結(jié)構(gòu)和工作原理的同時，熟練地拆裝和操作這些設(shè)備的主要部件；對采油裝備有全面的認識，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，開發(fā)創(chuàng)造性思維；教學(xué)效果明顯提高，極大地增強了學(xué)生的學(xué)習積極性，為學(xué)生提高自身的科學(xué)素養(yǎng)，強化石油文化特色，以及今后從事與石油有關(guān)的工作打下了良好的基礎(chǔ)。

五、總結(jié)

采油裝備工業(yè)訓(xùn)練實踐教學(xué)課程通過多媒體課堂、模型演示、工業(yè)實訓(xùn)等方式，系統(tǒng)地訓(xùn)練了學(xué)生的實踐能力，使學(xué)生能夠?qū)⒉捎脱b備的理論基礎(chǔ)知識運用到實踐活動中，讓石油學(xué)子能夠快速地融入到石油生產(chǎn)工業(yè)中。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和教學(xué)需求，中心將加大仿真教學(xué)設(shè)備的研制，進一步完善教學(xué)模型庫。同時，在工業(yè)訓(xùn)練基礎(chǔ)上，注重將采油設(shè)備高新技術(shù)納入培訓(xùn)計劃，加強學(xué)生的創(chuàng)新和研發(fā)能力。

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