邱正阳,焦国盈
“采油工程”课程教学改革与探索
邱正阳,焦国盈
针对新建本科学校的石油工程专业学生构成复杂、学生基础参差不齐和课时少的情况,为了提高教学效果,让学生收获更大,在教学内容的选择、任课教师的确定、教学效果的提高、考核方法的改革等几方面对“采油工程”的教学进行了改革与探索。
“采油工程”;教学改革;考教分离
“采油工程”是石油工程专业学生的专业必修考试课,2.5学分,它是系统阐述如何将原油从地下采到地面的工艺和技术以及配套的工艺技术。教学任务是让学生掌握油水井生产与技术管理的基本理论和方法,掌握油水井生产工艺、设计和施工管理及分析方法,为石油工程专业学生将来从事科学技术研究、专业技术及生产管理工作打下专业理论基础。近年来,随着社会形势的发展变化,采油工程教学面临着一些新的问题。为了解决所面临的新问题,充分调动教师教学和学生学习的积极性,促使学生学有所获,需要从选定授课内容、提高教学效果、改变考核方式等几个方面去探索。
现在用人单位越来越重视毕业生的动手能力和国际合作能力,这就要求高等院校增加实践教学和开设国际合作方面的课程。同时,国家要求增设心理健康教育、军事理论、就业指导等课程,学生在校期间学习总学时又要基本不变,只能将有的课程学时压缩。“采油工程”原来为96学时,后来压缩为72学时,现在减少到48学时。“采油工程”涉及的内容很多,想用这么少的学时讲完全部内容几乎是个不可能的,那么,应讲哪些内容、重点是什么、怎样让学生了解其它内容?这些问题需要任课教师和课程组深入思考。
另外,为适应高等教育大众化和石油行业对人才的要求,现在我校石油工程专业由原来石油工程普通本科(即二本)、石油工程应用本科(即三本)和石油工程转本(即专升本)三个类型缩减为石油工程普通本科和石油工程转本两个类型。学生总数减少,但从其它专业转来的学生人数比例较大 (达到15%左右),学生文化基础差异较大,石油工程普通本科学生基础较好,但是由转专业来的学生基础相对较差,转本学生基础最差。面对学生构成多样化、基础参差不齐的现状,“采油工程”课应怎样讲才能使学生收获最大,也是任课老师需要面对的问题。
“采油工程”课程主要内容包括采油工艺、增产技术和提高采收率技术等三大部分。课程习题涉及完井与试油、自喷采油、气举采油、有杆泵采油、无杆泵采油、复杂条件下的开采技术、注水、水力压裂技术、酸化以及砂蜡水。采油工艺即各种井筒举升技术,包括自喷、气举、有杆泵和无杆泵举升。增产技术主要为常规增产技术,即水力压裂和酸化。提高采收率技术主要为注水。在讲授这门时,要全面介绍基本理论和基本方法。考虑到学时的限制,经课程组反复认真研讨决定,重点讲述采油工艺和注水,即自喷采油、气举采油、有杆泵采油、无杆泵采油和注水技术,对常规储层改造技术、复杂条件下的开采技术(稠油、高凝油的开采技术)则作简述。压裂和酸化包括的水力压裂原理、压裂液、支撑剂、施工工艺、水力压裂设计、酸化原理、酸岩反应动力学、酸液及其添加剂、酸化工艺、酸化设计内容在油气井增产技术课程中详细讲述。同时,将砂蜡水放在完井与井下作业课程中。另外,在讲述注水时,重点讲述水源及水质、水处理工艺、注水流程、水井解堵技术,不涉及水驱油机理,水驱油机理则应在提高采收率原理课程中详细阐述。
上“采油工程”课程的任课教师原来是由教研室根据专业学生人数和教学任务,指定教师担任教学任务。石油工程专业原来有普通本科、应用本科、转本三个类型,普通本科专业学生最多,一般由两位老师上采油工程,应用本科和转本学生相对较少,一般指定两位老师分别承担采油工程教学任务。采用这种教学方式时,任课教师和学生均没有选择权,不管学生的学习积极性如何,教师必须上完采油工程课;不管教师讲得如何,学生也别无选择地必须听完。这造成教师教学积极性不高,学生学习效果不佳,影响后续课程的学习。
针对上述问题,“采油工程”课推行了任课教师挂牌上课制度,即将原采油教研室或现石油工程系在排课时只给采油工程课安排四位任课老师,不安排到具体专业和班级,然后由学院的教务办公室和学生办公室组织学生选老师,最后学院教务办公室根据选课情况适当调配来组成四个教学班。挂牌上课的初衷是学生自主选择教师,让学生选择教学效果好的教师,使教师增强危机感、紧迫感,提高责任心,改进教学方法,提升教学效果,但在实施过程中出现了一些意想不到的问题。首先,选课结果很不合理,学生选择上课效果好但要求严格的老师不是很积极,反而是上课要求不严的老师选择的学生比较多。其次,个别老师为了提高考试及格率,给学生划重点、漏题或者变相漏题,使考试的公正性大打折扣。第三,因为不是由题库抽题,考试试卷主要由四位任课教师之一出题,其他几位老师共同审核,考点不好掌握。因为存在这些不足,目前已经暂停执行挂牌上课制度。
针对挂牌上课存在的问题,这门课程推行“双向选择、教考分离”的教学方式。其核心是学生和教师实行双向选择、教学和考试分离。具体做法是:在教务处下达教学任务后,系上选拔四位专业教师担任采油工程任课教师,组成四个采油工程教学班,不确定每个班的具体学生名单。学院教务办公室在期末排课时,需要把四个班的采油工程课排在同一时间段;第二学期开始行课时,四位任课教师采用同样的教材、同样的授课计划上课,在授课的前两周保持同样的进度;学生在前两周可以选择任一位老师去听课,通过两周的试听,在网上确定自己的教学班级;在第二周周末,学院教务办公室根据学生选课情况,在征求任课老师意见后,确定每个教学班的上课学生名单,在保证教学班基本人数和教学效果的前提下,尊重学生的选择。期末考试,由课程组安排非任课教师出考题,任课教师不接触试卷。这种教学方式有效避免了学生喜欢选择那些对学生要求不严格的教师这种反常现象,同时也有效调动了学生学习的积极性。
课堂教学是“采油工程”课程教学的重要部分,首选以多媒体[1]为主的授课方式,同时辅助板书等传统授课方式,采用类比、启发等多种教学方法。对自喷、气举、有杆泵举升和无杆泵举升的原理和抽油机、抽油泵的关键采油设备,采用动画演示方式,可使学生直观了解工艺过程和设备的工作原理。如采用flash动画演示自喷、气举和有杆泵举升过程,采用动画方式讲解抽油机—抽油泵系统的工作过程特别是深井泵的工作原理,可达到事半功倍的教学效果。对注水,采用动画演示水处理流程和主要的水处理工艺(如沉淀)和设备(如旋流分离器、气提脱氧塔),使学生观察到各种水源的水处理过程和处理设备的内部结构及工作原理。对各种注水管柱,采用现场用的软件绘制管柱图来讲述,讲述现场常用的注水管柱。在充分利用多媒体授课方式优点的同时,对不能采用多媒体的文字多的内容,采用板书教学,给学生一定的思考时间,可调节授课进程。
在讲授新内容之前、中间和结束时,以提问的方式让学生巩固对重要知识点的掌握,同时积极引入多种新型教学方式,调动学生学习的积极性。如在讲采油工艺中的自喷和泵举升工艺时,对比自来水井与油井,由自来水井的举升水引入到油井的举升油问题,重点讲述水举升和油举升在工艺和设备方面的不同。又比如在讲复杂油气条件下的开采技术时,首先总结常规油气的开采技术,然后讲述非常规油气和常规油气的不同,然后引导学生总结复杂条件下油气开采的难点,引入非常规油气开采技术,最后讲述非常规油气开采工艺的原理及关键设备。另外,在讲课时为了引导学生积极参与课堂教学,专门抽出一两次内容比较浅而易懂的课让学生来讲,任课教师评讲。与采油工程有关的视频比较多,在讲过重要章节后,上录像课加深学生对重要工艺的掌握。
“采油工程”课程设置了课后作业、实验、实习和实训等几个环节。课后作业是课程教学的有机组成部分,必须保证学生独立完成。为了培养学生独立完成课后作业的习惯,采用两种作业题型:计算题和总结题。计算题以采油工程教材上的例题为主,通过变化基础数据而来,每个同学的基础数据不一样,减少了学生相互抄袭的机会。总结题又叫归纳题,由课堂内容引申而成,学生做课后作业时,需要查阅与内容有关的国内文献,归纳整理完成。如讲有杆泵举升时,布置“抽油泵理论排量”、“泵效计算”和“抽油泵类型”作业,学生通过计算和调研完成作业,加深对有关知识的掌握。通过这种作业形式,训练了学生查阅文献能力,为毕业设计打下一定的基础。“采油工程”课的实验包括自喷和气举实验和有杆泵抽油实验,主要通过按比例缩小的模型演示常用采油工艺的原理和有关设备的工作原理。上实验课时,先由任课老师讲解实验原理、实验要求、实验步骤和注意事项,然后由学生按步骤和要求完成实验,取得实验参数,课后按要求完成实验报告。实习是在上“采油工程”课之前到油田现场进行见习,主要目的是让学生熟悉现场,对将要学习的工艺技术有个感性的认识。实训是在学生毕业前进行,主要是训练采油操作技能,使学生工作后能尽快上手现场工作。
为革除指定教师教学和挂牌上课的考核弊端,石油工程学院改革了2008级 “采油工程”课程考核方法。期末总成绩由平时成绩和卷面成绩两个部分按一定比例组成,平时成绩占总成绩的20%,卷面成绩即考试成绩占80%。平时成绩由课后作业、课堂考勤、实验三部分组成,课后作业一般布置5到8次,占总成绩的10%;上课期间考勤8到12次,占总成绩的5%;实验为自喷气举和机械采油实验,占总成绩的5%。考试时间为120分钟。试卷由其他熟悉“采油工程”课的老师依据采油工程教学大纲出题。试卷完成后,交由非任课老师审核,不能让任课老师接触试卷,以防止任课老师故意漏题或变相漏题。考试结束后,由课程组的老师组成阅卷组,采用“流水线”阅卷方式。这样,将以前平时成绩占总成绩的30%降低到现在的20%,有效防止了任课老师利用平时成绩放水现象。同时,实行教考分离、流水线阅卷,有效防止了任课教师在考前划重点内容“放水”,杜绝了在阅卷期间的不公平现象,保证了考试的客观公正性。
[1]张力强,国竟兴,李红南.“油气田地下地质学”教学改革与课程建设[J].高教论坛,2008(6).
[2]李入林,王琳.应用型本科《化工原理》理论教学改革初探[J].贵州化工,2009(4).
G642.3
A
1673-1999(2012)09-0180-02
邱正阳(1967-),男,重庆潼南人,硕士,重庆科技学院学工部副教授。
2012-02-22