国外“提高采收率原理”课程的教学经验与借鉴

魏兵

摘 要：提高采收率原理是高等学校石油工程和油田化学专业本科生的一门专业选修课，在培养石油专业人才过程中起到非常重要的作用。为提升教学效果，文章作者先分析了当前课程教学过程中存在的一些共性和个性问题，然后结合作者在国外高校的教学经验，从教学理念、课程定位、课程资料、教学方法、考核方式等方面提出了持续改进的意见和建议，以期为提高采收率原理的教学改革提供借鉴和参考。

关键词：“提高采收率原理”;教学效果;国外教学经验;教学改革;问题与建议

一、“提高采收率原理”课程教学中面临的主要问题

问题一：基础专业知识要求高

“提高采收率原理”课程是建立在多学科交叉基础上的一门“石油专业课”，课程内容实际包涵了物理、化学、数学、力学等多门学科，要求学生具有完善的专业知识体系，但实际上这点在本科阶段是很难达到的，所以必然会给学生理解和掌握提高采收率相关知识点带来阻力。除此之外，课程讲到的化学驱、复合物、混相驱、热采等技术体系，包含了很深的理论体系，知识结构也很复杂，学习难度大[1]。

问题二：内容抽象

“提高采收率原理”课程内容繁杂、综合性强，涵盖内容从储层结构、流体性质到渗流规律等。研究对象是埋深几百到几千米的地下环境，很多模型、现象和机理是经抽提、简化得到，缺少直观的手段去探测和观察。教学过程缺少体验教学，很难理解其中的物理含义。

问题三：教学手段受限

目前，“提高采收率原理”课程教学多数采用“粉笔+黑板+讲台”的传统教学模式，以教师为中心，“填鸭式”教学。这种方式突出表现为师生间缺少互动探讨、课堂节奏快，学生更不可能产生浓厚的学习兴趣，对该课程学习得很肤浅，背离了工程教育的教学理念[2]。

问题四：教材欠完善

国内“提高采收率原理”教材种类多、选择多，有专门针对某一类（种）技术的教材，也有覆盖全部内容的教材。但是，整体上看，现有的教材需要进一步完善，适应现代石油工程专业学生的培养要求。问题包括：①随着科学研究的不断深入，教材中的某些观点和认识需要修正;②知识结构需要优化，突出课程重点和难点;③教材的知识体系滞后于技术发展;④教材缺少指导性的习题和练习。

问题五：实践环节欠缺

“提高采收率原理”是一门基于实验的课程，单纯地依赖课堂的讲解，学生很难理解这些复杂的过程，无法形成直观的印象。所以，学生需要通过实践环节加强相关概念、理论和过程的理解。目前，“提高采收率原理”的实验主要包括微乳液制备和阻力系数及残余阻力系数的测定，实验覆盖范围不够宽，不足以让学生建立提高采收率过程的理论体系，实践内容需要整合和优化，

二、国外教学经验总结

笔者从2010年～2013年在国外某大学担任“提高采收率原理”课程的助理讲师，负责整个课程的教学资料建设、课堂教学和考核。总体而言，在讲授本门课程时需要重要注重以下几个方面：

1.教学思路构建

构建一条清晰的思路是学习“提高采收率原理”课程的关键。因此笔者归纳了现有提高采收率的技术体系，根据其技术内涵对所有的技术进行了分类，如下图所示。每一类提高采收率技术的理论基础相近，所以沿着这条思路，重点从基础理论、技术实施和案例分析三个方面讲解，剖析每一类、每一种技术的异同，对理解和掌握本门课程大有帮助。

2.课程资料更新

如上所述，当前石油勘探开发在化学驱、气驱和热采等领域都有重大進展，尤其是室内理论研究和矿场试验。但是，相关内容并未及时体现在“提高采收率原理”课程中。因此，笔者在依靠经典教材的基础上，每年补充行业内最新研究成果和进展，同时调整课程的重点，体现本门课程的工程价值和意义。例如，2011年增加了加拿大Pelican Lake油田稠油聚合物驱的进展，2012年分析美国和加拿大致密油藏提高采收率的案例等。

3.教材的直观性

针对“提高采收率原理”课程的特殊性，教师应注重课件的直观性和生动性，打破传统的平面课件模式，借助三维仿真、三维模拟等手段，构建立体课件，让学生可以“走进”油藏，建立客观实体感受，提高学生的学习兴趣，改善授课效果。

4.客体的能动性

去除教师和讲台中心化，建立以学生为中心的教学模式，开辟“第二课堂”“第三课堂”，加重课后作业分量。根据每节课的内容，要求阅读2～3篇相关科技文献，并提交相应的报告。同时，针对某些工程问题，组建研讨小组，每组3～4人，设计解决方案，如需实验数据支撑，可随时申请到教学实验室开展相关实验研究。这样可以充分发挥学生的主观能动性，同时锻炼科研能力和沟通协作能力，培养团队合作精神，这一点在国外的教学中尤其重视。

5.重视矿场实践

国外石油工程课程特别重视实践，针对重要的课程会专门设计矿场实践环节，把课堂的知识和自己的理解延伸至油田现场。每年的“提高采收率原理”课程会安排有1～2天的油田学习，由学院负责联系和安排，主要内容包括安全培训、试验进展介绍和现场操作参观等。通过实践，学生可加深对基本概念和基础理论的理解，特别是针对某一问题如何运用所掌握知识设计可行性方案。

三、教学改革的建议

1.优化知识结构，更新教学内容

根据行业发展的动态和前沿，优化“提高采收率原理”课程的知识结构，在教学内容上有所取舍，突出课程内容的实效性。针对本科生的课程应注重理论基础，掌握事物的本质，重点学习各种技术的机理和工艺过程，引导学生发现当前技术的局限性，培养发现问题、分析问题、解决问题的科学思维方法。教师应关注提高采收行业的发展趋势，对具有重要意义的研究成果要从理论、方法和效果上进行重点剖析。

2.改变考核模式，建立过程监督

改变现有的单一期末考试考核模式，加重学习过程中成绩的比例。针对某一类提高采收率技术体系可分别考核，采用随堂测验、方案设计、案例分析、文献综述等多种方式，建立过程监督体系，任课教师可及时掌握学生的学习动态。另外，鼓励学生开展探究性、创新性实验，教师予以指导，实验成绩计入最后考核结果。

3.突出实践环节，加强师生互动

结合实际工程问题和科研动态，积极探索提高采收率探究性实验教学，培养学生的主观能动性和创新思维。教师在实验过程中应跟踪指导，尤其是在实验方案制订和数据分析阶段，建立融洽的师生关系。突出矿场实践环节，引导学生理论联系实际。

本文总结了国内石油高校“提高采收率原理”课程目前面临的问题，梳理了笔者在国外讲授这门课程的经验，从教学理念、课程资料、教学方法、考核方式等方面对课程的教学改革提出了建议。任何教学改革都是一个循序渐进的过程，对于这种多学科交叉课程，要求教师积极借鉴其他学科的教学经验，探索新型教学改革模式，为石油工程专业的人才培养提供新内涵。

参考文献：

[1]李俊，高雅，张利亚，等.“提高采收率”课程教学改革与探索[J].教育教学论坛，2015（1）.

[2]孙琳，蒲万芬，金发扬，等.启发式与探究式结合下的提高采收率原理教学实践[J].科教文汇（上旬刊），2018（2）.