石油工程专业《油田化学》教学改革探讨

2013-03-31文守成付美龙长江大学石油工程学院湖北武汉430100

长江大学学报(自科版) 2013年22期

文守成，付美龙 (长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100)

石油工程专业《油田化学》教学改革探讨

文守成，付美龙 (长江大学石油工程学院，湖北武汉 430100)

分析了当前石油工程专业《油田化学》课程教学存在的主要问题：石油工程专业学生化学基础知识相对薄弱、培养模式改革与教学模式不相适应、教学内容多、涉及面广而教学课时少。针对上述问题，进行了课堂教学模式与方法改革：首先通过调整教学内容与合理安排课堂教学进度，解决化学基础知识薄弱问题；在此基础上，针对不同层次学生采用不同的课堂教学模式，同时采用启发式教学，提高教学过程中互动性；合理利用多媒体现代化教学手段，提高课堂教学容量，解决当前教学容量不断扩充与授课学时相对减少矛盾。

《油田化学》；石油工程专业；教学模式

《油田化学》是一门以石油工程(如石油地质、油藏工程、钻井工程以及采油工程)、化学(如无机化学、有机化学、物理化学、表面及胶体化学和高分子化学与物理等)、化工(流体集输、传热传质过程以及化学反应工程等)为基础，并涉及腐蚀结垢、环境保护以及微生物学等多种学科知识的新兴应用型学科，涉及面广、内容丰富，是石油工程专业较难的课程之一[1]。由于《油田化学》贯穿于整个石油工业生产过程，在油气田钻探、开采、集输以及销售过程中占据极为重要的地位。因此，《油田化学》课程教学模式改革，提高《油田化学》课程教学质量，对培养全面高素质石油工程人才具有重要意义。

1 当前《油田化学》课程教学存在的主要问题

1.1石油工程专业学生化学基础知识相对薄弱

长江大学通过对石油工程专业原课程体系优缺点的分析，并根据化学学科发展及石油工业对自身人才的知识、能力及素质要求出发，对石油工程专业增加了工程化学与物理化学2门化学类基础课程[2]。但受本科教学课程设置限制，有机化学、表面及胶体化学以及高分子化学及物理等重要的基础化学课程不能有效融入石油工程专业课程体系内，导致石油工程专业化学基础知识薄弱，进而使得在《油田化学》课程教学过程难度较大，学生理解和掌握相关的化学知识较为困难。

1.2培养模式改革与教学模式不相适应

随着石油工业不断发展，油田企业对石油工业专业人才提出了多层次的培养要求[3]。与此相适应，长江大学在不断的教学改革与研究过程中建立了优秀生导师制度，对优秀学生进行一对一辅导，使得学生在专业知识、科研能力等方面得到了全面发展。在深入研究和完善优秀生导师制的基础上又建立了“基地班”、“石油之光”实验班以及“卓越工程师”班等高素质人才培养模式，形成了普通班、二学位班等多种形式共存的培养模式。因此，当前统一的培养模式无法满足目前多种形式共存的培养模式教学要求，导致教学过程中“基地班”、“石油之光”实验班以及“卓越工程师”班等基础较好的学生“吃不饱”，而基础相对薄弱的普通班、二学位班学生“吃夹生饭”的现象。

1.3教学内容多，涉及面广而教学课时少

油田化学是一门涉及工程化学、物理化学、有机化学、表面及胶体化学以及高分子化学及物理等多学科的新兴边缘学科[4]，贯穿于整个石油工业生产过程，涉及油气井钻探、开采、集输及销售等方面，且每个方面都自成体系，相关度很小，且每个方面涉及内容多，范围广。如仅油气开采就包含聚合物驱、表面活性剂驱、碱驱、三元复合驱、弱凝胶驱等相对独立的体系。另一方面，随着石油工业的不断发展，如煤层气、页岩气、可燃冰等特殊资源以及极端条件下油气藏开发地位日益突出，《油田化学》教学内容涉及面不断增加。如何开展教学，让学生掌握并能在日后能够应用该门课程的知识，给授课教师带来了极大的困难与挑战。

2 课堂教学模式与方法改革

2.1调整教学内容与合理安排课堂教学进度，解决化学基础知识薄弱问题

一方面，石油工程专业学生化学基础知识相对薄弱；另一方面，《油田化学》与大部分石油工程专业课不属同一学科领域，关联性少，无法形成相互影响的集群效益。为此，首先对《油田化学》课程教学内容进行全新调整，将在石油工业中涉及最为广泛的表面活性剂与油田用高分子聚合物单独提出，增加教学课时，在讲解过程中结合其在石油工业中的应用对其理论基础知识进行详细讲解，以弥补化学基础知识薄弱问题。同时，针对不同层次学生，对后续章节讲解进行适度调整，如普通班及二学位班基础相对薄弱的学生讲解钻井液、完井液以及固井液等章节时适度进行弱化，而针对基地班、“石油之光”实验班以及“卓越工程师”班基础较好的学生，结合当前石油工业的发展，新增《油田化学》在煤层气、页岩气、可燃冰等特殊资源以及极端条件下油气藏开发过程中的应用讲解内容，进而解决了基础较好的学生“吃不饱”，而基础相对较差的学生“吃夹生饭”的问题。

2.2启发式教学，提高教学过程中的互动性

油田化学是应用性极强的新兴边缘学科。因此，笔者在讲解每一单元之前结合石油工程专业首先提出相关问题，然后对该单元的内容逐步启发学生自己分析问题，在一问一答中启发学生思维，最后对解题思路进行详细讲解。如在讲解化学驱油章节过程中，首先根据油气田开发过程中存在采收率较低问题进行提问，让学生分析导致该现象的根本原因，由此引导启发学生思维，提出相应的对策，最后引入各种化学驱油技术，并对各种驱油技术解题思路进行详细讲解。此外，在每一单元讲解结束后进行适时小结，明确各概念之间以及该单元与其他单元之间的相互联系。由此，一方面增强了教学过程中的互动性，提高了教学效果，另一方面，培养了学生独立思考能力。

2.3采用多种教学模式，提高课堂教学质量

针对长江大学培养不同层次人才，采用多种教学模式。如针对普通班及二学位班基础相对较弱的同学，主要以教师讲解为主，结合启发式教学方式；针对基地班、“石油之光”实验班以及“卓越工程师”班基础较好的学生，根据章节重要程度，采用教师主讲，结合提问讨论式以及自讲自学式3种教学模式。对于基础理论部分，主要以教师讲解为主，结合启发式教学方式；对于理论应用部分，将学生分成若干小组进行讨论，采用提问讨论式与自讲自学时2种教学方式。教师对小组讨论过程与结果以及自讲效果进行评价打分，并将相应成绩计入结业考试成绩。

2.4多媒体教学与板书合理结合，克服课堂教学容量大与授课学时相对减少矛盾

多媒体教学是一把双刃剑，一方面使得课堂教学容量得到极大幅度提高，另一方面，受学生接受容量的影响使得教学效果相对下降。应用多媒体信息技术，不仅可提高课堂教学容量，同时也可将教学内容较为微观问题扩大化、抽象问题形象化，枯燥问题生动化，更能引人入胜，提高教学表现力、感染力，进一步激发学生学习兴趣。因此，在教学过程中应积极发挥多媒体的图片演示功能。如在表面活性剂胶束4种增容形式讲解过程时，配以图形，不仅使得微观问题扩大化，形象化，增强课堂表现力，同时可有效增强学生记忆，提高教学效果。但一味采用多媒体教学，增加课堂教学容量，将导致课堂教学枯燥、呆板，虽然教学容量大幅度增加，但教学效果急剧下降，使得教学过程远远脱离了教学目的。因此，教学过程中必须将多媒体与板书有机结合，在提高教学容量，增强课堂表现力、感染力的同时进一步提高教学效果。

2.5理论教学与实践教学并重

油田化学是一门以实验为基础的学科，应用性极强。因此，《油田化学》在教学过程中必须坚持理论教学与实践教学并重的原则。在《油田化学》实践教学方面主要注重2个方面实践，即室内实验实践与现场实践相结合。通过实验实践教学，学生可获得生动的感性知识，进而对理论知识进行更好的理解与巩固。因此，在实验实践教学过程中让学生学会观察化学现象、积极探究化学奥秘、发展智慧和创造力、提高实验技能是《油田化学》课程教学改革的重点与难点。由此，在实验实践过程中，增加了综合性和设计性实验，加强了实验前预测和实验报告的撰写工作，使得学生创造能力、实验技能以及实验分析与概括能力得到明显提高。对于现场实践而言，主要结合笔者科研项目以及典型的现场实例进行分析讲解，不仅启发学生更好的掌握课堂知识，增强现场经验，同时，让学生了解了相关的科技信息、发展水平以及当前的研究方向，引导学生进入更深的研究领域。