石油工程专业“卓越工程师班”《钻井工程》课程教学方法探讨

李忠慧，楼一珊，熊青山，朱 亮

（1.长江大学 石油工程学院，湖北 武汉 430100；2.油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室，湖北 武汉 430100；3.湖北省油气钻采工程重点实验室，湖北 武汉 430100）

教研与教改

石油工程专业“卓越工程师班”《钻井工程》课程教学方法探讨

李忠慧，楼一珊，熊青山，朱 亮

（1.长江大学 石油工程学院，湖北 武汉 430100；2.油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室，湖北 武汉 430100；3.湖北省油气钻采工程重点实验室，湖北 武汉 430100）

卓越工程师班是长江大学秉承“面向产业、面向世界、面向未来”的教育理念设置的特色班级，石油工程专业“卓越工程师班”以培养学生“具有良好的理论基础，系统掌握石油工程学科的基本理论、专业知识和基本技能的高质量工程师”为目标.《钻井工程》课程作为专业必修课程，对于“卓越工程师班”学生的培养具有相当重要的作用.在系统分析石油工程专业“卓越工程师班”培养模式、培养目标及钻井工程教学特点的基础上，提出了提高石油工程专业“卓越工程师班”《钻井工程》课程教学质量的三个方法，即加强课堂教学管理、优化课堂教学方法；完善理论教学内容、紧密结合现场实际；重视实践教学，提升学生动手能力.

卓越工程师班；钻井工程；教学方法；实践教学；模拟仿真

1 石油工程专业“卓越工程师班”培养模式

长江大学以“牢固树立‘面向产业、面向世界、面向未来’的教育理念，以社会需求为导向，以行业发展为依托，以实际锻炼为背景，以专业技术为主线，着力提高大学生服务国家和人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力，培养造就一大批实践与创新能力强、适应经济社会发展需要的未来卓越技术人才”为指导思想，选择石油工程、资源勘查工程和机械设计制造及其自动化三个专业，按“卓越计划”培养方案对学生进行培养.根据指导思想，石油工程专业卓越工程师班的学生培养模式主要有以下两个特点：

（1）采用“3+1”培养模式、按“卓越计划”专业教学计划进行培养.前3年在校学习，后1年集中在油田现场实习和毕业设计.教学计划中，实践教学和创新活动的学分占总学分的比例不低于25%；（2）油田现场实习和毕业设计由学院与油田联合制培养方案；（3）系统掌握石油工程学科的基本理论、专业知识和基本技能，具备自我获取知识及开拓创新品质.

2 石油工程专业“卓越工程师班培养目标及“钻井工程”课程教学特点

石油工程专业“卓越工程师班”以培养学生“具有良好的理论基础，系统掌握石油工程学科的基本理论、专业知识和基本技能，具有一定现场动手能力及工作经验、较强的工程意识、工程设计及分析解决问题能力，具备自我获取知识及开拓创新品质，能在石油工程领域独立或协同进行钻井、采油、油藏等方面的工程设计、施工、管理、科技开发与应用研究等方面工作的高质量工程师”为目标.这就决定了“卓越工程师班”课程设置以理论结合实际、实践教学比例高等特点.《钻井工程》课程是专业必修课程，对于“卓越工程师班”学生的培养具有相当重要的作用.该课程质量的好坏将直接决定“卓越工程师班”学生的培养目标能否实现.

对于《钻井工程》课程来说，主要有以下几个特点：

2.1 钻井工程课程教学内容具有多学科综合、相互交叉和相互渗透的特点

钻井工程研究是综合应用岩石力学、管柱力学、地质构造学、测井解释、油田化学和材料力学等方面的成果以及相关信息资料，钻井工程是门需要综合运用多学科知识来指导现场工作和解决实际问题的学科.这就要求在课程教学过程中需要对不同学科的知识均有所涉猎，并针对具体实例对多学科知识进行综合运用和讲解.如在讲解钻柱结构及其运动过程的相关知识时不仅涉及管柱力学、空间轨迹学还涉及材料力学和材料疲劳学等相关原理和知识.这就要求针对具体问题展开多学科多角度分析和讲解.

2.2 钻井工程课程内容较抽象，对学生理解和老师讲授都是一种挑战

由于多学科知识的综合交错和渗透，钻井工程课程部分教学对象特殊、机理复杂、内容抽象.如进行牙轮钻头工作原理教学中涉及的超顶、复锥及其引起的滑动等概念和知识所涉及的机理较复杂、内容较抽象.这就要求讲课教师知识面广博且精深，不仅要精通基础理论知识，而且应具有一定的实际工作经验，这样在教学中才能有的放矢、突出重点、抓住精髓.

2.3 钻井工程侧重于学生专业素质的培养

学生学完本课程后，应达到熟练掌握钻井工程的基本概念、理论和方法，了解钻井各个生产环节基本作业过程，并能充分运用钻井工程的理论解决所遇到的实际问题.通过课堂理论教学与现场实践教学的紧密结合，综合培养学生面对实际生产问题时的分析和解决实际问题的专业能力，提高学生的专业素质使学生具有一定独立参加科研工作的能力.

针对课程特点，笔者结合自身为石油工程专业“卓越工程师班”授课经验，提出了提高“卓越工程师班”《钻井工程》课程教学质量的措施.

3 提高石油工程专业“卓越计划”实验班“钻井工程”课程教学质量的措施

3.1 加强课堂教学管理、优化课堂教学方法

目前我国高校的教学仍停留在灌输填鸭式的教学模式.以知识的系统性、完整性为教学主体内容，以知识概念的细化和透彻讲解为标准.从而忽略了学生的主动学习能力，没有给予学生足够的学习发挥空间.这样的教学模式下老师的负担重，也毫无乐趣可言.因为授课教师需将所有知识和概念进行仔细讲解、公式推导和系统分析，而没有多余的时间和精力来带领学生进行更深入广泛的学习.比如带领学生在轻松的探研模式下对研究问题和分析对象进行深入研究和综合学习.而实际课堂上这些基础的概念的学习和公式推导是学生自己利用课下时间可以独立完成的.

从管理学角度讲，轻松的管理和严谨有条的工作秩序才是上乘的方法.教师其实不需要每天仅限于课本重复书上已有的程序.只需要帮助学生养成良好的独立学习习惯并培养出其独立思考，分析研究问题的能力；可以跳出圈外，加大课堂过程管理力度，保持良好的教学纪律，形成严肃活泼的教风.针对班级同学的组成特点，将课堂教学延伸到课外.鼓励学生利用信息技术手段获取知识，如优质网络课程平台、现场视频等，使学生在在上课前就可以获得和掌握课堂上的基本知识概念.把课堂上宝贵的时间解放出来进行更有利于学生专业水平提高的活动；同时，改变老师只讲、学生只听的呆板的一维传授和接收模式，实现“以教师为主导、以学生为主体”的教学理念，充分发挥学生主动学习能力，给予学生足够的思想发挥空间.

3.2 保持课程内容的先进性，不断完善教学内容

钻井工程所研究的主要课题是如何安全、快速、优质的形成井眼.随着科技的进步，钻井技术得到不断提高和发展，各种新的钻井技术和方法应运而生.但是钻井工程课本中对这些新技术的发展和变化的介绍相对滞后，原有知识内容的结构也不完善，亟待补充.

因此，为了保持课程内容的先进性，笔者进行了以下方面的教学改革：

3.2.1 将在钻井现场已被广泛重视和应用的新的技术和科技成果引入到课堂中，来丰富学生的视野和扩大其专业知识面.使学生在走上工作岗位，面对现场的新技术时不感觉在学校学的理论知识相对现场科技发展情况太滞后甚至脱节，即保持专业知识的先进性.

3.2.2 将所从事的科研项目中涉及相关课程内容的部分适当引入课堂教学中，使课堂教学内容的教学实例更丰富、真实和深刻.如在讲授地层孔隙压力监测时，将笔者在海洋石油981钻井平台进行现场压力监测的案例进行讲解，将该章节的概念设计引申到实际应用阶段，提高教学效果非常明显.同时也可以将学生的专业素质向纵深方向引进，为学生以后的独立科研能力打下基础.

3.2.3 搜集材料完善课本中缺失的部分知识.如课本中对不同型号钻头介绍了不同的布齿和齿型等，但是它们在实际钻进中的效果差异却没有具体相关说明.这就需要授课老师做进一步的工作.

以上提出的三个方面的建议，它们分别有利于拓展、延伸和完备学生的钻井专业知识面.只有保证了教学内容的先进性才能保证钻井工程课程不落伍，才能保证学生学习的知识紧跟时代科技步伐.只有不断完善教学内容和结构，才能保证学生学习到全面专业知识.

3.3 重视实践教学，提升学生动手能力

人的认知是先形象化再概念化的过程.对具体的事物和活动的认知更是如此.为此，首先把现场认识实习安排在理论课堂教学之前.让学生亲自进行现场观察和直接接触；其次，与“钻井工程”课程对应的开设了“钻井仿真操作”课程，应用开放式虚拟仿真教学管理平台，使学生能够亲自操作设备，通过认识实习和仿真操作，使学生对钻井设备和相关工艺流程形成直观形象的认知概念.然后在课堂上以这种直观的认知概念为基础对其进行深入的研究分析与详细讲解，能够让学生从理论高度和实践基础对研究对象形成全面而深刻的认识，使学生所学的理论知识有了载体；第三，建立学生对实践实习的正确认识.一般石油高校的实践实习时间是5-6周.如何让学生端正态度，如何提前做好各方面准备，如何明确这次学习要达到的目标，如何充分利用好这段宝贵的直接与现场接触的机会，从实践从获取更多的实践知识，这都需要老师加强实习前的宣传，安排好实习各方面的工作.

3.4 加强师资队伍建设

教师是教学活动的直接组织者和实施者，是教学过程的设计者.教学质量的高低，很大程度上取决于教师的学术水平.因此，搞好师资队伍建设是课程建设成败的关键.随着博士和硕士的不断引入，这些青年教师的加入为师资力量注入了活力，强壮了教师队伍.他们将直接参与教学任务的执行，如何快速吸收并利用好这部分力量对提高教学质量意义重大.

目前的情况是具有丰富的各方面教学经验的教授在教学上能够投入的时间和精力有限而青年教师的时间和精力相对充沛但实践教学经验不足.面对这样的情况笔者认为可以考虑钻井工程的教学组成以教授为带头人，以青年教师为辅助力量的团队进行教学工作.教授执掌课程主体框架和中心结构内容，青年教师负责相关课前资料准备工作和课后作业的批改以及答疑工作.从而达到快速有效提高该课程整体教学水平的目标.

4 结束语

卓越工程师班是长江大学秉承“面向产业、面向世界、面向未来”的教育理念设置的特色班级，以培养造就实践与创新能力强、适应经济社会发展需要的未来卓越技术人才为目标目标，《钻井工程》课程作为专业必修课程，对于“卓越工程师班”学生的培养具有相当重要的作用.通过加强课堂教学管理、优化课堂教学方法，“以教师为主导、以学生为主体”为教学理念；完善理论教学内容、紧密结合现场实际，将概念设计引申到实际应用；重视实践教学，提升学生动手能力，找到理论知识的载体等三个方面来提高钻井工程课程的教学质量是可行的.

〔1〕李忠慧,楼一珊,朱亮.提高《钻井工程》课程教学质量浅议 [J].长江大学学报 (自然科学版)，2010，7(1）:336-337.

〔2〕侯健，徐彬彬.钻井工程课程教学辅助软件的研制与应用[J].高等教育研究，2007（9）：77-79.

〔3〕林英松,张卫东.提高石油工程专业大学生钻井实习质量的探讨[J].石油教育，2007（3）：78-79.

〔4〕侯健,徐彬彬.钻井工程课程教学辅助软件的研制与应用[J].高等教育研究，2007（9）：77-79.

〔5〕刘竟成,曾志军,龙芝辉,王西安,游之云.围绕“教考分离”,开展钻井工程专业课程试题库建设[J].重庆科技学院学报(社会科学版)，2010（7）:381-382.

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1673-260X（2017）07-0200-03

2017-03-21

湖北省教育厅省级教学研究项目：钻井虚拟仿真教学中心建设研究与实践（2015268）