石油工程专业《油田化学基础》课程教学改革与实践

秦文龙

摘要：本文针对油田化学基础课程教学中存在的诸多问题，对课程教学改革进行了探索。提出编写新教材、优化教学内容以提高教学效率；加强实验教学，丰富教学手段以培养学生实践能力；完善成绩考评模式以建立科学的考核制度。

关键词：石油工程专业；油田化学基础；教学改革

油田化学基础课程是西安石油大学石油工程专业的一门重要的专业基础课，包括表面与胶体化学理论、钻井液化学、采油化学和集输化学四个方面，涉及知识面广、内容丰富且应用性强，是该专业较难的课程之一。学生通过油田化学基础课程的学习可以了解和掌握油田化学的基础理论和基础原理，能够提高学生思考问题和解决工程实际问题的能力，对其今后从事油田生产实践和科学研究具有重要作用。2015年以来，由于人才培养模式改革的需要，油田化学基础课程的理论学时大为缩减，由54学时减少为32学时，加之本专业学生化学基础知识较薄弱，使得本课程的教学出现诸多亟需改革的问题。为进一步提高油田化学基础课程教学质量，笔者根据3年来教学过程中的改革和实践经验，从课程教学内容、教学方法和教学手段等方面进行了研究和探讨。

一、优化教学内容，提高教学效率。解决学生化学基础知识薄弱问题

目前，石油工程专业开设的油田化学类课程有《提高石油采收率原理》《钻井液工艺原理》《油气储层保护技术》等。在教学中发现，这些课程相对独立，自成体系，但是有许多知识点会在不同的课程中反复出现。例如，有关化学驱油剂的知识点，在油田化学基础和提高石油采收率原理中都有详细的介绍；钻井液化学是钻井液工艺原理课程的重点内容，也在油田化学基础课程中占有很大的比例。这样不但加重了学生负担，而且浪费了教学时间，不能适应课程理论学时缩减的现状。为了在有限的教学时间合理组织教学内容，提高教学效率，该课程删减了化学驱油和钻井液化学两个章节的教学内容，此外也删除了其他章节中较陈旧的部分，适当增加了油田化学的一些新理论和新技术。

油田化学基础课程讲授的重点是各种油田化学品剂应用的化学理论和作用原理，而石油工程专业学生普遍化学和化工知识匮乏，基础理论不扎实，学生往往在学习过程中显得有些心有余而力不足。为此，笔者所在课程组对油田化学基础课程体系、教学内容进行了重组、优化和调整，例如在讲授油田化学基础理论部分时，一方面将油田化学中涉及最多的表面活性剂和聚合物单独提出，另一方面把油田化学品的“结构”、“性能”内容串联起来，由此引出驱油、破乳、降黏、悬砂等概念，同时说明与后续章节的关系。这样有利于学生明确各章节之间的内在关系，了解和掌握本门课程的主要知识点，从而进一步提高学生对油田化学基础课程的学习兴趣。

教材则是教学内容的主要载体和具体体现，编写和使用优秀教材是推动教学质量全面提升，突出课程优势和特色的重要体现。为此，课程组在总结各个版本的油田化学教材的优缺点的基础上，组织相关老师编写的教材《油田化学基础与应用》（石油工业出版社）“十三五”规划教材，该教材将理论与实际紧密联系，呈现了近十年来国内外油田化学领域的新技术、新成果，具有实用性强、启发性好的特点。同时，该教材具有中英文相结合的特点，英文教材内容简练、通俗易懂，可作为国际教育学院石油工程专业来华留学生的专业基础课教材，填补当前国际化教育使用教材的空白。

二、加强实验教学，丰富教学手段。培养学生实践能力

当前，石油工程专业人才培养模式的改革趋势是重视培养大学生的创新能力、实践能力、创业精神，普遍提高大学生的人文素养。油田化学是一门以实验为基础的科学，油田化学实验教学在培养学生的观察能力、思维能力、动手能力、自学能力、与人协作、吃苦耐劳等职业关键能力方面有不可替代的作用。然而，由于环境污染、安全隐患及成本高等多方面的原因，石油工程专业没有开设油田化学实验课，相关的实验项目“钻井液配制与性能测试”和“水基压裂液性能测量”归属于其他专业课。针对实验项目数少、课时严重不足的问题，课程组组织人员编写了《油田化学实验教学大纲》和相应的实验教材，将前述2个基础实验项目整合编人油田化学实验，同时新增2个方向的综合性实验，分别为“表面活性剂的界面活性及驱油效率评价”和“化学堵水调剖效果模拟评价”。改革后，基础实验为8个学时，综合实验学时为16学时。学生通过基础性实验学习，有效巩固了课程基本知识点，提高了分析实验现象的能力。在综合性实验教学中，要求学生提前进行实验方案设计、试验结果预测和实验报告的撰写，从而帮助学生提高了思考问题和解决问题的能力。实验课后要求学生提交实验报告，并以试卷形式测试学生掌握实验理论知识的情况，评判学生是否具有创新实践能力。

在油田化学基础的传统教学中，教师多采用灌输式方法进行讲授，学生则习惯于被动接受，很难感受到课程学习的乐趣。为了调动学生学习的能动性，培养学生的创新思维，课程组采用了多种教学模式进行授课。

1.课堂讲授采用启发式教学

启发式教学方法强调学生是学习的主体、理论与实践相联系，并激发学生内在的学习动力，反映了教学的客观规律。课程组讲授油田化学基础时，在讲解每一单元之前结合油田实际作业提出相关的问题，启发学生思考这些问题产生的原因和相应的解决方法，然后将相关的知识点引出，并对知识点之间的联系进行讲解。例如，在讲解压裂液化学章节过程中，首先根据低渗透油气田开发存在问题进行提问，让学生思考提高低渗透油气田开发效果的各种方法，同时区分压裂和酸化措施的适用条件。這样，学生在问答中不但增强了教学过程中的互动性，掌握了知识点，明白了前后章节之间的联系，提高了教学效果，同时培养了学生独立思考的能力。

2.多媒体与板书相结合

多媒体教学是一种现代化、多功能的教学手段，它具有直观性、图文声像并茂、大信息量、教学内容可重复学习等优点，能够有效解决课程改革后教学课时不足的问题。例如，在讲授深部调剖技术时，特别制作了一个调剖剂在管柱和地层运移过程的动画视频，让学生通过观看视频，增强了真实感和趣味性，可以很好地理解和掌握深部调剖的主要技术原理。但是，多媒体中动画、视频过多也会导致学生注意力分散，信息量太大则导致学生难以抓住重点，从而降低了教学效果。因此，教师在讲授过程中应利用板书将课程中的重要概念、性能、机理提炼出来，加深学生对课程内容的把握和理解，有效提高学习效率。

3.紧密结合油田工程实际

油田化学基础课程具有很强的工程应用性，课程中的许多结论、数据和实例都是来源于工程实践，同时所授理论可指导油田现场应用。教学过程中应注重将学生所学的油田化学基础理论和油田工程实践紧密结合。例如讲授原油乳状液及化学破乳剂章节时，将乳状液的组成、性质、特点与日常生活中洗衣废水联系起来，也可以与油田化学驱油、油田水处理相联系，让学生深刻体会到理论知识和日常生活应用及现场工程是紧密结合在一起的，使学生学习的目的性明确，对相关知识点印象深刻，教学效果明显得到提高。

4.利用课堂讨论和小作业

学生学习的积极性与教学手段和教学方法的新颖性和趣味性紧密相关。在教学过程中，针对一些理论性较强的知识点采用课堂讨论或小作业的讲授模式，可以增强与学生的互动性，激发学生的学习兴趣。比如讲授金属的腐蚀与防护时，提前给学生分组、布置作业，要求学生课前查阅相关文献资料并完成作业；讲授时先让学生代表讲解，同学讨论点评；最后老师进行评价和补充。从实际教学效果来看，许多学生能够积极地表现自己，课堂气氛活跃，学习注意力集中。这种教学方式有利于提高学生分析问题的能力和口头表达能力，促进学生学会主动思考，进一步培养他们的创新意识。

三、完善成绩考评模式。建立科学的考核制度

成绩考评是课程教学的重要环节，科学的考核制度可以引导学生的学习方向，避免以往专业课程闭卷考核方式带来的“应试教育”弊端——学生更多地注重记忆书本知识点，忽略了实践能力和创新能力的锻炼。鉴于此，课程组根据实际情况对课程考核制度进行了调整。油田化学基础课程成绩由理论考试、实验考试和平时成績3部分组成。其中，理论考试分值占总成绩的50%。实验考试由实验操作、实验报告、实验理论知识和创新能力考核等部分组成，其分值占总成绩的30%。平时成绩包括考勤、作业、讨论发言等，其分值占总成绩的30%。这样通过改进考核方式，可以更加公平公正地反映学生的学习状况。

四、结语

综上所述，笔者通过油田化学基础课程教学内容、教学方法、成绩考评模式等方面的改革探索，有效解决了学生基础知识薄弱、课程内容量大、学时不足等问题，提高了教学效率。然而石油工程专业油田化学基础课程涉及面广，教学改革有其特殊性、复杂性，教改的实践时间较短，有待进一步提高学生的综合素质，培养能适应新世纪要求的石油人才。