石油工程专业实验教学模式改革及实践

万军凤 王艳丽

摘 要 针对目前石油工程专业实验教学中存在的问题，尝试建立一种以学生为主体，教师为主导，以提高学生创新能力和工程实践能力为核心的实验教学观念，构建了石油工程在线实验教学平台，依托该实验教学平台，改革传统的实验授课及实验考核方式，改进实验教学方法，并在“采油工程”实验课程中进行了实践，取得了良好的实验教学效果。

关键词 石油工程 实验教学 改革

中图分类号：G642                                   文献标识码：A    DOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2019.04.025

Abstract Aiming at the problems existing in the experimental teaching of petroleum engineering， this paper attempts to establish an experimental teaching concept that takes students as the main body， teachers as the leading role， and improves students' innovation ability and engineering practice ability as the core. An online experimental teaching platform for petroleum engineering is constructed. Based on the experimental teaching platform， the traditional experimental teaching and experimental assessment methods are reformed， and the experimental teaching methods are improved. The experimental teaching method is practiced in the experimental course of petroleum engineering， and good experimental teaching results are obtained.

Keywords petroleum engineering; experimental teaching; reform

0 引言

加强学生创新能力的培养，提高学生的工程实践能力，以适应石油行业新形势、新挑战对人才的需求，是石油工程专业应用型人才的培养目标。众所周知，实验教学是培养学生创新能力和工程实践能力的重要部分，实验部分薄弱或欠缺，学生的工程实践能力得不到锻炼，缺乏创新精神，这样的学生毕业后很难满足行业的需求。[1-5]

1 传统实验教学模式现状及存在的问题

（1）传统实验教学方模式以讲授为主。实验开始之前，实验教师详细介绍实验原理、严格规范实验步骤，尽可能的给出实验经验和注意事项，学生无需思考这些实验步骤的设计理由，仅仅按部就班地按照实验步骤进行操作，就会顺利完成实验。这样的实验教学模式严重降低了学生对实验的兴趣，学生的学习积极性得不到发挥，不利于学生工程实践能力和创新能力的培养，影响教学质量。

（2）在线实验教学平台建设力度不足。在线实验教学平台建设薄弱，则会限制大学生自主学习的积极性，不利于学生个性的发展。[6]

（3）实验考核方式不科学。实验成绩仅仅靠学生提交的实验报告来体现，实验报告作为成绩评价的唯一标准，致使学生实验动力不足。[7]

2 教学理念改革

石油工程实验教学改革尝试建立一种以学生为主体，教师为主导，以学生创新能力和工程实践能力培养为核心的实验教学理念。基于这种理念，实验前，引导学生借助网络、相关的课程教材，结合学生自身的专业知识，自己设计实验方案。实验时，引导学生体验实验过程，对发现的问题，自己思考分析给出解决办法。实验后，认真严谨地处理实验数据，形成实验报告。此实验教学改革把实验学习的主动权交给学生，促使学生探索适合自己的自学模式，积极主动地去学习，去分析解决问题，逐步提高学生的创新能力。在整个实验过程中，学生不再是机械、盲目地重复他人的实验步骤，而是自主学习、自己实验，实现自我价值的过程。[8]

3 实验教学模式的改革与实践

传统实验教学模式通过“灌输”使学生掌握实验流程完成实验，这样的教学模式忽视学生个体需求，与应用型人才培养目标不符。因此须通过改革实验教学模式，充分发挥学生自主学习的积极性和能动性，提高学生的创新能力。为此，结合学院实验教学的实际情况，构建了石油工程在线实验教学平台，其主要内容包括：（1）实验项目、目的要求及实验内容的介绍。（2）有关实验仪器设备介绍及其部件结构、流程等的图片、文字说明。（3）相关实验内容flash动画等网络资源。（4）教师与学生之间的在线交流功能。依托此平台，形成了一套新的教学模式，如图1所示。

3.1 改革实验授课方式

改革后的实验教学方法与传统的实验教学方法的不同之处：学生根据任课教师下达的实验任务，登陆实验教学平台，按老师要求调研学习实验项目所需相关知识，自己设计实验步骤，完成预习报告，实验教师对预习报告进行批阅且给出预习报告成绩，如果认为学生的实验方案设计合理，则允许学生开始实验，如果在检查预习报告时，发现学生对实验情况预习欠佳，则要求学生重新查找相關资料进行预习，直至合格为止。

学生进入实验室后，首先熟悉设备流程，鼓励学生按照自己的实验方案进行实验，对于实验过程中出现的问题学生首先自己分析，给出解决思路，然后就此解决思路跟学生探讨合理、可行性，并要求学生把自己的实验结果与规范步骤做出来的实验结果进行比较，分析不同之处，总结经验。这样的实验教学模式学生对实验过程体会深刻，且自己设计实验方案，自己动手验证实验方案的合理性，极大的锻炼和提高了学生的创新能力和动手能力。

以“采油工程”课程中的抽油机原理和泵效实验为例：学生进入实验室后，首先在不通水电的情况下自己熟悉抽油机、深井泵模型、气锚等实验设备的结构部件、硬件流程，各个阀门及测量工具的使用，依靠对实验原理和实验仪器的熟悉，结合学生自己已有实验方案，然后进行自主实验，记录相关的仪表数据。实验过程中要求学生注意观察抽油泵的固定阀和游动阀的运动情况，注意观察气体进入抽油泵后，泵筒的液体充满程度等等。

学生进行实验的整个过程中，指导教师全程陪同、指导，详细记录学生对实验装置操作的熟悉程度、小组实验合作情况、测量工具的使用情况，结合实验结果数据等进行综合评价，给出相应实验操作成绩。

3.2 改进实验教学方法

为保证每位学生独立进行实验操作，增加实验分组，即由原来的每组5-6人，减少到每组2-3人，促使每位学生在有限的时间内都能亲自操作实验设备，这样不但提高了学生对实验的紧迫感和责任感，而且还提高了仪器设备的利用率。

3.3 改进实验报告内容

以前学生的实验报告只是将实验目的、原理、实验过程、实验数据处理进行罗列，且存在互相抄袭现象，仅靠实验报告反映不出学生对实验的掌握情况，也不利于调动学生的实验兴趣。改进后的实验报告要求学生对出现的实验现象及现象分析、实验数据的处理、实验现象与生产实际的联系、及对实验方案的改进意见等内容进行重点书写，实验教师对上述方面进行综合考查给出实验报告成绩。对于有创新点的实验方案或设备改进想法予以鼓励，给出创新成绩，以激发学生的创新意识。

3.4 改革实验考核方式

实验考核内容包含4个部分：预习报告、实验操作、实验报告、创新部分。实验总成绩计算公式=预习报告（20%）+实验操作（50%）+实验报告（30%）+创新部分，具体计算考核标准如表1所示。其中预习报告主要考察学生调研文献能力及实验设计逻辑思维能力;实验操作主要考察学生对实验项目的熟悉情况、动手能力、团队合作精神及获取实验数据的准确性;实验报告主要考察学生对实验数据处理情况及对问题的分析解决能力。创新部分是对实验方案有创新点或有价值的设备改进想法的学生给予的奖励，主要考察学生的创新能力。实验考核方式的改革使得学生对实验有足够的重视，认真对待实验项目的每一个环节，提高实验教学质量（见表1）。

4 教学效果分析

该实验教学模式改革在2015级石油工程专业“采油工程”实验课程中进行了试点，收到了良好的实验效果。学生在实验过程中表现出了极高的热情，提出了自己的实验设计方案和仪器改进思路，跟老师积极主动的交流自己的想法，对自己感兴趣的问题可依托实验项目进行深入的研究和探索，学生的实验积极性得到了大幅的提高，所有的小组在实验时间内都及时完成了实验项目。学期末组织上实验课的学生代表与老师座谈，学生对这种实验教学模式的改革持欢迎的态度，表示给大家提供了主动学习、独立思考、团结合作的机会，锻炼了大家自己设计、自己实践的创新和动手能力，此实验教学模式可在学院内推广。

5 结束语

该实验教学模式的改革从教学理念、实验授课方式、教学方法和考核方式等方面着手，培养了学生的创新精神，锻炼和提高了学生的工程实践能力。通过学生自主学习的培养，促使其养成终身学习的习惯。通过“采油工程”实验课程的试点，实验教学效果明显提高，极大地激励着师生进行实验教学模式改革探索的热情和积极性。对实验课程来讲，不断地探索培养学生的创新能力和工程实践能力，如何通过实验教学模式的改革来提高实验教学质量，培养石油工程专业高素质应用型人才是实验教学人员一直努力探索和追求的目标。

参考文献

[1] 蒋平.关于改进实验教学方法的一些思考[J].石油教育，2011（4）：87-89.

[2] 吕栋梁，王其军，舒运德，等.如何让本科生在实验教学中体会和学习创新[J].实验室科学，2009（1）：71-73.

[3] 王其军，吕栋梁，辜音奎，等.实验室开放对学生创新能力培養的研究[J].实验科学与技术，2009.6（1）：88-89.

[4] 姜国强，周立，荣德生，等.“电气控制与PLC 应用”课程教学模式改革与探索[J].实验室科学，2013（1）：66-69.

[5] 钟烨，杨林.石油工程实验教学模式改革与探索[J].实验室科学，2016.19（1）：117-119.

[6] 冯其红，周童，赵修太，鲍丙生.石油工程实验教学示范中心信息化平台建设[J].实验室研究与探索，2011.30（3）：97-99.

[7] 赵子刚，赵明国，罗云.搞好石油工程专业实验教学改革 全面提高实验教学质量[J].实验技术与管理，1998.15（4）：4-6.

[8] 王郑库，李凤霞，曾顺鹏，等.石油工程专业课程自主式实验教学研究[J].中国地质教育，2016.25（1）：93-95.