石油工程专业实验教学改革与实践

秦文龙，陈军斌，刘晓娟

(西安石油大学 石油工程学院，西安 710065)

石油工程是实践性很强的一门工科专业［1］，该专业的学生除了需要掌握牢固的专业理论知识外，还需要有丰富的实践经验和较强的动手、创新能力［2］。而实验教学在培养学生创新思维与动手能力上具有的独特条件［3］，在石油工程专业人才培养中占有举足轻重的地位。

针对我国石油与天然气工程领域专业人才培养的实际需要，根据“加强基础、拓宽专业、培养能力、提高素质、办出特色”的教学改革指导思想，石油工程学院实验中心改革原有实验教学不适应的方法、内容与管理机制。通过实验室建设与实验教学改革构建新型的实验教学模式，面向21世纪培养高质量的石油工程技术人才，以适应激烈的竞争，在竞争中求发展。

1 发挥科研优势，搞好教学实验室建设

实验室是进行教学、开展科学实验、提供社会技术服务的场所［4］。实验室建设的水平，实验设备的技术先进性，在一定程度上决定着实验课程的教学效果以及人才的培养质量。为切实加强教学及科研实验设备的建设，近年来，西安石油大学石油工程学院结合“油气田开发工程”“油气井工程”两个省重点学科建设项目进行统筹规划，本着“立足基础、面向全校、专业拓宽、资源重组、资源共享”的实验室建设理念，建立了一个校级专业综合基础实验中心。实验中心设有油藏物理实验室、渗流力学实验室、采油工程实验室、钻井工程实验室和油气储运工程实验室。该实验中心的成立不仅提高了管理效率，也充分利用了教学资源。它立足石油工程学院，同时面向全校学生进行基本实践技能训练。

为了充分发挥西安石油大学石油工程学院的科研优势，先后自行设计安装了多套实验研究装置，如“油气举升工艺模拟装置”“抽油机模型及示功图测试一体化系统”和“复合波场采油多功能动态模拟系统”等。这些实验装置及设备的建设，为西安石油大学工程学院开发新的、高水平的教学实验项目及培养创新型人才奠定了良好的基础。该实验中心于2009年被评为陕西省教学示范中心。

2 建设一支高水平的实验教师队伍

实验室建设的关键是实验队伍建设。建立一支结构合理、素质优良、精干的实验室教师队伍是教学实验改革的关键，也是提高实验教学质量、完成实验室任务以及其他建设成功的保障。石油工程学院实验中心通过教学改革，形成了一支学历、能力和素质较高的实验教学队伍。在8名实验教师中，75具有高、中级以上职称，平均年龄为38岁。其中硕士生6名、本科生2名、在读硕士1名，教师队伍梯队结构合理。同时，为了加强实验教师队伍建设，提高实验教师队伍的总体业务水平，实验中心制定了人才培养计划。一方面有计划地培养青年教师攻读硕士学位、博士学位;另一方面还通过外出进修、随班听课、自学以及参加各种培训班等多种方式提高实验人员的业务素质。

3 改革管理体制，完善实验教学管理体系

要取得好的教学效果，必须有相应的科学的管理体制及管理方法，为此，我们建立了一套较为完整的实验教学管理体系。

3.1 成立实验中心，实施统一管理

西安石油大学的原钻井、采油和油藏工程3个实验室是附属于3个专业，由2个专业教研室分管，管理体制松散。在此情况下学院领导班子打破原分散的实验室管理方法，在学院内成立一个实验中心，统管各个实验室。同时选聘了较强的领导班子负责实验教学改革与日常实验室管理，这是实现教学改革的组织保证。

3.2 明确教师分工责任，增强岗位管理

根据教学、管理等岗位的设置进行了明确分工，实行责任制管理。在分工中实行了“一人多岗”，即实验技术人员除承担正常实验教学任务(或技术工作)外，每个人都兼有实验室管理(实验教学、仪器设备管理、安全卫生管理等)岗位的工作。“一专多能”，则要求实验人员从只会上一门实验课和只会用一个实验室的仪器设备，到至少会上两门实验课和至少会维护两个实验室的仪器设备。这就要求教师不仅要转变原有的思想观念，而且还要在教学管理的能力上适应和促进教学改革。3.3 建立科学的成绩考核办法，完善实验课程管理

建立稳定的教学秩序，要求学生必须遵守实验室各种管理制度，实验课必须按照严格的程序进行，做到课前有预习，课后交实验报告。同时实施综合考核管理机制，将学生实验动手操作能力、课堂表现、实验报告等成绩按一定比例综合评定学生成绩，培养学生全面(包括安全等)的工程意识。

4 改革教学模式，提高实验教学质量

实验教学方法是决定实验教学质量的重要因素［5］。为此需要完善专业实验教学体系，改革实验教学方法，培养学生的综合实验能力［6］。

4.1 组建独立的实验教学课程

石油与天然气工程领域实验原来附属于多个专业，学科的理论课实验学时少，并且部分实验内容相近，这不仅使开课的数量有限，而且客观上使学生对实验课认识不足，甚至轻视实验，使实验教学质量得不到保证。学院将石油与天然气工程领域实验独立设课，列入专业教学计划中，并制定与之相适应的教学大纲，单独考核成绩。这样提高了实验课在学生心目中的地位，使之受到重视，也提高了部分教师的认识。

4.2 编写新教材，优化实验项目，充实实验内容

对重组专业实验，就要相应地调整和优化专业实验的学时及内容，以适应发展的需要。在选择实验内容上，打破原专业实验设置，考虑对学生多方面的训练及实验的系统性、科学性与实用性，减少不必要的重复内容。通过学院学术委员会讨论，重新设置实验内容，编写了《石油工程实验原理与技术》新教材。对实验项目进行优化组合，按新实验室教学的教学大纲设课，从而有效利用有限学时。

4.3 设计一批开放型综合性实验，改革实验教学方法

将石油与天然气工程领域专业实验分为物性参数测试、工艺模拟及开放型综合设计三类。针对不同类型的实验采用不同教学方法:

1)物性参数测试要求学生通过学习实验指导书及有关仪器说明书后，自行操作完成，以培养学生按照仪器说明书进行操作的能力;

2)工艺模拟实验要求在教师指导下完成，目的在于通过室内模拟装置，培养学生的专业实验能力;

3)开放型综合设计实验中，明确实验目标，只为学生提供必备的仪器、材料，要求学生独立设计实验方案，亲自动手组装、操作仪器、完成实验并提交实验报告，以培养学生的综合实验能力。

在开放型综合设计实验中，学生在了解实验的基本原理、流程及所用设备、仪器性能特点和使用方法的基础上，可根据自己的兴趣和掌握程度进行方案设计、流程组装及测试分析，对实验中出现的一些现象或问题，由学生自己独立去分析、判断和解决。实现实验教学模式灵活化、多样化，培养学生的工程实践能力、科学思维和创新意识，使之成长为综合素质高的创新型人才。

4.4 利用多媒体技术强化学生实践操作能力，提高实验教学效果

由于改革后的实验内容大大增加，课堂容量提高，给传统石油工程实验教学带来巨大的挑战。为此，学院本着高起点、高要求的原则，利用多媒体技术研制了石油工程实验CAI课件，为学生创造了全方位的学习途径。

学生可以在开展实验活动之前，在多媒体软件的帮助下对所要开展的实验内容进行充分了解、熟悉，对有关设备仪器的用途、操作要领以及注意事项有比较深入的了解，再到实验室进行实地参观、对照、学习和亲自动手实践，认识会更加深刻。对于一些复杂、有危险、要求高、时间长或者抽象、不可见以及难于解释的内容，如钻井过程中的井喷情景再现及其控制等，用多媒体优势以形象化和直观化的形式呈现给学生。既加深了学生的印象，又提高了教学效果。

4.5 开展“实验能手竞赛”，综合检验学生实验能力，提高教学质量

由学校实验中心教学组主办，以开发学生思维，培养学生科技创新意识，提高学生动手实践能力为宗旨的“实验能手竞赛”已经成功举办两届。

“实验能手竞赛”要求学生在数小时内，完成从方案设计、仪器选择、实际操作、结果分析、报告撰写等一系列工作。竞赛内容包括实验理论笔试和操作考试两项测试。

实验理论笔试的考查范围主要是石油工程实验中的理论知识以及基础知识，涵盖油层物理、渗流力学、采油工程和提高采收率等实验内容，包括误差理论、数据处理、实验室安全、电和气的使用等基本知识。实验操作考试的考查范围主要是主要专业课程的相关实验，考查基本的实验技能、实验设计、实验操作、数据采集和分析处理能力，实验总结与报告撰写能力。

在竞赛活动过程中，通过学生在做实验的前前后后的工作获得成绩，提高了学生的学习能力，并能够在以后的学院评优评奖、毕业推荐和其他活动中，在同等条件下获得优先考虑，受到学生的普遍欢迎，因此更好地激发了学生的创造力和学习兴趣，培养了学生科学的思维方式和实践能力。同时，实验竞赛与实验教学改革相辅相成，通过竞赛帮助发现了一些目前实验教学的不足之处，如学生基本功不扎实、实验课程体系不完善、实验教学手段落后等，从而为完善实验教学改革，提高教学质量指明了方向。

5 结束语

石油工程实验教学改革的关键是要有完成实验教学所必需的场地、环境和仪器设备的数量和质量的条件保障。敬业爱岗、精通业务的教师队伍保障，制度完备且执行认真的管理体制保障以及创新的现代化教学方法保障。然而石油工程教改是一个新的尝试，实验教学改革有其特殊性、复杂性，教改的实践时间较短，有待进一步实践提高。

［1］胡绍彬，赵明国，罗云.石油工程实验现代化教学模式探索［J］.实验室科学，2009(4):54－55.

［2］兰培英.校企合作工学结合努力推进陕北地区高职教育健康发展［J］.延安教育学院学报，2008，22(1):1－4.

［3］王其军，吕栋梁，辜音奎，等.实验室开放对学生创新能力培养的研究［J］.实验科学与技术，2009，7(3):88－89.

［4］朱向群，胡朝晖，刘湘晖，等.改革实验教学培养学生实践能力与创新能力［J］.实验技术与管理，2001，18(1):108－111.

［5］赵子刚，赵明国，罗云.搞好石油工程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.

［6］王志华，龙安厚.综合性、设计性实验有效促进教学的实践与认识［J］.高校实验室工作研究，2009，102(4):74－76.