扩展对比教学法在石油工程专业课教学中的应用

罗万静

中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083

扩展对比教学法在石油工程专业课教学中的应用

罗万静

中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083

针对目前专业课教学中，仅注重对特定专业课的教授，而忽略专业课之间的联系的现状，提出了扩展对比教学法。这种教学法更强调专业体系内不同学科之间关系的构建。通过所授专业课的意见反馈来看，该方法有利于学生更好地理解专业术语，有利于学生从整体和更高的高度来认识所学专业的特色，为学生的专业发展和兴趣选择提供更多参考。

扩展对比教学；石油工程；钻井工程；联想教学法

一、引言

石油工程是对石油资源进行开发、使用、研究的一种系列工程，主要针对油气田的工程建设，如油气钻井工程、采油工程、油藏工程等。石油工程专业将理论与实践紧密结合。学生在前两年主要学习技术基础课，如计算数学、电工电子学、油田化学、油田地质学、工程流体力学等；大三开始学习与实践相关的专业课程，包括采油工程、油藏工程、钻井工程、天然气开发与开采、油气管道设计与管理、采油工程施工与管理等。此外，石油工程的同学还要到工厂或油田进行实践与课程实习。

目前，高校专业课的授课教师以博士为主，都是在某一方面有一定造诣的专业教师。从学生初次接触专业课，他们就开始了对所在专业方向的探讨和认知。教师在教学中，主要是通过教学大纲来安排授课内容，也主要讲授所授专业课的相关知识。随着专业课学习的深入，学生逐渐对其专业有了较为深刻的认识，主动学习的学生会逐步开始思考这些看似独立的专业课之间的联系，以便从更高的角度来理解其专业。实际上，作为教师，有多年的专业训练，更有跨课程的专业知识储备，是最适合在课堂上针对一些具体的知识点，将各门专业课之间的联系串起来，以便学生更好地理解专业课，为综合运用各学科知识来解决实际问题提供支持。

关于如何实现这种教学理念，有很多的学者进行了一系列的探讨，比如应用最为广泛的联想教学法[1-9]。联想法，通常就是把一个情景的关系转移到另一个更容易掌握的情景上，这样，抽象的情景可以转变成具体的类比情景。这样做的结果，可以实现两层意义：第一，对原情景观察方法的限制，并没有转移到类比的情景上，因此，相对来说，类比的情景能更容易发生改变，从而更容易接收。第二，类比通常利用具体的形象，它们又可以进一步暗示出其他具体的形象，这比抽象观念暗示其他的观念更加容易接受和理解。

联想教学法更多的是将一些专业教学点与生活中的一些例子联系起来讲解，起到深入浅出的作用，让学生更容易理解和接受。这种方法关注的是某一个微观知识点的讲授，而不是整个专业背景的联系。因此，本文讨论扩展对比教学法在石油工程教学中的应用，以期通过该方法的教学，让学生能从宏观的高度去认识所学专业的特色，为其以后的更细的专业方向选择提供一些参考。

二、扩展对比教学法

所谓扩展对比教学法，就是在教学中，将相关知识点向所在专业的其他专业课的相关内容进行扩展，这种扩展可能是同向对比，也可能是反向对比，从而让学生在专业课的学习中，将各门专业课之间的重点知识点有效地串联起来，形成对这个专业方向更加全面的认识。扩展对比教学法有如下几个重要特点。

1.扩展是所在专业方向内的定向扩展。

相对于联想教学法，扩展对比教学法的最大区别是：该方法强调所授知识点是在学生所学专业方向内的扩展教学，而非全面的或者生活化场景的扩展对比。联想教学法关注的是某个知识点的理解，因此，常常会用生活中特别容易理解的物品或者现象来与所授知识点建立一种联系，可能是形态上的相似，或者发音上的相仿，从而加深学生的理解和记忆。这种联想往往是在很大范围内的联想，多数都脱离所在的专业背景。扩展对比教学法更注重的是专业内部专业课之间的联系，其可供联想的范围有限，且强调是整体的认识和理解。

2.对比有平行对比、同向对比和反向对比

所谓平行对比，就是对比的知识点之间是平行的，比如讲述深度的时候，选择海拔、高度等来进行对比，就属于平行对比。同向对比，即一个现象本质上是一致的，但在不同的学科中，其作用是不一样的。反向对比，即知识点之间是一个反向关系，比如一个阐述流体的流出机制，一个阐述流体的流入机制，但二者之间本质上是相通的。

3.强调各门专业课之间的关系

由于教学中的扩展是限定在学生所在专业的定向扩展。因此，需要教师对各个专业课都能有较好的认识，以便实现科学的教学。扩展对比教学法提供了一个手段，就是将各门专业课之间的联系挖掘出来，增强学生学习的兴趣和融会贯通的能力。

4.形成对所学专业的整体全面认知

扩展对比教学法的目的是让学生在一个个知识点的串联下，形成对所学专业的全面认识。因此，该方法的落脚点并不在某个概念的阐述，而在整体的认知。基于这种认知，让学生更能发现在某门专业课的缺陷和不足，同时也为其后续攻读研究生或者就业选择更细的专业方法提供一个全局认识。

三、扩展对比教学法在石油工程中的应用

1.平行对比的应用

笔者在教授“钻井与完井工程”课程时发现，关于深度的概念极度容易混淆。在这门专业课中，深度是指从转台面开始计量的井眼轨迹的长度，实际上也是钻井中所有下井的钻柱的长度之和。特别需要强调的是，深度的起始点不是地面，而是转台面。因此补心距（地面与转台面的高度）的大小将直接影响深度的大小。

扩展一：在采油工程中，我们说的射孔的深度；在测井中，所说的储层的深度都是钻井与完井工程中所说的深度，即基于转台面的井眼轨迹的长度，这个深度作为这口井的重要标示，伴随这口井一生。深度将永远是一个大于零的正值。

扩展二：由于深度是一个相对量，在工程中广泛应用。但在地质中，用得相对较少。对地质工程师来说，他们不关注相对的位置，他们关注的是储层的绝对位置，即储层位置在大地坐标系中的坐标，x，y和z。此处的z指的是海拔，它是指地面某个地点或者地理事物高出或者低于海平面的垂直距离，是海拔高度的简称。这个z值可能是正值也可能是负值。它表征的是一个绝对位置，不会因不同的钻井设备或者井眼轨迹而发生变化。

建立联系：用一个图形来说明，深度与海拔的关系。当一个目标靶点确定后，地质工程师给出其对应的坐标，钻井工程师需要根据地面条件及地下条件设计相应的井眼轨迹，以期实现准确中靶。到达这个目标点（绝对位置，海拔概念）的轨迹千差万别（相对长度，深度概念），对应的深度也可能有巨大的差异。通过阐述、对比联系让学生加深对这两个概念的认识，掌握其用法和区别。

2.同向对比的应用

“钻井与完井工程”课程中讲授压力控制一章时，会讲到发生溢流进行关井作业后气侵及其对钻井的影响。其中会讲到一个图，即关井后由于地层流体不断进入井筒，井筒中压力分布不断发生变化，表现在地面的立管压力和套管压力逐渐升高，且变化的程度不一样。对于高渗连通性好的储层，压力上升的速度较快。因此，可以采用气侵关井后立管压力和套管压力变化曲线粗略判断井控的难易程度，地层压力大小和地层渗透率大小。

同向对比：在“试井分析”专业课程中，会讲到压力恢复试井。即油井生产一段时间后，突然关井，采用压力计测量井底压力的变化情况。进而绘制压力曲线，采用试井分析的方法求取地层压力、储层参数、表皮系数等参数。试井中，关井后有一段井筒储集效应，即地层流体还会继续进入到井筒。其流动的原理与钻井中因为气侵而关井的原理是一致的。

建立联系：展示两张图，一是“钻井与完井工程”中的压力变化曲线，二是“试井分析”中的一条典型的压力恢复曲线。通过图形阐述其相同之处，结合试井中能计算的参数，反过来讲述钻井中压力变化所包含的意义。

3.反向对比的应用

在“钻井与完井工程”这门专业课程中，会反复讲授一个知识点：压力及其应用。钻井中，为了实现安全钻井，往往采取近平衡或者过平衡钻井，即保证钻井液产生的液柱压力大于地层压力。在这种情况下，钻井液将会在压差的作用下进入到地层，从而形成对储层的伤害。压差越大，储层越疏松，滤失进入地层的钻井液越多，同时钻井液自身的性能也会影响滤失量的大小。

反向扩展对比：钻井过程中钻井液向地层滤失，与采油过程中，地层中的原油向井筒流动具有相似性（“采油工程”课程的内容），只是流体流动的方向不一致，但其流动的机理是一致的。而在“渗流力学”一门专业课讲授过一个重要的知识点，径向流动产能方程（“渗流力学”课程的内容）。

建立联系：在黑板上手写径向流动产能方程，让学生回顾其推导过程。从方程中，解释影响产能的正向因素：储层厚度、储层渗透率、生产压差。影响产能的负向因素：流体粘度、储层伤害及泄流面积。同样的类比也可用于钻井中的泥浆滤失，其滤失量的影响因素与生产中径向流动的影响因素是类似的。通过回顾一个知识点，建立起两门学科的联系，同时加深对专业知识点的认识。

四、结论和认识

基于多年的专业课教学，提出了一种针对石油工程专业课的教学方法—扩展对比教学法。该方法重点在于建立一种专业课间的关联，通过对一个知识点的定向扩展，实现各个专业知识点的有效串联，加深学生对知识点的认识的同时，逐渐树立对所学专业的整体全局认识，做到融会贯通，培养学生的综合应用能力。

[1] 付冰，董晓庆.联想教学法在压力容器破裂形式课程中的应用[J].中国培训，2014，(3)：32-33.

[2] 沈安程.浅谈高中化学中的类比联想教学法[J].教育艺术，2013，(12)：72.

[3] 杨晶.联想教学法在《基础会计》中的运用探索[J].商业会计，2012，(22)：122-123.

[4] 陈美芳，毛淑娟.信息技术教育中的联想教学法研究[J].实验室科学，2013，(1)：104-107.

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[6] 叶梅芳.浅谈如何运用联想教学法培养学生的能力[J].学周刊，2012，(13)：128.

[7] 徐丽红.论联想教学法在法学课堂教学中的应用[J].忻州师范学院学报，2012，(4)：104-106.

[8] 任伟.英语词汇联想教学法探讨[J].大家，2011，(4)：137.

[9] 郭爽.联想教学法在大学英语教学中的应用[J].吉林省教育学院学报(学科版)，2010，(12)：129-130.

Title: Discussion on Expansion-Contrast Teaching Method in the Application of Petroleum Engineering Courses

Author(s): LUO Wan-jing

expansion-contrast teaching method; petroleum engineering; drilling engineering; association teaching method

G642

A

1006-9372（2014）04-0080-03

2014-07-23。

罗万静，男，讲师，主要从事油气田开发工程的教学和研究工作。