论石油工程实践教学对学生创新能力的培养

论石油工程实践教学对学生创新能力的培养

刘宏

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摘要：随着我国经济的快速发展，国家大力发展学生创新能力的培养。石油工程专业实践课程也要培养青年学生的创新精神、创新理念。总体而言，石油工程专业实践课程包括软件教学、认识实习与生产实习、素拓课程、实验课程、综合性训练课程和课程设计与毕业设计等。通过分析，提出以下通过实践教学来培养学生创新思维的手段及途径：工程软件学习方面，立足于熟练应用软件；认识实习与生产实习过程中，锻炼学生的观察能力和发散性思维能力；素拓课程要用头脑风暴法训练学生的思维；要讲究各学科的融合，要重视原创性等，这样才能培养创新型的石油工程高级人才。

关键词：石油工程；实践教学；创新能力；发散思维；头脑风暴

引言

创新能力是强国富民之路，大学生创新能力的培养是创新的基础。在教育部的积极倡导和推动下，石油大学专业开设了创新实验班。对创新实验班培养方案的制定、小班上课的推行及教学内容与教学方式的改革等进行了深入探索，力求实现人才培养质量的全面提升。但如何培养学生的创新能力仍然缺乏直接有效的教学模式，需要教师针对课程性质及知识特点，在强化理论知识的基础上，萃取有代表性的实践问题，引导学生展开思想的空间，探究解决问题的思路与方法，在条件允许的情况下，提供学生检验解决问题方法的实践条件。

1石油工程实践教学中学生创新能力的培养

1.1软件教学对学生创新能力的培养

软件应用能力是现代学生工作能力的重要体现，是石油工程专业学生所需要具备的应用能力，比如石油工程专业方面的数值模拟软件、试井软件、压裂软件、腐蚀、力学计算和井筒计算软件等的应用。首先为了训练学生的软件应用能力，学校要筹集资金，购置配套齐全的专业性软件。在学生软件应用能力培养方面，熟练应用是创新的基础，也是学生创新能力的体现。由于大部分软件是英文版的，应用模块较多，应用起来步骤较多，需要培训时间及培训技巧。专业教师要先进行软件应用演示，再结合案例进行逐个模块的讲授、应用和训练，直到学生能够熟练操作为止。教师要讲清楚软件的难点、优点和特点，比如油藏数值模拟软件，通常分为主模型、数模前处理和数模后处理。其主模型是数模的模拟器，即计算部分，这是最重要的部分也是最难掌握的部分。其可以细分为黑油模拟器、组分模拟器等。数模前处理是一些为主模拟器做数据准备的模块，比如准备油田的构造模型、属性模型，流体的PVT参数，岩石的相渗曲线和毛管压力参数及油田的生产数据等。数模后处理是显示模拟计算结果及进行结果分析。以Eclipse软件为例，Eclipse100是对黑油模型进行计算。前处理模块有Flo－grid、PVTi、SCAL、Schedule和VFPi等。后处理模块有EclipseOffice和FLOVIZ，进行计算曲线和三维场数据显示和分析。对于压裂数值模拟来说，FracPT软件的G函数分析、近井摩擦阻力分析和压力拟合等为重点、难点；Stimplan软件的测井数据处理、压力拟合和多簇裂缝模拟等为重点。基于上述训练过程，才能培养学生的创新应用能力。

1.2认识实习与生产实习

石油工程专业的认识实习、生产实习对学生增强职业的认同感、增加职业技能有很大促进作用。为了更好地培养学生的能力，在实习过程中要锻炼学生的观察能力、综合思考能力和理解能力。观察能力即对生产环境、周围事物的洞察能力[4]。针对特种场合的实习，教师要提前准备一些问题，以开启学生智慧，提高学生的观察能力、综合思考能力和理解能力，进一步深化观察能力，并发现新的问题。在特定场合，以发散性思维为主要特色，提出多方面的问题。比如，学生在岩芯库实习时，在参观一排排的岩芯柱的同时，要思考下列问题：如何从岩芯柱得到地应力的方向及大小？为什么有的岩芯柱是碎的？如何从岩芯看出含油量？不同岩性的岩芯有何区别？如何从岩芯看储层的孔隙度、渗透率？在参观油田实验室时，学生要思考实验工作对油气田开发的重要作用。比如，油气田开发需要哪些化学剂？酸化压裂工作需要安排哪些实验？注水、三次采油和钻井工作需要做哪些实验？该实验室的实验水平、技术指标如何？通过对上述问题的思考与讨论，将油气田开发与实验工作结合起来，有助于理解实验工作的重要性，从而提高学生的实验技能。在参观工具库时，学生要思考各种工具是用于钻井、压裂及注水，还是采油？用于分段压裂的工具有哪些？封隔器是如何命名的？怎么座封的，怎么解封的？封隔器如何固定？先进的封隔器有哪些？特殊场合比如高温高压、腐蚀场合如何选择封隔器？带着这些问题去参观学习，通过系统介绍、查阅资料和实物对比等能建立很好的工程设计意识，能够较好地掌握井下工具的设计应用方法。

1.3素质拓展课程中的创新训练

素拓课程需要加强师生的互动，提高学生的参与性，吸引学生自己动手，以学生获得解决问题的能力为最终目的。对于石油工程类学生而言，这类素拓课程包括酸化压裂技术、非常规油气藏勘探开发技术、油气藏地震解释技术、测井解释技术和线性代数在油气田中的应用和钻采机械等。在整个授课过程中，针对某些专题，可采用翻转课堂，结合目标问题导向的授课模式。此时教师从授课的主角变成导演，学生从听众变成演员。具体来说，对于某个章节内容，为了让学生透彻掌握，深入理解，教师要把讲台让给学生，学生自己动手，广泛调研，查询资料，吸收、梳理、理解和掌握国内外先进成果，通过研读获得深入的认识，最终完成技术方案的设计，制作成汇报多媒体，并亲自汇报，在课堂上分享个人的成果。这个过程能让学生得到全方位的锻炼。为了配合完成学习过程，结合培养目标（知识目标、能力目标），教师要把课程内容转化成四类问题，即基础性问题、综合性问题、应用性问题和创新性问题；问题要围绕授课主题，以应用型、创新型等高阶问题为主；四类问题要有一定的题量，保证训练成效；教师要提前将问题发给学生，让大家查询资料，开启思维，充分发挥创新性，提出更多的解决方法，并在问题解决环节进行阐述讨论。当学生完成多媒体汇报之后，在教师的引导与组织下，立即进入问题解决环节。该环节强调师生之间的问题互动，学生之间的互动，互动以问题的解决为目的。考核成绩要以学生的课堂表现为主要依据。教师要设计一些奖励环节，及时鼓励表现优秀的同学，以形成创新的氛围及习惯。这种训练方式有助于让大家都能够参与教学活动，提升学生的应用能力。

结束语

石油工程实践课程由于其专业性较强，在实施过程中容易忽略对大学生创新能力的培养。创新思维的培养，不仅是对理论课程的要求，也是对实践课程的要求。全国石油工程大赛中，需要学生自己动手、充分开动脑筋、发挥创新性。课程设计与毕业设计应选择石油工业界热点问题进行研究，要讲究各课程的融合，要重视原创性问题等。

参考文献

[1]孙楠，王佳玉，杨靖铎.基于OBE理念驱动的高校大学生科技创新教育限制因子解析和评价研究[J].黑龙江教育（理论与实践），2022（9）：69-72.

[2]王志华，杨二龙，张立刚，等.新工科视域下的石油与天然气工程类专业实践教学模式探究[J].大学教育，2021（9）：24-26，34.

[3]肖前华，李继强，朱得利，等.石油工程专业卓越工程师实践教学改革[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2017（6）：120-122.

[4]黄国庆，王洪.大学生创新能力培养研究[J].高教学刊，2022，8（20）：62-65.

[5]肖博达.头脑风暴法在全国大学生工程训练综合能力竞赛“无碳小车”项目中的应用[J].科技创业月刊，2020，33（9）：81-83.