油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容改革與研究

董 龍，趙秀麗，張 麗，陳 成，高清河

(大慶師范學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163712)

油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)內(nèi)容改革與研究

董 龍，趙秀麗，張 麗，陳 成，高清河

(大慶師范學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院，黑龍江 大慶 163712)

為了進(jìn)一步提高油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)質(zhì)量，針對(duì)課程存在化學(xué)試劑污染環(huán)境，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和大量的化學(xué)試劑耗費(fèi)巨大，教學(xué)成本高，教學(xué)課時(shí)嚴(yán)重不足，學(xué)生和教師之間交流不暢等問題，對(duì)課程教學(xué)改革進(jìn)行了探討研究。提出建立油田化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程，建立油田化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程，建立網(wǎng)上交流平臺(tái)等教學(xué)模式并建立科學(xué)的考核方法。

油田化學(xué)；教學(xué)方法；創(chuàng)新；虛擬仿真

油田化學(xué)在石油勘探開發(fā)領(lǐng)域中占有重要的地位?；瘜W(xué)劑、化學(xué)理論及化學(xué)工程在鉆井、采油、原油集輸?shù)确矫婢鸬街匾淖饔谩＝烷_發(fā)技術(shù)的發(fā)展對(duì)油田化學(xué)有著越來越強(qiáng)的依賴性。

油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是一門重要的石油工程專業(yè)基礎(chǔ)課程，其涉及知識(shí)領(lǐng)域廣泛，難點(diǎn)較多，不易掌握。目前，油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課在教學(xué)過程中存在著一些問題，一是大量化學(xué)試劑存在嚴(yán)重污染環(huán)境和安全問題；二是開展教學(xué)過程中需要實(shí)驗(yàn)設(shè)備和大量的化學(xué)試劑，耗費(fèi)巨大，要思考如何降低教學(xué)成本，減輕學(xué)校經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)；三是由以上多種原因?qū)е抡n時(shí)嚴(yán)重不足，無法保證有效地鞏固理論知識(shí)。作者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出通過建立油田化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程，通過網(wǎng)上交流平臺(tái)相結(jié)合的幾種教學(xué)模式，建立油田化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程。

1 建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)走進(jìn)教學(xué)中。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)有較強(qiáng)的直觀性和示范性。教師在教學(xué)過程中通過多媒體的演示，使學(xué)生快速和準(zhǔn)確的了解實(shí)驗(yàn)步驟。

建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具有如下優(yōu)勢(shì)：第一， 針對(duì)性。采用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，教師可以快速的開展實(shí)驗(yàn)，例如鉆井液性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)、原油乳化及化學(xué)劑破乳實(shí)驗(yàn)、污水絮凝劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)等，節(jié)約了時(shí)間成本。第二，安全性。一些實(shí)驗(yàn)危險(xiǎn)性較高，若操作失誤，容易對(duì)學(xué)生造成傷害。在做蒸汽驅(qū)油實(shí)驗(yàn)時(shí)，實(shí)驗(yàn)溫度高達(dá)200℃～300℃，烘箱溫度較高，容易燙傷。建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)則可在安全無風(fēng)險(xiǎn)的環(huán)境下模擬，有毒、有害、污染環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)，保障教學(xué)安全。第三，經(jīng)濟(jì)型。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)需要借助特定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，而多數(shù)設(shè)備價(jià)格昂貴，且易損耗，虛擬設(shè)備完全可以克服以上缺點(diǎn)，既滿足教學(xué)要求，又提高教學(xué)檔次。學(xué)生不再受實(shí)驗(yàn)室硬件設(shè)施的制約。第四，總體性。在課程開展前利用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，有利于學(xué)生從整體到局部認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生進(jìn)一步了解實(shí)驗(yàn)原理，消化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。克服有的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過程中走過場(chǎng)的缺點(diǎn)。第五，修正功能。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在網(wǎng)上操作只有正確時(shí)才能進(jìn)行下一步驟，引入的這種糾錯(cuò)功能，能夠及時(shí)改正操作過程中易失誤的規(guī)程，加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行正確操作。

2 建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程

為了培養(yǎng)符合社會(huì)需求的創(chuàng)新人才，必須對(duì)所教授的課程進(jìn)行改革，用創(chuàng)新的教學(xué)方法打破傳統(tǒng)的教學(xué)。學(xué)生的創(chuàng)新想法、創(chuàng)造活動(dòng)大多源于對(duì)某個(gè)問題的興趣和好奇心，這一切又往往來自教師創(chuàng)設(shè)的問題情境。在教學(xué)活動(dòng)中，教師有意識(shí)地設(shè)疑，使學(xué)生能夠因“疑”生奇，因“疑”生趣，進(jìn)而去積極探究創(chuàng)新。

創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)研究是以教師為輔、以學(xué)生為主的教學(xué)模式。教師設(shè)定實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生分組進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行一定的指導(dǎo)，由學(xué)生最終來確定實(shí)驗(yàn)方案。根據(jù)修正后的實(shí)驗(yàn)方案，學(xué)生3～5人一組選擇實(shí)驗(yàn)儀器，并學(xué)習(xí)儀器的使用方法。對(duì)于實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題，學(xué)生分組討論分析問題，最后提出解決問題的方法。學(xué)生經(jīng)歷幾個(gè)完整的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程后，能夠明顯的提高學(xué)生獨(dú)立思考的能力，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來解決實(shí)際問題。

通過建立油田化學(xué)開放實(shí)驗(yàn)室的方法來進(jìn)行創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的建設(shè)。把科研常用的實(shí)驗(yàn)儀器增加到創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。研究創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)課教學(xué)方案，制作相關(guān)影像資料，建立網(wǎng)上教學(xué)平臺(tái)，便于學(xué)生自主學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中，教師與學(xué)生討論，能起到意想不到的效果，也有益于擴(kuò)展教師的科研思路。油田化學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課使學(xué)生擺脫了實(shí)驗(yàn)教材的束縛，使學(xué)生思考問題的能力和動(dòng)手能力都得到加強(qiáng)。

3 改變教學(xué)方法和手段

一是將質(zhì)疑引入課堂傳統(tǒng)的教學(xué)方式，改變教學(xué)方法，讓學(xué)生參與其中。在講授鉆井液配置與常規(guī)性能測(cè)試的實(shí)驗(yàn)中，給學(xué)生提前分組布置作業(yè)，在課下查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，制定實(shí)驗(yàn)步驟，選擇試劑、儀器和藥品，制作PPT并講解，給學(xué)生走向講臺(tái)的機(jī)會(huì)。改變教學(xué)方式不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠加深學(xué)生的理解能力，活躍課堂氣氛。二是采取教授與課堂討論相結(jié)合的方式，為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)油田化學(xué)理論課的深入學(xué)習(xí)，對(duì)一些理論性較強(qiáng)的課程可采取教授與課堂討論相結(jié)合的方式。教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)課的內(nèi)容，將學(xué)生自由組合為3～5人的學(xué)習(xí)小組。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中將遇到的問題進(jìn)行討論，最后由教師做點(diǎn)評(píng)。三是課堂結(jié)束后創(chuàng)建網(wǎng)上交流平臺(tái)。首先建立油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程資料庫，制作課件和視頻上傳至網(wǎng)上平臺(tái)，學(xué)生根據(jù)自己的需要下載學(xué)習(xí)資料，對(duì)于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的疑難問題，教師可通過平臺(tái)進(jìn)行解答，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供便利條件。

4 建立科學(xué)考核辦法

目前，大部分院校所采取的實(shí)驗(yàn)課程考核辦法都是以考察學(xué)生出勤、預(yù)習(xí)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)報(bào)告相結(jié)合的辦法，大多達(dá)不到考察學(xué)生的創(chuàng)新能力，不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，所以要建立健全科學(xué)合理的考核制度。本文推薦采用多元權(quán)重方法綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，采用新的考核方法，從查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)方案、演講PPT設(shè)計(jì)、動(dòng)手能力以及分析問題、解決問題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等多方面入手，根據(jù)學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、綜合成績，測(cè)定學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)理論知識(shí)及動(dòng)手的情況，并判斷學(xué)生是否具有創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

合理制定實(shí)驗(yàn)教師考核成績也是油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革的重點(diǎn)。優(yōu)秀的師資力量是教學(xué)活動(dòng)的重要保障，建立合理的考核機(jī)制對(duì)油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)改革有著重要的意義。應(yīng)采用實(shí)驗(yàn)教師聘用制度，學(xué)校教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)不定期向?qū)W生了解教師的教學(xué)情況，采用聽課的方式來考核教師的教學(xué)，包括考察教學(xué)改革情況。對(duì)于連續(xù)三年成績較低的教師，學(xué)校有權(quán)解除實(shí)驗(yàn)教師與學(xué)校的聘用合同。

5 結(jié)語

油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的改革是以提高學(xué)生素質(zhì)為主線，以學(xué)生為主、教師為輔的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，逐步培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考及動(dòng)手能力。在實(shí)驗(yàn)過程中遇到問題時(shí)，學(xué)生應(yīng)通過查閱文獻(xiàn)資料及動(dòng)手實(shí)踐提出解決辦法，教師幫助分析這些方法的合理性與可行性。通過建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，建立創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課程、改變教學(xué)方法和手段對(duì)油田化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行改革，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中主動(dòng)學(xué)習(xí)新知識(shí)，獨(dú)立地進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)踐的能力，使學(xué)生的創(chuàng)造才能得以充分發(fā)揮，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。同時(shí)加大考核內(nèi)容和方式的改革，避免一考定乾坤的情況。

[1] 劉德新，王業(yè)飛，趙修太，等. 石油工程專業(yè)油田化學(xué)課程教學(xué)中多種教學(xué)模式的應(yīng)用[J]. 高等函授學(xué)報(bào)，2011，24(04)：38-39.

[2] 楊歡，帥群，羅躍，等. 獨(dú)立學(xué)院《油田化學(xué)》課程教學(xué)探討[J]. 長江大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，12(06)：368-370.

[3] 馬超，付美龍，刑紀(jì)國. 油田化學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室建設(shè)設(shè)想[J]. 化工管理，2015，(11)：103.

[4] 耿杰，范海明，康萬利，等. 《油田化學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)》中創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式思考[J]. 教育教學(xué)論壇，2016(49)：74-75.

Reformandresearchonteachingcontentofchemicalexperimentcourseinoilfield

DONG Long, ZHAO Xiu-li, ZHANG Li, CHEN Cheng, GAO Qing-he

(College of Chemical Engineering, Daqing Normal University, Daqing 163712, China)

In order to further improve the teaching quality of chemical engineering course in oil field, there are many problems such as huge amount of chemical reagents polluting the environment, laboratory equipment and large amount of chemical reagents, high teaching cost, serious teaching time, poor communication between students and teachers, the course reform has been discussed. It proposed to establish oil field chemical simulation experiment course, establish oil field chemistry innovation experiment course, and establish online communication platform and other teaching models and scientific assessment methods.

Oil field chemistry; Teaching method; Innovation; Virtual simulation

G642

B

1674-8646(2017)18-0096-02

2017-06-25

大慶師范學(xué)院教育教學(xué)改革項(xiàng)目(JY1514)

董龍(1982-)，男，博士，講師。