石油工程专业教学改革与创新实践

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《采油工程》研究性教学方法初探及实践

作者：马新仿

来源：《教育教学论坛》2013年第04期

摘要：研究性教学的有效开展对学生的创新精神、能力和个性的发展具有很大的推动作用。本文通过对本科生《采油工程》专业课程的研究性教学方法的改革与实践，探讨了《采油工程》专业课的研究性教学新方法，形成了《采油工程》课程研究性教学的新模式，探索、培养和训练了学生研究性学习的教学方法；培养了学生发现问题和解决问题的能力；培养了学生的创新能力。

关键词：研究性教学；课堂讨论；专题调研；考核方式：创新能力

中图分类号：G642.41 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）04-0095-03

随着我国现代教育改革进程的稳步推进，研究性教学作为一种新的教学模式，在高校教学中越来越受到重视，是我国新时期高等教育教学发展的重要途径和方向[1]。国家教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中明确指出：“要积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力。”研究性教学的实质是将科学领域的研究方法引入到课堂教学中，使在校学生的学习过程和科研人员的研究过程类似。所以高校教师应激励、引导和帮助学生去主动发现问题、分析问题和解决问题，最终在“探究性”的学习过程中获取知识、训练技能、培养创新能力和创新精神[2]。

一、研究性教学的内涵

对研究性教学的内涵，目前国内很多学者已从不同的角度进行了论述。陈小鸿等[3]认为，研究性教学的内涵是在日常教学过程中，教师选择与课程相关的专题指导学生进行研究，使学生能够在探索、思考和实践的研究性学习过程中吸收和应用知识，培养学生发现问题和解决问题的能力，培养学生创新能力和创新精神，从而提高学生的综合素质。卢德馨等[4]认为，研究性教学的内涵就是尽可能地引起学生对课程学习的兴趣，在教学中拓宽学生的视野，提高学生学习的主动性和积极性。教师在教学过程中一方面要注重知识的传授，另一方面又要注重培养学生的探索精神和创新能力，把科学的思维和道德、评价能力、合作精神和严谨作风结合到教学中去。刘伟忠[5]认为，研究性教学是指教师在教学过程中设计一些类似于科学研究的命题，通过教师的指导，让学生在独立探索、独立思考和主动实践的研究过程中获取和应用相关知识，独立自主地分析问题和解决问题，培养学生的创新精神和创造能力，从而提高学生综合素质的一种新的教学模式。谢秉智[6]则认为，研究性教学模式是一种开放式的教学，教师在教学过程中要根据课程的性质、教学的内容和学生的特点，创新性地进行教学设计，寻求适当的教学方式、方法来组织实施研究性课堂教学，努力提高教学质量。总的来说，研究性教学模式包括教学内容的问题性、教学方法的探索性、学生的主体性和教师的引导性。对于不龙源期刊网

2012.08（下旬刊）

摘要“储运油料学”是油气储运工程专业的核心专业课程。本文以武汉理工大学为个案，针对该课程的教学现状中存在的不足，探讨了该课程的改革措施。7年来的教学实践证明，改革措施提高了学生学习的主动性，增强了学生分析与解决问题的实际能力，取得了较好的教学效果。关键词油气储运课程教学创新实践TeachingReformandPracticeInnovationof"StorageandTransportationofOilMaterial"Course//YiShize[1],GaoPeng[2]Abstract"StorageandTransportationofOilMaterial"courseisaprofessionalcorecourseinthespecialtyofoil&gasstor－ageandtransportation.Inviewofthepresentsituationandtheproblemsinthecourseteaching,howtocarryouttheteachingreformandpracticeinnovationof"storageandtransportationofoilmaterial"courseisdiscussedinthepaper,bytakingWuhanUniversityofTechnologyasanexample.Sevenyears'experienceinthecourseteachingdemonstratesthattheteach－ingreformandpracticeinnovationcanpromotethestudents'interestinlearningtheprofessionalknowledge,andtheirabili－tytoanalyzeandsolvethepracticalproblems.Inthisway,theycanimprovetheeffectivenessofteachingactivities.Keywordsoil&gasstorageandtransportation;courseteach－ing;practiceinnovationFirst-author'saddressWuhanUniversityofTechnology,430063,Wuhan,Hubei,China近年来，随着油气储运专业人才需求量的增加，很多高校开设了油气储运工程专业[1]。武汉理工大学自2005年始，在调研的基础上，对油气储运工程专业核心课程“储运油料学”进行了教学改革。本文针对我校开设该课程的教学特点，对目前存在的教学问题进行了探讨。这将对学生毕业后适应工作岗位的生存能力起到积极的作用，而且有利于培养学生的专业创新素质。1“储运油料学”教学中存在的难题在“储运油料学”历年的教学过程中，笔者发现，课程教学有一定难度。具体存在以下问题：1.1教学课时无法保证教学内容的完整性“储运油料学”教材的内容总体上可分为石油炼制与油品应用两部分。在课程教学过程中，需要学生具备有机化学、石油化学、油品应用化学等专业基础知识。但是，由于油气储运工程专业的学生在基础化学及应用化学方面的背景知识有限，教学难度很大。在这种情况下，该课程的理论教学课时仍从2005年的30学时降为28学时，实践教学课时从2005年的6学时降为4学时，进一步增加了教学难度。1.2教材的内容需要求新、求全部分《储运油料学》教材的内容大部分是上世纪90年代末完成编制的，相对滞后。以润滑油应用为例。润滑油中的汽油机油牌号已经更改，等级也有更多、更新的扩展，但这些内容并未反映在教材中。其次，对一些特种润滑油的应用，笔者认为也要做一些简单的介绍。如果这种教学内容与当今技术发展趋势脱节的现象较多，将不利于学生毕业后适应新的工作岗位。此外，部分教材的内容应涵盖一些基础的油料品种的应用。如润滑脂是成品油不可或缺的品种，其应用及保存的知识应做详尽介绍。1.3教学内容无法完全满足我校一些特殊工作岗位的需要在我校油气储运工程专业学生中，有一部分属国防生，毕业后他们将从事空军场站油料补给业务工作。这部分到石油特殊业务工作岗位，从事航空油料储运业务工作的学生，特别需要对航空油料的炼制、应用等方面的知识。而这部分知识，在现有的《储运油料学》教材中，并未详细讲解。因此，如何满足我校油气储运工程专业毕业生不同的专业需求，是一个迫切需要解决的问题。1.4部分学生存在重理论、轻实验，重考试、轻实践的现象由于“储运油料学”课程笔试成绩占考试总成绩的比例较高，部分学生存在只求笔试考过关的心理。这部分学生不重视实验操作，更不重视课程结束后如何将所学知识应用于生产实习等环节，导致学、用脱节。存在于学生中的这种不良思想，将不利于教学工作的正常开展。2“储运油料学”课程实施教学改革的创新实践上述存在于“储运油料学”课程教学中的问题，既缘于学生学习态度不端正的原因，也缘于教材内容、教学方法需要改革的原因[2]。对此，笔者对“储运油料学”课程作了以下“储运油料学”课程教学改革的思考与创新实践易世泽［１］高鹏［２］（［１］武汉理工大学湖北·武汉４３００６３；［２］中国石油规划总院北京１０００８３）中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：1672-7894（2012）24-0056-02教研

173--2022年6月第22期Jun. 2022No.22教育教学论坛EDUCATION AND TEACHING FORUM面向国际的石油工程创新人才教育和培养模式周 舟，侯 冰，卢运虎，林伯韬，刘 伟（中国石油大学〔北京〕 石油工程学院，北京 102249）［摘 要］ 国家重大能源战略要求开展国际化石油工程人才的培养。针对石油工程创新型国际化教育中遇到的难题，利用已建立的国际化教育资源，系统设计了全英文授课的“钻井工程”“石油工程岩石力学基础”等课程，开设具有鲜明国际化培养要求的教学实践，同时创建了“价值塑造—能力培养—国际视野”相互作用的递进和联动式培养模式，解决了“培养什么及如何培养”的问题，丰富了石油工程国际教育模式，实现了创新型国际化石油工程人才培养途径和培养模式的构建。［关键词］ 石油工程；国际化人才教育；创新性人才培养［基金项目］ 2020年度中国石油大学（北京）教改项目“全英文‘钻井工程’研讨式教学方法改革”［作者简介］ 周 舟（1985—），男，重庆人，工学博士，中国石油大学（北京）石油工程学院副教授，主要从事石油工程钻井及岩石力学研究；侯 冰（1979—），男，辽宁北镇人，工学博士，中国石油大学（北京）石油工程学院教授，主要从事水力压裂与岩石力学研究；卢运虎（1983—），男，湖北当阳人，工学博士，中国石油大学（北京）石油工程学院教授，主要从事井壁稳定与钻井提速研究。［中图分类号］ C961；G642.0 ［文献标识码］ A ［文章编号］ 1674-9324（2022）22-0173-04 ［收稿日期］ 2021-12-23《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》指出，要开展多层次、宽领域的教育交流和合作；提高我国教育的国际地位、影响力和竞争力；培养大批具有国际视野和通晓国际规则，并能够参与国际事务和国际竞争的国际化人才［1］。在能源领域，国家能源安全战略要求全方位加强国际合作，实现开放条件下能源安全。2013年9月，习近平主席在访问哈萨克斯坦时，正式提出了欧亚共同建设“丝绸之路经济带”区域经济合作的宏大设想（即“一带一路”倡议），其中油气领域的国际投资与合作是“一带一路”倡议的主要亮点和重点。除此之外，目前我国能源行业的重点工作是要通过提质增效的手段，从而完成碳达峰和碳中和的目标。这就更加要求我们应借鉴国际成熟的经验，明确碳达峰和碳中和的基础理论和自身规律，提高国际合作水平以推进全球碳中和与全球气候治理多边进程［2，3］。因此，当今石油工程的教育教学越来越重视和强调对国际化人才的培养。为此，在中国石油大学（北京）石油工程专业已有的创新型培养模式的基础下［4-7］，探索国际化石油工程专业人才培养体系和培养模式建立的有效路径，以实现高水平创新型国际化人才培养的目标，为国家能源战略服务。一、教育教学挑战石油工程专业的国际化培养是基于国家能源需求和行业公司的国际化要求而推进和开展的。目前中国石油大学（北京）石油工程专业主要以“引进来”和“走出去”为特点，不断优化和提高石油工程专业教师的国际化水平，实现大部分教师都具有国际化背景，有在北美、德国、法国、英国、澳洲等能源工程领域重要地区的高校、公司和行业协会工作的经历。并且，教师都具有在国外知名高校包括伦敦帝国理工学院、德国亚琛工业大学、德克萨斯农工大学、科罗拉多矿业学院、俄克拉荷马大学、亚利桑那州立大学、西澳大利亚大学等全球一流的石油工程学科取得学位或交流访问的经历；部分教师还有在阿纳达科石油公司、壳牌石油公司、哈利伯顿（美国）石油公司、斯伦贝谢石油公司等大型跨国石油公司的生产部门或者研发部门实习和工作的经历；同时教师都加入了国际石油工程师协会（SPE）、国际岩石力学与工程协会（ISRM）、美国岩石力学协会（ARMA）等重要的行业协会组织成为会员，并通过行业协会提供的各种平台“走出去”和“引进来”，不断提升自身能力；【学生教育】174--教育教学论坛2022年6月还有的教师在这些重要的国际行业协会里担任了职务，例如，在美国岩石力学协会担任未来领军者成员，在国际石油工程师协会奖励委员会担任主席等。通过国际化的经历和搭建的沟通交流平台，教师已建立了多样和各层次的国际沟通管道和合作平台。同时利用由中国石油大学（北京）发起的世界能源大学联盟与国际石油类高校的联合与合作，进一步加强了“走出去”和“引进来”策略实施，实现了多角度专业性的国际化交流。但是，随着目前我国能源领域对外交往深度和广度的不断加大，面向国际的石油工程高水平创新人才教育面临更多的挑战。这些挑战主要包括能源领域精细化与多元化要求高及学生基础不足两个方面，具体如下。1.国际化人才的精细化与多元化要求。由于地域的差异，政治、经济、文化、宗教、法律的多样性，行业人才的复合化等特点，对国际化人才的层次提出了多元化需求。石油领域的国际合作集中在“一带一路”沿线的中亚、中东、北非等国家及南北美洲国家。这些国家的国情、政治制度、宗教信仰、经济文化发展水平的千差万别导致对油气合作的态度和方式方法都不同。相应地，对油气开采开发的设计要求和技术手段也需要根据各个国家的不同储层特性和环境，而采取不同的开发策略和技术开发手段。因此，在国际化教育教学中需要涉及的内容很广很复杂但却要求全面的讲解。2.学生知识结构单一、创新与国际化视野不足。学生对于国际化的内涵认识不足，对于国际化人才的要求理解不清，对于国际视野与创新的相辅相成关系认知模糊。石油领域的大规模对外交流与合作起步晚，交流主要局限在特定的国家，因此社会认知和影响有限，对交流合作的目的和手段的不了解，也就对交流合作的意义缺乏认知，造成了对国际化人才培养的动力不足，导致学生没有主动意识去认真提高国际视野。再加上最近一段时间的新冠疫情影响，减少了出国交流和学习的机会或者频率，进一步导致学生失去了提高国际化视野的主要途径，使得学生对创新型国际化培养的认识不足及缺乏能动性。因此，在教育教学中如何提高学生的认知和主动性等底层基础，是一个难点和挑战。二、方法探索基于国家教育发展目标及重大能源需求，以海外油气战略为导向，为了建立国际化石油工程岩石力学人才培养体系和培养模式，实现驱动创新型国际化人才培养的目标，我校开展了多年的教育教学研究。在教学方面，推进“两个融入”建设全英文课堂和国际实践教学，创优增强课堂和实践在创新型国际化人才培养上的作用。相继开展了“理论力学（全英授课）”“材料力学（全英授课）”“钻井工程（全英授课）”“石油工程岩石力学基础（全英授课）”等本科与研究生专业课建设，在学习专业知识的同时，增强学生运用英语交流石油工程专业知识的能力，解决其语言难题，提高其对外交流的信心。同时，与国外知名的相关教授合作，共同建设全英文的课程。通过邀请外国教授直接讲学和举办双边或多边研讨会，在课程大纲和讲义中融入各个国家石油领域教育的长处，突出国际不同地区的专业特点。例如，美国和加拿大是页岩气、页岩油及油砂等世界主要的非常规储层的产区，是全世界非常规储层开发技术的领先者，因此在针对北美地区的课程内容准备时，会着重添加和讲解非常规能源的开发和相关石油工程技术，特别是水平井钻井技术和水力压裂技术等对非常规开发起到重要促进的技术；针对中东地区，如伊拉克、沙特、阿联酋等国家，其油气储层主要位于沙漠地区，但是储层浅产量高，因此在教学过程中，应着重探讨特殊的自然环境对油气开发的影响和应对措施，以及提高采收率和维持高效产量的相关技术；在欧洲地区，如针对英国等油气储层开发的教学中，由于英国北海油田是世界最大的海上油气田，其海上的相关钻完井和开发工程技术都是世界领先的，因此在教学上，则是要突出海上油气开发的重要性和特殊性，以及其先进的海上石油工程技术对中国或巴西等其他海上石油储量丰富地区的借鉴意义。这些兼收并蓄的国际优质教育成果，提升了教学内容的精细化和多样性，也让学生能学到国际石油开发的多元化基础知识，为今后的国际化合作建立良好的知识储备。在课程的国际化建设基础上，也开展了学生实践的国际化建设。国际化的实践内容包括组织学生前往国外油田进行生产实习、参加国外会议、175--第22期国外大学访学和开展国际科研项目等多种形式。从2018年开始，组织成绩优秀的石油工程专业的本科学生赴美国的油田公司和油田现场开展生产实习。实习的内容包括在哈利伯顿石油公司的研发总部开展学习和技术培训、壳牌石油公司的实验中心学习相关实验机理、金属岩石公司生产车间了解钻井工具的生产过程、阿纳达科石油公司的鹰摊油田现场的井区了解现场压裂和钻井施工、与德州农工大学和休斯敦大学石油工程系的教师与学生进行专业理论知识的交流等。通过让学生全景沉浸式体验和学习国际领先石油工程领域的知名大学、著名企业和国内外油田现场的工作情况，学生可以打开国际视野，构建良好的学习驱动力。同时，支助学生参加行业内重要的国际会议和讨论会，比如每年都举办的国际石油工程师协会的年会、亚太区非常规储层开发大会及美国岩石力学协会地质力学年会等国际上有影响的会议，鼓励学生勇于在会上做公开报告和学术交流，并积极参加各个大会组织的论文竞赛、专业知识比赛、野外实践、技术培训等各项活动，激发学生的进取心和学习动力。鼓励和支持学生申请国家留学基金委等短期和长期的联合培养项目，协助学生去国外知名大学进行访学或联合培养，目前为止，与我校建立合作关系的大学包括卡尔加里大学、亚利桑那州立大学、俄克拉荷马大学、伦敦帝国理工学院、德国亚琛工业大学、密苏里科技大学、西澳大利亚大学等。通过国外访学或联合培养，可以更好地培养学生的国际视野和国际交流能力，提升培养水平。另外，通过获批的国家科技部的政府间国际合作与交流项目、国家自然与科学委员会的中韩合作交流项目、中德联合交流与合作研究项目，以及伊拉克国家石油公司、沙特阿美石油公司、哈利伯顿石油公司等委托的科学研究项目等，为学生的专业化创新型国际化人才培养提供条件，让学生能在课题的研究过程中，学会面对挑战增强创新的能力；在与外国研究人员交流合作的过程中，懂得国际交流的专业性和多元化的重要性；在项目成果得到应用后，能激发学生的能动性，使学生对于面向国际的创新人才的能力需求和培养方向有切实的深刻体会，明确了今后的成长目标。在教育方法上，确立“三个维度”提高创新人才培养质量，强调内在驱动与外在能力的培养全过程的内外统一，建立以价值塑造、能力培养、国际视野相互作用的联动式培养模式。全面推进课程授课和学生培养全过程中的思想政治教育建设，通过搭建好国际交流与合作的平台，结合多元化和专业化的国际合作，让学生能有各种机会开展不同层次和广度的国际交流，使学生在潜移默化中认识到创新型国际化的重要性和必要性，让学生塑造正确的价值观，明确提高国际化创新能力是为了自己，也是为了国家的发展需求，从而获得使命感和责任感。同时，通过展现自身的水平和获得合作方的认可，使学生得到自我的认同感，愿意进一步提高自己。结合国际领先的教育资源和教育方法，对接优质的教育教学和工程实践，科学构建和挖掘石油工程领域的思想和精神内涵，增加课程的专业性、开放性和包容性，让学生能沉浸和专注于国际化创新性的培养过程中。再者，在对学生的评价过程中，引入对学生的国际化评价，将学生在参加国际会议交流和完成国际合作项目的表现，以及在全英文课堂的上课情况和成绩等综合考查和评价，激励学生并让学生有成就感和获得感，使学生能认识到培养过程中的国际化导向性。其次，经常邀请国际知名的专家学者针对不同国家和地区的油气开发特点分门别类为学生培训国际化要求的多样性及行业需求的复合化，以求让学生明确难点和获得学习的方向，根据创新思维和能力目标提高自己。最后，基于全方位的资助和支持，由导师带领，鼓励学生努力突破自身的局限，挑战自我，勇于接受对外交流和展示的挑战，在与外部的互动中，能够开拓自身的国际视野，提高创新能力，培养精益求精的精神，激发使命担当。因此，通过“三个维度”的培养方法，将培养自我价值认同的内在驱动与培养创新能力和国际化能力的外在目标有机地结合在一起，实现从本科到研究生培养全过程的内外统一，保证学生对于国际化认知的正确性和创新能力培养的主动性。三、教育教学成果面向国际的石油工程高水平创新人才教育和培养路径已经探索和应用了多年，提升了学生素质，提高了师资水平，丰富了科教资源，扩大了国际影响，在石油工程领域的教育教学方面取得了周 舟，等 面向国际的石油工程创新人才教育和培养模式

２０１４年３月　第１３期　教育教学论坛　ＥＤＵＣＡＴＩＯＮ　ＴＥＡＣＨＩＮＧ　ＦＯＲＵＭ　Ｍａｒ．２０１　４　ＮＯ．１３　

【教改创新】　石油工程创新型人才培养的课堂教育教学实践　

袁英，曹仁义，程林松，樊洪海，田守增，安永生　

（中国石油大学（北京）石油工程学院，北京　１０２２４９）　

摘要：根据创新型国际化人才培养的需求，以专业综合改革和专业建设为契机，有效整合和合理利用学校和社会教　

育资源，开展以学生为中心的课堂教育教学改革实践，逐步形成以互动教学为主，以讨论型、合作型、研究型、模拟型等多　种方式优化组合的课堂教学模式，推动了石油工程创新型人才的培养。　

关键词：石油工程；课堂教育教学；创新型人才培养　中图分类号：Ｇ６４２．０　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４—９３２４（２０１４）１３～００３５—０２　

课堂教学是高校整个教学活动的中心环节，是帮助学　

生掌握知识、发展智力、形成能力，使其成为具有扎实的理　

论基础、系统的专业知识和基本技能、具有创造精神和实践　

能力的专业人才的基本途径之一。中国石油大学（北京）石　油工程学院自２００６年招收石油工程创新班以来，围绕着培　

养适应社会主义现代化建设和科学技术快速发展需要，具　

有实践能力、创新精神、国际化视野的优秀国际工程技术人　才和石油领军人才的培养目标，．不断深化课堂教育教学改　

革，２０１２年接照教育部、北京市教委关于实施专业综合改革　

和专业建设的工作部署，大胆探索，勇于实践人才培养的新　

理念、新方法。以学生为中心的课堂教育教学改革以培养学　生创新精神和实践能力为目标，以石油工程专业课程改革　

为重点，在完善课程大纲、优化重组教学内容的基础上，构　

建集理论教学、网络环境、实践训练等为一体的多层次、多　

形态的课堂教学体系。形成了以互动教学为主，以讨论合作　

型学习、研究性学习、模拟和互动中学习等多种方式优化组　

合的课堂教育教学模式，充分发挥了课堂教学环节对全面