石油工程仿真實(shí)踐教學(xué)

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［摘要］現(xiàn)代高等教育越來越注重培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，而傳統(tǒng)的教學(xué)模式只能滿足學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的需求，對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式尚不能滿足。為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式的不足，提高學(xué)生的實(shí)踐能力，我校建設(shè)了石油工程仿真實(shí)訓(xùn)基地，將課堂教學(xué)與課外實(shí)踐有效地結(jié)合起來。應(yīng)該以模擬實(shí)踐教學(xué)為體系，指出當(dāng)前石油工程教學(xué)的不足，并對(duì)石油工程仿真實(shí)訓(xùn)教學(xué)的優(yōu)越性進(jìn)行研究。

［關(guān)鍵詞］石油工程；仿真實(shí)踐；教學(xué)研究

隨著時(shí)代的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高等教育的教學(xué)模式也發(fā)生了變化。傳統(tǒng)的高等教育旨在向?qū)W生傳授基礎(chǔ)的理論知識(shí)，而現(xiàn)代高等教育不僅要向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論知識(shí)，更對(duì)學(xué)生的綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力等進(jìn)行培養(yǎng)。[1]將石油工程仿真模塊運(yùn)用于學(xué)生實(shí)踐教學(xué)中，不僅可以豐富學(xué)生的理論知識(shí)，還可以提高學(xué)生對(duì)石油工程相關(guān)設(shè)備的分析能力，提高學(xué)生的實(shí)踐操作能力，為向國家石油行業(yè)輸送大量高素質(zhì)人才奠定基礎(chǔ)。

一、石油工程傳統(tǒng)教學(xué)的不足

石油工程的傳統(tǒng)教學(xué)是由教師主導(dǎo)的封閉式教學(xué)，其注重學(xué)生理論知識(shí)的培養(yǎng)。在這種模式下，學(xué)生處于被動(dòng)接受的狀態(tài)，學(xué)習(xí)效率低下，不能學(xué)以致用，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的意愿很難被激發(fā)。[2]石油工程教學(xué)中涉及實(shí)踐教學(xué)，學(xué)校會(huì)組織學(xué)生驅(qū)車幾個(gè)小時(shí)到油田參觀。由于石油工程的設(shè)備都是大型設(shè)備，系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)昂貴，學(xué)生也只能看著設(shè)備，聽著培訓(xùn)員的講解。這種以參觀形式進(jìn)行的實(shí)踐教學(xué)不僅耗費(fèi)時(shí)間和成本，在一定程度上也存在著安全隱患，更重要的是學(xué)生沒有機(jī)會(huì)真正的動(dòng)手操作設(shè)備，實(shí)踐操作能力并沒有得到提高。因此，必須改變當(dāng)今石油工程的教學(xué)模式，提升學(xué)生的實(shí)踐能力，以適應(yīng)石油工程行業(yè)發(fā)展需求。

二、石油工程仿真模塊實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)越性

（一）提高教學(xué)效果

目前，石油工程課程的教學(xué)完全是理論教學(xué)，學(xué)生只能通過書本觀察石油工程方面相關(guān)的設(shè)備，無法掌握一些設(shè)備的具體操作方法。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)中難免會(huì)感到枯燥、乏味，學(xué)習(xí)積極性不高。[3]仿真教學(xué)可以將抽象的理論知識(shí)變?yōu)樾蜗?、具體的直觀教學(xué)，彌補(bǔ)客觀條件的不足，為學(xué)生提供近似真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，提高學(xué)生的實(shí)際操作能力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。[4]在石油工程仿真設(shè)備運(yùn)行的過程中，學(xué)生可以直觀的觀察石油的開采過程，教師可以根據(jù)學(xué)生的實(shí)際操作情況了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的接受能力，從而對(duì)教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行適當(dāng)?shù)卣{(diào)整。

（二）提高教師的專業(yè)能力

石油工程專業(yè)的任課教師不僅要具備相應(yīng)的理論知識(shí)，更要具有油田實(shí)地考察的經(jīng)驗(yàn)，而現(xiàn)今大多數(shù)石油工程專業(yè)的任課教師不具備油田現(xiàn)場的考察經(jīng)驗(yàn)，只能通過書本的描述來講解，其專業(yè)知識(shí)面較窄，對(duì)石油工程相關(guān)設(shè)備的操作技能了解較少。專業(yè)、系統(tǒng)的教學(xué)對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作非常有利，教師可以在教學(xué)的過程中不斷積累和提高實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從而將更專業(yè)、更系統(tǒng)的知識(shí)傳授給學(xué)生。

（三）讓學(xué)生身臨其境，提高學(xué)生的適應(yīng)能力

石油工程仿真模塊是一種真實(shí)油田情景的展示，是一種具有指向性與時(shí)效性情景的創(chuàng)設(shè)。在該模塊中進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，能夠給予學(xué)生強(qiáng)烈的視覺體驗(yàn)以及一種身臨其境的感受，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐操作過程中加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，使學(xué)生的認(rèn)知能力大幅度提高。

（四）提前培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)習(xí)慣

[5]石油工程行業(yè)屬于高風(fēng)險(xiǎn)行業(yè)。通過石油工程的仿真訓(xùn)練，可以使學(xué)生樹立安全意識(shí)，養(yǎng)成穿戴安全護(hù)服的良好習(xí)慣，保證生產(chǎn)安全。石油工程的相關(guān)設(shè)備復(fù)雜，工序比較繁多，在生產(chǎn)過程中，工人間必須相互配合協(xié)作才能完成。仿真訓(xùn)練不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，還能培養(yǎng)學(xué)生的溝通能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作能力，增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)。由于石油工程產(chǎn)業(yè)的復(fù)雜性，穩(wěn)定生產(chǎn)對(duì)于石油工程行業(yè)來說是相當(dāng)重要的。在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題如果不能及時(shí)解決，其后果不堪設(shè)想?？梢?，如何及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題就顯得非常重要。而仿真裝置上模擬了一些在生產(chǎn)過程中常出現(xiàn)的問題和不正規(guī)的操作步驟，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在操作的過程中發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生通過分析去解決問題。這可以培養(yǎng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，達(dá)到實(shí)踐的目的。

（五）營造安全實(shí)踐的教學(xué)氛圍

目前，石油院校學(xué)生的實(shí)踐教學(xué)大多以校企協(xié)同合作的形式完成，大學(xué)作為培養(yǎng)人才的主體，企業(yè)作為使用人才的主體，共同完成學(xué)生相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和創(chuàng)新能力。而石油工程作為一個(gè)工科專業(yè)，實(shí)踐訓(xùn)練必須在油田現(xiàn)場執(zhí)行，而油田企業(yè)大多遠(yuǎn)離高校，學(xué)生要經(jīng)過長途跋涉才能到達(dá)實(shí)踐訓(xùn)練現(xiàn)場，這在一定程度上提高了實(shí)踐的危險(xiǎn)系數(shù)。由于石油工業(yè)是一個(gè)高風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)業(yè)體系，油田作為石油工業(yè)的一線產(chǎn)業(yè)，其現(xiàn)場環(huán)境條件苛刻，過程聯(lián)系性強(qiáng)，原料多為易燃易爆、有毒有害、有腐蝕的物質(zhì)，并且生產(chǎn)技術(shù)復(fù)雜，設(shè)備種類繁多，學(xué)生在實(shí)踐的過程中，稍有不慎就會(huì)發(fā)生安全事故。石油工程仿真模塊為學(xué)生提供了一個(gè)安全實(shí)踐的平臺(tái)，其模擬采油過程，大大降低了危險(xiǎn)系數(shù)，而石油工程的相關(guān)設(shè)備以及電線電路的布置都采用了安全保護(hù)，這能從根本上杜絕危險(xiǎn)的發(fā)生，保障學(xué)生的安全。

三、石油工程仿真實(shí)踐教學(xué)模塊的構(gòu)建

（一）教學(xué)實(shí)踐設(shè)備的構(gòu)建

我校致力于培養(yǎng)石油工程高級(jí)人才，學(xué)生理論知識(shí)的運(yùn)用能力、實(shí)踐能力是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。在校領(lǐng)導(dǎo)的大力支持下，我校依據(jù)已確立的實(shí)訓(xùn)中心建設(shè)思路，相繼建設(shè)鉆井機(jī)裝置、修井機(jī)裝置、井控裝置、抽油機(jī)裝置、油藏剖面模擬裝置等多套與石油工程專業(yè)相關(guān)的實(shí)訓(xùn)裝置，并立即投入運(yùn)行，讓學(xué)生利用裝置進(jìn)行實(shí)踐訓(xùn)練。這些設(shè)備均由真實(shí)設(shè)備按一定的比例制作，可進(jìn)行現(xiàn)場操作演示。以鉆井機(jī)為例：1.根據(jù)鉆井機(jī)原型設(shè)備設(shè)計(jì)制造，基本與原型外形一致；2.井架模型、底座模型、天車模型根據(jù)相似理論設(shè)計(jì)制造而成，確保應(yīng)力測試試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；3.基本包含了全套鉆機(jī)的設(shè)備，達(dá)到看到模型即看到實(shí)物鉆機(jī)的效果；4.模型所有功能的試驗(yàn)均用控制臺(tái)操作，方便可靠；5.所有零部件均為鋼質(zhì)，確保了模型的強(qiáng)度和耐用；6.所有機(jī)加件均鍍鋅處理，表面采用高質(zhì)量油漆或噴塑處理，確保了模型的美觀性；7.具有實(shí)物鉆機(jī)的諸多功能，可對(duì)井架、底座進(jìn)行載荷試驗(yàn)。學(xué)生通過對(duì)鉆井機(jī)的實(shí)踐訓(xùn)練，可以達(dá)到以下實(shí)踐效果：1.熟悉整套鉆機(jī)的結(jié)構(gòu)組成；2.可直觀靈活的觀摩學(xué)習(xí)真實(shí)鉆機(jī)的諸多功能；3.可對(duì)模型進(jìn)行載荷試驗(yàn)，甚至破壞性試驗(yàn)，滿足科研的需要。相對(duì)于去井廠實(shí)習(xí)，鉆機(jī)模塊具備以下優(yōu)勢：1.節(jié)省了實(shí)習(xí)費(fèi)用；2.降低了設(shè)備及人身安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；3.試驗(yàn)項(xiàng)目及試驗(yàn)時(shí)間靈活方便，井廠主要以打井為主，不可能為試驗(yàn)停止作業(yè)；4.諸多鉆機(jī)功能學(xué)生可以親自參與，而在井廠學(xué)生只能參觀而無法實(shí)際操作；5.應(yīng)力測試試驗(yàn)是鉆機(jī)模型的技術(shù)核心，而在井廠幾乎無法進(jìn)行；6.必要時(shí)，可進(jìn)行破壞性試驗(yàn)。除此鉆機(jī)外，石油工程仿真實(shí)訓(xùn)基地還配有采油機(jī)、修井機(jī)、井控裝置及油藏剖面模擬裝置，可以使學(xué)生全方位的觀察原油采出的過程，讓學(xué)生了解石油工程行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)，達(dá)到實(shí)踐的目的。

（二）實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃的構(gòu)建

我校組建的油氣儲(chǔ)運(yùn)仿真實(shí)訓(xùn)基地不僅豐富了實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，而且提高了教學(xué)效率。下面是我校的實(shí)踐教學(xué)計(jì)劃安排。

四、結(jié)束語

石油工程仿真模塊的建設(shè)是為了培養(yǎng)學(xué)生理論分析能力和實(shí)踐操作技能，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撆c實(shí)際相聯(lián)系，從而更好地適應(yīng)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展對(duì)人才的要求。通過石油工程仿真模塊的建設(shè)，學(xué)生可以在書本理論知識(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，掌握石油工程相關(guān)設(shè)備的操作方法，從而具備理論基礎(chǔ)和實(shí)踐能力，綜合素質(zhì)能得到大幅度提高。此外，仿真教學(xué)也培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)，為今后向國家石油系統(tǒng)輸送大量高素質(zhì)人才提供了保障。

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作者：王衛(wèi)強(qiáng) 孫小平 孫林 孫文志 單位：遼寧石油化工大學(xué)