油氣田應用化學實驗室建設與實驗教學改革探討

楊歡，羅躍，李水清,王松，丁康樂，于小榮

(長江大學化學與環(huán)境工程學院，湖北荊州434023)

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油氣田應用化學實驗室建設與實驗教學改革探討

楊歡，羅躍，李水清,王松，丁康樂，于小榮

(長江大學化學與環(huán)境工程學院，湖北荊州434023)

以長江大學油氣田應用化學專業(yè)為例，探討了油氣田應用化學實驗室的建設與實驗教學改革。介紹了現(xiàn)有教學條件和資源狀況，并從培養(yǎng)適應社會發(fā)展的創(chuàng)新型復合型人才的教學發(fā)展要求角度提出了實驗室建設的發(fā)展方向和教學改進方法。

油氣田應用化學；實驗室建設；實驗教學

長江大學應用化學學科于2003年獲批“湖北省重點學科”，其應用化學專業(yè)于2008年獲批“湖北省品牌專業(yè)”立項建設項目(已進入第2期建設)，2014年獲批“湖北省戰(zhàn)略性新興(支柱)產業(yè)計劃”立項建設項目，2015年獲批“湖北省專業(yè)綜合改革試點”項目。長江大學應用化學專業(yè)現(xiàn)有油氣田應用化學、精細化工及助劑和綠色農業(yè)化學3個優(yōu)勢方向，其中油氣田應用化學實驗室是應用化學專業(yè)的主要實驗室之一。2013年9月應用化學專業(yè)成為一本招生專業(yè)，截至2016年7月該批生源馬上要進入畢業(yè)就業(yè)階段，對在校生的就業(yè)打算、學習需求、學科方向、創(chuàng)業(yè)欲望等方面的調研顯示，油氣田應用化學專業(yè)主要面向石油石化行業(yè)就業(yè)。

長江大學應用化學專業(yè)具有優(yōu)越的實驗條件、精良的實驗設備和先進的實驗管理水平，為提升應用化學專業(yè)的辦學水平提供強有力的支撐。筆者對油氣田應用化學實驗室建設和實驗教學改革進行了探討，以重點培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質，培育出適應社會發(fā)展的創(chuàng)新型復合型人才。

1 油氣田應用化學實驗室建設

現(xiàn)有應用化學專業(yè)實驗室擁有4個教學型實驗分室，包括鉆井液與完井液實驗分室、采油化學實驗分室、集輸化學實驗分室和提高采收率實驗分室等，儀器總值600余萬元，面積2000m2，儀器設備較齊全。包括以下主要設備：氣相色譜儀、高溫高壓動失水儀、API失水儀、高溫滾子爐、滲透率梯度測試儀、巖心驅替裝置、紫外分光光度計、分析電子天平、表面張力測定儀、激光粒度儀、有機合成裝置、人工氣候箱、遠紅外干燥箱等[1]。隨著科技日新月異的進步和新興研究方向的開啟，現(xiàn)有實驗儀器和設備已遠不能滿足需求。為了滿足應用化學專業(yè)人才培養(yǎng)的需要，按照應用化學實驗室建設的基本原則，從實驗室建設規(guī)劃、實驗教學管理模式、實驗教學團隊建設、實驗網絡平臺建設等方面進行了探討。

1.1 科學制定實驗室建設規(guī)劃

由學校領導和國有資產與設備管理處牽頭，組織和安排化工學院(實驗中心)和應用化學專業(yè)主管實驗室工作的負責人進行調研，根據應用化學專業(yè)的教學、科研工作需要做好專業(yè)實驗室建設規(guī)劃，建立專業(yè)實驗室建設的論證專家教授委員會，充分發(fā)揮專家教授的作用，對專業(yè)實驗室的建設規(guī)劃及方案進行系統(tǒng)的、科學的論證，并形成應用化學專業(yè)實驗室建設的總體規(guī)劃方案，將實驗室分成鉆井液與完井液、采油化學和集輸化學3個方向，每個方向下設2～3個實驗分室。具體實驗室建設規(guī)劃如表1所示。

表1 油氣田應用化學實驗室建設方案

1.2 建立和完善管理模式，提高資源利用率

對專業(yè)實驗室的管理體制進行改革，并對專業(yè)實驗室實行院、系兩級管理。

1)在一級學科(化學工程與技術)的大目錄下進行深層次的整合，對相近實驗室(如化工專業(yè)石油煉制方向原油物性檢測與應用化學實驗室集輸化學方向)進行整合。

2)擴大實驗室規(guī)模。在研究方向下建立實驗分室，并根據學科發(fā)展需要逐步開設更多分室，進一步提高專業(yè)實驗室的整體水平。

3)努力拓寬專業(yè)實驗室的受益面，擴大服務范圍。除滿足應用化學專業(yè)人才培養(yǎng)的需要以外，也能服務于學校和社會科學研究的需要。通過延長開放時間，實現(xiàn)學校與學院(實驗中心) 之間的資源共享，提高專業(yè)實驗室的資源使用效益。

1.3 建設高素質的實驗教學團隊

每年引進一定數量的碩士及其以上學位的畢業(yè)生作為專職實驗系列教師；在理論教學與實驗教學方面，要求所有教師參與實驗室建設工作，并按各自研究方向(鉆完井液化學、采油化學和集輸化學)分別指導1～2次實驗課；在教師配備方面，每個方向的實驗課程至少有2名教師，且其中一名必須為45歲以下的教師。

1.4 建立和完善網絡教學平臺建設

學校近期已完成校園網(包括局域網和無線網的全覆蓋)的建設工作，并已投入試運行階段。應用化學專業(yè)實驗室擬充分利用網絡平臺將多媒體課件與教案、教學大綱、網上作業(yè)、系部信息、參考資料等上網，便于學生預習與復習。今后將逐步將油田應用化學中鉆井液與完井液、采油化學和集輸化學3個方向的實驗內容、實驗儀器設備等資源上網。應用化學專業(yè)學生可進行開放性實驗的網上預約，并且在網上提交實驗報告，實驗指導教師批改實驗報告后可以直接在網上評定實驗成績[1]。

2 油氣田應用化學實驗教學改革

多年來，油氣田應用化學教研組一直十分重視教學方法的改革和先進教學手段的應用，形成了一套以啟發(fā)式教學為主，以模型演示、現(xiàn)場實習、實驗課、多媒體演講、網絡教學等為輔的教學模式。

2.1 實驗教學改革

1)修訂實驗教學大綱。根據學生的就業(yè)方向和社會需求的變更，對油氣田應用化學實驗教學大綱進行了修訂，并于2013年提出全面修訂應用化學專業(yè)的教學大綱，其中包括了油氣田應用化學理論與實驗課程的教學大綱。油氣田應用化學實驗教學大綱編寫過程中，由學科帶頭人嚴格審定實驗項目，由相關責任教師根據實驗教學目的負責編寫。

2)教材的選用與建設。目前尚無專門的油氣田應用化學實驗教材，要根據專業(yè)建設并結合理論課程教學，總結教學經驗和教學科研成果編寫實驗教材。現(xiàn)已全面啟動教材編寫計劃，先在校內使用后再修訂出版。

3)實驗教學模式改革。油氣田應用化學實驗是在油田化學、油層物理，提高采收率原理等課程的實驗基礎上設置的專業(yè)實驗，實驗課程在于驗證、鞏固、加深油氣田應用化學理論和實驗方法。實驗以油氣田應用化學的研制、應用和評價為主要內容。油氣田應用化學實驗共32學時，實驗項目分為基礎實驗、綜合與設計型實驗、研究與創(chuàng)新實驗。具體實驗內容如表2所示。

表2 油氣田應用化學實驗內容

基礎實驗按照2人一組，要求每一名學生都能獨立完成。由于實驗設備的限制，針對綜合與設計型實驗、研究與創(chuàng)新實驗，不要求每一組學生做相同的實驗項目，可根據自己的學習情況和興趣進行選擇。這樣既防止了學生相互抄襲模仿，同時又鍛煉了學生的自學能力，有利于學生綜合能力的提升。

4)自主研發(fā)實驗設備。學校與一些石油相關儀器公司共同研發(fā)與建設一批實驗教學儀器，這些教學儀器不僅能滿足本科生的日常教學，還能為研究生和教師的科研提供便利條件。目前油氣田應用化學實驗室具有自主開發(fā)實驗設備，包括動態(tài)結垢測試儀、高溫高壓動態(tài)腐蝕評價儀、JHJZ-1高溫高壓動態(tài)減阻評價系統(tǒng)等。學校與荊州現(xiàn)代石油科技發(fā)展有限公司合作研發(fā)的高溫高壓電解儀，高溫高壓金屬腐蝕測定儀都運用到本科生實驗教學中。

5)實驗室管理模式改革。實驗室設置實驗管理員專人專管的形式，制定了嚴格的管理制度。所有教師、研究生及外單位有需要的科研人員均可以申請進入實驗室。進入實驗室開展實驗必須經過管理人員許可。為了培養(yǎng)更符合社會需要的創(chuàng)新人才，教師可以對學習能力較強的本科生進行重點培養(yǎng)。比如吸入本科生參與到科研中，帶領本科生參加湖北省大學生化學化工創(chuàng)新成果大賽，這樣學生不僅鞏固了理論知識，更對專業(yè)方向有了更明確的認識[2]。為了滿足學生學習的需要，設立了油氣田應用化學開放實驗室[3～5]。首先學生向教師提出申請，教師通過考核并對實驗項目進行布置，再經過實驗管理員同意后并進行實驗室出入和藥品出入庫登記，學生方才可以進入開放實驗室進行實驗操作。由于油氣田應用化學實驗的操作時間一般較長，這就需要學生與實驗室管理員主動配合，協(xié)助實驗室管理員對實驗藥品及儀器進行清理、登記，使實驗室管理做到規(guī)范、條理、安全。

6)創(chuàng)建網絡交流平臺。現(xiàn)開設有師生問答網頁、師生共享郵箱、QQ討論組、微信群等聯(lián)系方式，老師可在線與學生實時進行討論。通過網絡共享了油氣田應用化學方向相關課程資料，學生登錄界面后即可根據自己的學習需求下載資料，同學之間、師生之間也可采用問答、郵件展開多種形式的交流。

2.2 實驗考核改革

實驗考核不再拘泥于實驗操作分數和實驗報告分數，更多的是考察學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)情況。實驗操作分數由教師全程觀察學生的實際操作并對操作技能進行評分。實驗課后學生網上提交實驗報告。再以試卷形式測試學生對實驗理論掌握情況，最后評判學生在實驗中是否獨立思考和創(chuàng)新能力[1]。考核內容越細致，考核成績就越能反映學生的實際動手能力，這樣不僅保證了對每一個學生公平公正的考核成績，而且督促學生勤于思考，勤于創(chuàng)新，綜合運用所學知識解決實際問題能力。

3 結語

堅持面向石油石化行業(yè)、面向地方、面向基層的人才培養(yǎng)定位，堅持以學生為主體，以教師為主導，通過實驗課程的改革和建設，進一步優(yōu)化師資結構，整合教師資源和實驗設備資源，促進專業(yè)建設與學科建設的共同發(fā)展，推動師資隊伍建設，提高人才培養(yǎng)質量，提升科研水平，培育出適應科學技術發(fā)展的創(chuàng)新人才，并帶動其他專業(yè)的建設和發(fā)展，為提升辦學水平提供強有力的支撐。

[1]楊歡，羅躍，李水清，等.《油田化學》課程實驗教學改革探討[J].長江大學學報(自科版)，2013,10(28)：139～140.

[2]任朝華，羅躍，李水清，等.應用化學專業(yè)生產實習的實踐探索與認識[J].教育與教學研究，2011，25(6):88～90.

[3]李水清，梅平，羅躍.應用化學實驗教學改革的探索與實踐[J].教育與教學研究，2009，23(12):78～79.

[4]武海峰，鄒德平，牛勇平.應用型人才培養(yǎng)的實驗教學研究——基于經濟與管理專業(yè)[J].北方經貿，2012，32(7)：143～145.

[5]李水清，羅躍，任朝華，等.應用化學省級品牌專業(yè)的建設與實踐[J].長江大學學報(自科版)農學卷，2010，7(3):86～88.

2016-04-10

湖北省教育廳本科高校“專業(yè)綜合改革”試點項目(2015)；湖北省教育廳高等學校戰(zhàn)略性新興(支柱)產業(yè)人才培養(yǎng)計劃本科項目(2014)。

楊歡(1981-)，男，博士，副教授，現(xiàn)主要從事油氣田應用化學的教學與研究，yanghuan76@foxmail.com。

G642.423；O69

A

1673-1409(2016)27-0081-04

[引著格式]楊歡，羅躍，李水清，等.油氣田應用化學實驗室建設與實驗教學改革探討[J].長江大學學報(自科版)，2016,13(27)：81～84.