《鉆井工程課程設(shè)計》教學(xué)方法改革與實(shí)踐

王均 劉曉慶

摘要：鉆井工程課程設(shè)計是石油工程專業(yè)學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)課后的一門非實(shí)驗(yàn)實(shí)踐課，主要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，其教學(xué)方法必然與理論課程不同，更加注重課程的實(shí)踐性。文章從石油工程專業(yè)鉆井工程課程設(shè)計實(shí)際教學(xué)效果出發(fā)，提出改進(jìn)措施，使該設(shè)計具有多樣化、整體性的特征，給予學(xué)生更多的發(fā)揮空間，吸引學(xué)生的設(shè)計興趣，加深其對設(shè)計過程的理解，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，使其具有綜合運(yùn)用專業(yè)知識解決實(shí)際工程問題的能力。

關(guān)鍵詞：鉆井工程；課程設(shè)計；教學(xué)方法

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）31-0086-02

一、引言

鉆井工程是石油與天然氣工程領(lǐng)域的主干專業(yè)技術(shù)課之一。該課程具有綜合性、實(shí)踐性和靈活性較強(qiáng)的特點(diǎn)，涉及鉆完井工程、固井工藝、井控技術(shù)、鉆井液技術(shù)、油田化學(xué)和力學(xué)等方面的知識[1，2]。《鉆井工程課程設(shè)計》是鉆井工程的重要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)之一；通過撰寫課程設(shè)計來培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識對某油田區(qū)塊進(jìn)行鉆井工藝設(shè)計的基本能力，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)、本科畢業(yè)設(shè)計（論文）和石油工程類的學(xué)科競賽等奠定良好的基礎(chǔ)。

二、《鉆井工程課程設(shè)計》教學(xué)過程中存在的主要問題

近年來，隨著石油行業(yè)形勢的變化，就業(yè)前景不如往年好，石油工程畢業(yè)生逐漸進(jìn)入其他行業(yè)，部分學(xué)生對專業(yè)課尤其是設(shè)計類課程的學(xué)習(xí)興趣變淡。通過調(diào)研石油高等院校課程設(shè)計開展情況，結(jié)合我校石油工程專業(yè)鉆井工程課程設(shè)計教學(xué)效果，學(xué)生在完成課程設(shè)計中普遍存在以下問題。

（一）重視程度不夠，學(xué)生重“理論”、輕“設(shè)計”

高校教學(xué)過程主要包括理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。大學(xué)學(xué)習(xí)期間，多數(shù)學(xué)生存在認(rèn)識誤區(qū)，認(rèn)為能學(xué)好理論課程足矣，不重視實(shí)踐類課程的學(xué)習(xí)，尤其是設(shè)計類課程，在設(shè)計過程中敷衍了事，不善于甚至不喜歡查閱文獻(xiàn)，僅僅參照教材做一些簡單運(yùn)算，設(shè)計結(jié)果與實(shí)際應(yīng)用偏差很大。

（二）課程設(shè)計任務(wù)書相似，抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重

鉆井工程課程設(shè)計內(nèi)容通常為一口井的全部綜合設(shè)計，學(xué)生根據(jù)鉆井工程設(shè)計任務(wù)書完成相應(yīng)內(nèi)容，雖然任務(wù)不同，但設(shè)計題目比較單一且設(shè)計模式及內(nèi)容相似，工程實(shí)際性不強(qiáng)，限制了學(xué)生個人特長的發(fā)揮。同時，由于設(shè)計任務(wù)的高度相似性，學(xué)生的計算數(shù)據(jù)和設(shè)計結(jié)果相近，部分學(xué)生存在抄襲現(xiàn)象，無法激活學(xué)生的獨(dú)立思考能力和理解力，不能更好地培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。

（三）設(shè)計安排在集中周進(jìn)行，教學(xué)資源利用率不高

目前，我校學(xué)生是在集中周期間完成鉆井工程課程設(shè)計內(nèi)容，部分學(xué)生不能很好地利用實(shí)驗(yàn)室、實(shí)驗(yàn)機(jī)房和館藏圖書等資源，影響課程設(shè)計效果。具體表現(xiàn)：多數(shù)學(xué)生不熟悉甚至不會使用鉆井工程中的專業(yè)軟件，在集中周進(jìn)行課程設(shè)計，導(dǎo)致邊學(xué)習(xí)軟件邊設(shè)計，時間比較緊迫，多數(shù)學(xué)生是在設(shè)計后期突擊，設(shè)計報告質(zhì)量不高。

（四）教師集中輔導(dǎo)，學(xué)生不易吸收

進(jìn)行鉆井工程課程設(shè)計實(shí)踐教學(xué)過程中，最大的難題是如何將繁雜的設(shè)計資料和相關(guān)參數(shù)全部展示給學(xué)生，使學(xué)生快速及時地檢索并利用所提供的信息。在課程設(shè)計集中周，將一口井的鉆井工程設(shè)計任務(wù)順利完成；但讓學(xué)生在短時間內(nèi)很好完成設(shè)計，難度大。在以往的鉆井工程課程設(shè)計教學(xué)過程中，教師花費(fèi)大量時間進(jìn)行講解，學(xué)生也能夠積極主動地開展相關(guān)設(shè)計，但集中設(shè)計時間短，學(xué)生不能完全理解和消化設(shè)計精髓，完成的設(shè)計報告質(zhì)量不高。

（五）集中進(jìn)行課程設(shè)計，過程考核要求不嚴(yán)

為了保證鉆井工程課程設(shè)計質(zhì)量，要求學(xué)生集中進(jìn)行設(shè)計，每天在指定教室完成至少6學(xué)時的設(shè)計內(nèi)容，其余時間要求學(xué)生在圖書館和實(shí)驗(yàn)機(jī)房查閱資料和學(xué)習(xí)教學(xué)軟件，自行學(xué)習(xí)時間往往出現(xiàn)部分學(xué)生貪玩而沒有真正進(jìn)入圖書館和實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)。由于學(xué)生相對分散，不便教師管理，過程考核出現(xiàn)不嚴(yán)格現(xiàn)象。

三、教學(xué)過程中的主要改進(jìn)措施

（一）建立課程設(shè)計案例庫或參數(shù)管理數(shù)據(jù)庫

鉆井工程設(shè)計是一個專業(yè)綜合性訓(xùn)練項(xiàng)目，需要大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)資料，該課題通過依托八屆中國石油工程設(shè)計大賽賽題、收集現(xiàn)場實(shí)際鉆井案例和前沿鉆井工藝技術(shù)，甚至邀請校外專家命題等方式，建立課程設(shè)計題庫或課程設(shè)計參數(shù)數(shù)據(jù)庫，增加鉆井工程的新穎性和前沿性內(nèi)容。比如，復(fù)雜結(jié)構(gòu)井、海上油氣井和非常規(guī)儲層油氣井等設(shè)計內(nèi)容，給予學(xué)生更多的選擇，實(shí)現(xiàn)任務(wù)書和設(shè)計形式的多元化，防止抄襲，其設(shè)計成果可以軟件編寫、工藝創(chuàng)新、設(shè)備或裝置設(shè)計形式呈現(xiàn)，體現(xiàn)課程的多樣化特點(diǎn)。

（二）改變課程設(shè)計任務(wù)布置時間

該課程設(shè)計具有綜合性、實(shí)踐性和靈活性較強(qiáng)的特點(diǎn)，涉及鉆完井工程、固井工藝、井控技術(shù)、鉆井液技術(shù)、油田化學(xué)和力學(xué)等多門課程的相關(guān)知識。因此，可提前下達(dá)課程設(shè)計任務(wù)，讓學(xué)生帶著任務(wù)學(xué)習(xí)。一方面，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，主動尋求和探索解決設(shè)計任務(wù)的知識與方法，提前為進(jìn)行課程設(shè)計準(zhǔn)備基礎(chǔ)資料，保障課程設(shè)計的順利開展；另一方面，提前布置設(shè)計任務(wù)，讓學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和熱情，使學(xué)生主動學(xué)習(xí)相關(guān)課程內(nèi)容，提高課程學(xué)習(xí)效果。

（三）分散學(xué)習(xí)與集中設(shè)計相結(jié)合

鉆井工程課程設(shè)計主要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用專業(yè)知識的能力，其教學(xué)方法必然與理論課程不同，須注重課程實(shí)踐特性。通過該課題的實(shí)施，在《鉆井工程》理論課程中，任課教師加強(qiáng)鉆井工程設(shè)計專題的講解，比如鉆井液技術(shù)設(shè)計、固井工藝設(shè)計、鉆井水力參數(shù)設(shè)計和鉆柱技術(shù)等，增加鉆井工程專業(yè)軟件的介紹與使用環(huán)節(jié)。學(xué)校全天開放專業(yè)軟件機(jī)房，讓學(xué)生在課內(nèi)學(xué)習(xí)，課后進(jìn)入機(jī)房練習(xí)專業(yè)軟件，熟練使用工程設(shè)計軟件，提前鍛煉課程設(shè)計基本能力，使其能按質(zhì)按量完成設(shè)計內(nèi)容，避免出現(xiàn)疲于應(yīng)付的現(xiàn)象。

（四）嚴(yán)格設(shè)計要求，避免學(xué)生抄襲

為了嚴(yán)格要求，提高鉆井工程課程設(shè)計質(zhì)量，鍛煉學(xué)生獨(dú)立思考的能力，教師在學(xué)生完成設(shè)計過程中，定期檢查學(xué)生設(shè)計進(jìn)度、完成情況并幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)設(shè)計中存在的問題，進(jìn)行階段性講解，評選合理的設(shè)計方案。同時，要求學(xué)生對錯誤的設(shè)計方案重新整理和計算，對設(shè)計過程進(jìn)行小結(jié)，能夠真正做到獨(dú)立完成每一部分的設(shè)計，并讓學(xué)生分組就設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行交流與探討，為后續(xù)設(shè)計奠定基礎(chǔ)。

（五）加強(qiáng)過程管理，實(shí)施階段考核

鉆井工程課程設(shè)計分為井身結(jié)構(gòu)設(shè)計、套管柱強(qiáng)度設(shè)計、鉆柱設(shè)計、鉆井液設(shè)計、鉆井水力參數(shù)設(shè)計、注水泥設(shè)計六部分，課程設(shè)計中規(guī)定各部分具體完成時間，到達(dá)每部分規(guī)定的時間后檢查學(xué)生的階段性設(shè)計結(jié)果，并給出相應(yīng)的考核成績。同時，按設(shè)計任務(wù)的難易程度賦予相應(yīng)權(quán)重，最終得出每位學(xué)生的分階段考核成績。

四、認(rèn)識與結(jié)語

根據(jù)我校石油工程專業(yè)鉆井工程課程和鉆井工程課程設(shè)計實(shí)際教學(xué)效果，剖析我校鉆井工程學(xué)課程設(shè)計在教學(xué)過程中存在的主要問題，進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)改革，比如改變設(shè)計任務(wù)布置時間，建立課程設(shè)計題庫，由校內(nèi)外專家聯(lián)合指導(dǎo)學(xué)生或邀請企業(yè)專家到校參加課程設(shè)計答辯，加強(qiáng)過程考核以及成績評定方法等的改革，并在鉆井工程課程設(shè)計教學(xué)過程中進(jìn)行實(shí)踐。結(jié)果表明，改變鉆井工程課程設(shè)計教學(xué)方法，更能激發(fā)學(xué)生的設(shè)計興趣，增強(qiáng)學(xué)生的主觀能動性，有利于加深學(xué)生對設(shè)計過程的理解，保證設(shè)計過程順利進(jìn)行，成績評定更加合理，在一定程度上改善教學(xué)效果，提升鉆井工程課程設(shè)計教學(xué)質(zhì)量，有利于我校石油類專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]田曉珍，張敏.通過課程設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].信息技術(shù)教學(xué)與研究，2008，（38）：151-152.

[2]馮福平，艾池，李士斌.等.鉆井工程課程設(shè)計教學(xué)方法的改進(jìn)[J].石油教育，2012，（2）：91-92.