基于“工程教育認證”的油層物理實驗教學改革

朱秀蘭，劉雪芬，余嵐，姜生玲，孫寧，楊江平(隴東學院能源工程學院，甘肅 慶陽 745000)

0 引言

隨著國內能源需求量增大，石油行業發展迅速，其先進設備和專業技術的應用是油氣資源開采加工的重要推動力。近年來，國企及民營油田企業急需技術過硬、專業熟練且能現場操作的高技能專業人員。當前提出的工程教育專業認證，就是以專業人才培養目標和畢業出口要求為導向的基礎性評價[1]。我校地處甘肅隴東地區，油田及其相關企業眾多，結合我校“建設高水平應用型大學”的辦學定位，以培養學生應用型技能為目標，轉變高校傳統教育教學模式，注重教育過程及結果，以學生學習與發展為中心，實現學習與就業二者的有機結合[2-3]。

油層物理課程是石油工程專業的基礎必修課程，也是多數石油類高校的考研課程。例如：以西南石油大學為例，該校油層物理考研課程增加了對實驗知識點內容，明確石油工程專業課程實驗題占10%分值。本文以油層物理實驗教學為例，與傳統工科類石油專業實驗教學對比，初探基于“工程教育認證”的油層物理實驗教學改革。

1 傳統石油專業實驗教學現狀

1.1 實驗條件不完善

實驗條件不完善主要表現在石油院校部分實驗設備老化，維修或更換不及時；實驗設備數量欠缺，導致分組實驗中個別學生并未參與實驗，甚至成為不愿意參與實驗同學的借口與理由。

1.2 實驗教學體系、教學內容及教學模式需要更新

大部分石油高校的油層物理實驗教學體系不能與時俱進，其實驗課程獨立性小，完全依附于理論課程，只是作為理論課程的輔助學習，不能更好地將理論課程中零散孤立的專業知識點有效地結合[4-5]。

傳統的油層物理實驗教學內容過于陳舊，一是教學及教材內容涉及專業知識點少，覆蓋面窄，缺少綜合應用。例如：儲層巖石的孔隙度測定、儲層巖石的滲透率測定等單一地表述了儲層巖石某一物性。二是油層物理課程實驗基本上是驗證性實驗，缺乏探究性、設計類實驗。三是與專業應用技能培養聯系不緊密，其教學內容設置只是單一根據任課教師、實驗室教學條件及傳統學科設置而定，沒有考慮當前學科發展以及學生職業前景需求。早期的石油工程專業實驗教學模式并沒有把實驗、實訓等實踐教學與本科生就業聯系起來，主要側重于課堂理論教學，實驗、實訓等實踐類教學相對偏少。

1.3 實驗考核缺失

學生不重視實驗課程，實驗報告冊抄襲嚴重，僅憑實驗報告冊不能反映學生掌握理論及實踐技能的真實水平。多數工科類專業實驗教學完全依附于理論教學，包含在理論考試內，實驗教學也就完全被忽略。尤其是缺失實驗過程化考核，就不能考查學生是否具有獨立思考及分析問題的能力、對于實踐操作的心理素質承受能力。

1.4 實驗師資隊伍建設有待提高

實驗室技術人員及專業教師不能對實驗室全部儀器設備正確操作、維護，缺少相關的技術培訓；實驗室技術人員對專業知識掌握程度片面有限。

2 實驗教學改革

2.1 基于工程教育專業認證，改革實驗教學體系

根據油田企業開發技術的需要，改革實驗教學體系，打破界限，單獨設立實驗課，重組實驗，突顯實驗課程應用性、適用性。基于工程教育專業認證，以學生為中心，進行資源配置和教學安排，首先，平行實驗課程教學分組，獨立實驗課時間，使得學生能夠充分參與到實驗操作中，將學生以及企業單位滿意度作為專業評價的重要參考依據。其次，合理安排實驗教學，形成“三個層次、四個模塊”實驗教學體系，三個實驗層次：基礎驗證性實驗、綜合性實驗和設計性實驗；四個實驗模塊：儲層巖石物性分析實驗模塊、儲層流體性質分析實驗模塊、儲層流體滲流規律分析實驗模塊、儲層驅油特征及效果分析實驗模塊，如圖1所示。

圖1 油層物理實驗教學內容設計

2.2 以礦場油田開發為導向，改變教學內容及教學模式

根據工程教育專業認證的產出導向理念，以學生學習成果為導向，對照石油專業畢業生核心能力和要求，改變教學內容、教學模式，提升教學實效，激發學生對專業實驗的興趣。

緊密聯系油田礦場開發改革實驗教材，使學生對油層形成、流體滲流等知識理解應用更加深入透徹，改變油層物理實驗教學內容，即：優化調整基礎驗證性實驗項目；補充綜合應用性、設計創新類實驗項目如圖1所示，將零散的知識點串聯起來。改革后的實驗教學更能激發學生主動創新性，提高學生綜合分析解決復雜工程問題能力和創新意識，驗證學習成果是否達到畢業考核要求。在改革教學模式過程中，針對以往的驗證型實驗的教學模式，增加準備實驗環節，要求學生根據所學知識和實驗指導書，理解實驗基本原理及實驗數據結果的處理與分析，熟悉實驗流程及實驗操作，自行完成實驗準備工作。補充的綜合應用性、設計創新類實驗項目采用“項目驅動任務”教學模式完成。首先，教師提供礦場油田開發資料及油田需要解決的問題，例如：某一油田注水過程中，均質儲層黏土礦物含量高，最終采油效果變差，初步分析由于注水水質及成分與地層配伍性不好，導致驅油效果變差。其次，由學生自行調研查找資料確定實驗方案、處理實驗數據并分析其結果對油田開發的指導作用，即分析儲層水敏傷害程度及其相應的開發調整措施。教師負責“問題提出—實驗指導—結果驗收”；學生需要“解決問題—實驗方案設計—準備實驗—實驗及結果分析”。改革后的實驗課程，以學生掌握知識為基礎，應用知識為重點，提高學生自主探究水平和學習成功感。

2.3 改變實驗考核方式，強化學生應用型技能

油層物理實驗考核是對學生專業能力進行一種綜合性測評，測評學生對儲層巖石及流體物性等專業知識的掌握程度、礦場油田開發過程中各種復雜工程問題的解決能力，評價基于工程教育專業認證的石油專業教育有效性。

改革之后的油層物理實驗課程考核方式采用多元化考核方式，主要分為平時考核、口試考核及操作考核。其中，平時考核主要為平時考勤和課堂表現、實驗報告冊成績；口試考核主要針對基本理論和方法等，如：實驗測定原理、實驗測試誤差分析；操作考核主要為實驗流程基本操作、實驗注意事項，如：游標卡尺使用是否規范、巖心夾持器中的樣品裝取等。

新型獨立的實驗考核方式有效之處在于：(1)考查學生學習態度；(2)考核學生對基本知識的掌握、基本原理及方法的理解；(3)考核學生實驗動手操作能力；(4)檢驗學生運用所學知識解決復雜工程問題的能力；(5)使學生認識石油行業發展前景，規劃職業生涯；(6)檢驗當代大學生考試心態自我調整情況、臨場應變能力。通過改變實驗考核方式，強化學生應用型技能，調動學生實驗教學中學習積極性，引導學生去思考、探索、解決存在的問題。所以，利用考核反向檢測教學、促進實踐教學改革，二者相互作用，共同促進。

2.4 培養“雙師型”教師，注重實驗教學與科研相結合

以教師的科研項目為例，將其中一部分作為學生選擇的自主設計類實驗，形成“理論—實踐—創新”的實踐過程。“雙師型”教師善于將科研成果引入實驗教學，開拓學生視野，培養學生專業應用技能，提高學生創新思維及創新能力[6]，促進實驗教學改革。

3 結語

以“工程教育認證”為導向，油層物理實驗教學改革主要體現在：改革傳統的實驗教學模式，構建新的實驗教學體系，充分考慮兼顧學生的知識理解、創新思維和應用型技能的培養，嚴謹的專業態度和良好的心理素質、實驗行為的養成。以“工程教育認證”為導向的油層物理實驗教學改革是一種以崗位職能為基本依據，突出培養學生應用型技能，充分考慮將專業理論及實踐學習與畢業后工作崗位較好地銜接起來，有助于培養出受社會歡迎和尊重的高素質應用型工程技術人才。