基于產(chǎn)出導(dǎo)向的海洋油氣工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)研究與實(shí)踐

摘 要 文章基于OBE教育理念，構(gòu)建了海洋油氣工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)、教學(xué)環(huán)節(jié)和考核環(huán)節(jié)的映射關(guān)系，從優(yōu)化實(shí)習(xí)教學(xué)模塊、創(chuàng)新實(shí)習(xí)教學(xué)方法、改進(jìn)考核評(píng)價(jià)機(jī)制三方面開(kāi)展了課程教學(xué)內(nèi)涵建設(shè)。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的參與度和積極性明顯提高，課程教學(xué)目標(biāo)達(dá)成良好，為培養(yǎng)應(yīng)用型本科海洋油氣工程專業(yè)高素質(zhì)人才奠定了良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 產(chǎn)出導(dǎo)向；海洋油氣工程；生產(chǎn)實(shí)習(xí)

中圖分類號(hào)：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.36.019

Output-based Orientation Teaching Reform and Practice of Production Practice for Offshore Oil and Gas Engineering Major

XU Honglin， LU Yu， XIANG Shilin

（School of Petroleum Engineering， Chongqing University of Science and Technology， Chongqing 401331）

Abstract The article is based on the OBE education concept and constructs a mapping relationship between the objectives of the production internship course for marine oil and gas engineering and the graduation requirements， teaching and assessment links. The construction of the teaching connotation of the course is carried out from three aspects： optimizing the internship teaching module， innovating the internship teaching method， and improving the assessment and evaluation mechanism. Teaching practice has shown that students' participation and enthusiasm in course learning have significantly increased， and the course teaching objectives have been achieved well， laying a good foundation for cultivating high-quality talents in applied undergraduate marine oil and gas engineering majors.

Keywords output-oriented; offshore oil and gas engineering; production practice

海洋油氣工程專業(yè)是適應(yīng)國(guó)家海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的重要支撐專業(yè)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)是專業(yè)最具系統(tǒng)性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，在培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐和應(yīng)用能力、使用現(xiàn)代工具能力、工程與社會(huì)意識(shí)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)、職業(yè)規(guī)范修養(yǎng)和溝通交流能力等方面占有重要的地位[1-2]。然而，由于海洋油氣工程作業(yè)環(huán)境的特殊性，課程教學(xué)目前面臨“現(xiàn)場(chǎng)不易去、安全風(fēng)險(xiǎn)大、動(dòng)手操作難、實(shí)訓(xùn)資源少、實(shí)習(xí)費(fèi)用高”等難題[3-4]，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)參與度和積極性不高，加之課程考核缺乏挑戰(zhàn)度，現(xiàn)有實(shí)習(xí)教學(xué)難以有效培養(yǎng)學(xué)生解決海洋油氣復(fù)雜工程問(wèn)題的核心能力。為此，本文基于OBE（Outcome Based Education）教育理念[5]，在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型背景下[6-7]，從優(yōu)化實(shí)習(xí)教學(xué)模塊、創(chuàng)新實(shí)習(xí)教學(xué)方法、改進(jìn)考核評(píng)價(jià)機(jī)制三方面開(kāi)展了課程內(nèi)涵建設(shè)和實(shí)踐[8-11]。

1" 基于產(chǎn)出導(dǎo)向的課程教學(xué)設(shè)計(jì)

1.1" 課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)

根據(jù)布魯姆認(rèn)知目標(biāo)分層模型（Bloom's Taxonomy）確定課程合理目標(biāo)定位[8]，考慮到海洋油氣工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)是一門專業(yè)教育必修核心實(shí)踐課程，表1（p57）給出了海洋油氣工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐關(guān)系，6個(gè)課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，其中課程目標(biāo)3與目標(biāo)4具有遞進(jìn)關(guān)系。目標(biāo)3要求能認(rèn)識(shí)海洋油氣生產(chǎn)作業(yè)對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的影響，而目標(biāo)4要求學(xué)生在海洋油氣工程實(shí)踐中能夠考慮環(huán)境因素和可持續(xù)發(fā)展。

1.2" 課程目標(biāo)與教學(xué)環(huán)節(jié)

本研究按照以學(xué)生為中心、復(fù)雜工程問(wèn)題和形式靈活多樣的原則，設(shè)置了能支撐課程目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)與過(guò)程，具體見(jiàn)表2。例如，為實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)1，設(shè)置了專題講座、現(xiàn)場(chǎng)參觀、仿真操作、鉆井跟班實(shí)習(xí)等4個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)；針對(duì)課程目標(biāo)2，設(shè)置了專題講座、現(xiàn)場(chǎng)參觀、自主學(xué)習(xí)等3個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)；針對(duì)課程目標(biāo)5，設(shè)置了仿真操作和鉆井跟班實(shí)習(xí)2個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，從而較好地實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)的達(dá)成。

1.3" 課程目標(biāo)與考核環(huán)節(jié)

表2同時(shí)給出了海洋油氣工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程目標(biāo)與考核環(huán)節(jié)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。課程教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括專題講座、現(xiàn)場(chǎng)參觀、仿真操作、鉆井跟班實(shí)習(xí)、課堂討論和自主學(xué)習(xí)等，每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)可對(duì)應(yīng)多個(gè)或一個(gè)考核環(huán)節(jié)。例如專題講座和現(xiàn)場(chǎng)參觀教學(xué)可對(duì)應(yīng)目標(biāo)1的紙筆考試、目標(biāo)2的實(shí)習(xí)筆記、目標(biāo)3和目標(biāo)4的實(shí)習(xí)報(bào)告等考核環(huán)節(jié)，仿真操作和鉆井跟班實(shí)習(xí)可對(duì)應(yīng)目標(biāo)1和目標(biāo)5的實(shí)踐考核環(huán)節(jié)。每個(gè)考核環(huán)節(jié)可同時(shí)支撐多個(gè)或一個(gè)目標(biāo)的評(píng)價(jià)，例如實(shí)踐考核可支撐目標(biāo)1和目標(biāo)5的評(píng)價(jià)，實(shí)習(xí)報(bào)告可支撐目標(biāo)2、3、4、6的評(píng)價(jià)。課程目標(biāo)的達(dá)成度計(jì)算采用相關(guān)考核環(huán)節(jié)學(xué)生平均得分與目標(biāo)分值分別加總后的比值表示。總體來(lái)看，4個(gè)考核環(huán)節(jié)既包括過(guò)程考核又包括結(jié)果考核，從形式要素的角度來(lái)判斷是較為合理的。

2" 海洋油氣工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)改革與實(shí)踐

工程教育的基本定位是培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜工程問(wèn)題的能力，課程基于OBE教育理念，結(jié)合當(dāng)前教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求，主要從優(yōu)化實(shí)習(xí)教學(xué)模塊、創(chuàng)新實(shí)習(xí)教學(xué)方法、改進(jìn)考核評(píng)價(jià)機(jī)制三方面開(kāi)展課程教學(xué)改革探索，著力將實(shí)習(xí)教學(xué)從以傳統(tǒng)的學(xué)生聽(tīng)課觀摩式為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐泽w驗(yàn)沉浸式學(xué)習(xí)為主。

2.1" 優(yōu)化實(shí)習(xí)教學(xué)模塊

針對(duì)前期生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)存在的趨理論化教學(xué)現(xiàn)象明顯，學(xué)生課堂聽(tīng)課多、實(shí)踐動(dòng)手少、深度思考不夠等問(wèn)題，課程組充分梳理現(xiàn)有校內(nèi)鉆井模擬實(shí)驗(yàn)室、采油采氣虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、油氣集輸虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室、湛江基地油氣生產(chǎn)操作仿真平臺(tái)等校內(nèi)外已有虛實(shí)結(jié)合教學(xué)資源，結(jié)合海洋油氣工程專業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際需求，以生產(chǎn)實(shí)習(xí)課程目標(biāo)達(dá)成為依據(jù)，按照海上油氣開(kāi)發(fā)、海洋平臺(tái)與裝備、海洋鉆井工藝、海洋井控工藝、海洋固井工藝、海洋油氣生產(chǎn)操作模擬、井下作業(yè)和油氣集輸?shù)?大模塊建設(shè)滿足海洋油氣工程專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的系列教學(xué)資源，包括12個(gè)教學(xué)視頻和19項(xiàng)虛擬仿真操作項(xiàng)目及1套教學(xué)手冊(cè)，為開(kāi)展基于虛實(shí)結(jié)合的生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)提供了資源基礎(chǔ)。例如：海上油氣開(kāi)發(fā)模塊包括海上油氣田開(kāi)發(fā)模式教學(xué)視頻1個(gè)和海上油藏注水開(kāi)發(fā)虛擬仿真操作項(xiàng)目1個(gè)；海洋井控工藝模塊包括海洋鉆井井控設(shè)備操作、溢流發(fā)現(xiàn)和關(guān)井、工程師法壓井和司鉆法壓井等4個(gè)虛擬仿真操作項(xiàng)目；海洋油氣生產(chǎn)操作模擬包括自噴井開(kāi)關(guān)井、氣井開(kāi)關(guān)井、電潛泵井開(kāi)關(guān)井、生產(chǎn)分離器啟動(dòng)、緩沖罐和外輸泵、化學(xué)藥劑系統(tǒng)投用、換熱器投用和污水處理系統(tǒng)投用等11個(gè)虛擬仿真操作實(shí)操項(xiàng)目。

2.2" 創(chuàng)新實(shí)習(xí)教學(xué)方法

針對(duì)現(xiàn)有實(shí)習(xí)教學(xué)學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)觀摩時(shí)間有限，難以有效體驗(yàn)生產(chǎn)一線工藝和操作流程的問(wèn)題，課程組構(gòu)建了“課堂視頻互動(dòng)教學(xué)+施工現(xiàn)場(chǎng)觀摩體驗(yàn)+虛擬仿真操作訓(xùn)練”的三位一體教學(xué)模式。課堂教學(xué)主要以視頻播放和小組討論為主，各小組圍繞問(wèn)題發(fā)表見(jiàn)解，使學(xué)生由傳統(tǒng)的單純聽(tīng)講、看視頻接受灌輸?shù)谋粍?dòng)地位，轉(zhuǎn)化為主動(dòng)參與、發(fā)現(xiàn)、探究的主體地位，充分體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的理念。學(xué)生到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，通過(guò)眼（看）、嘴（問(wèn)）、腦（想）并用，仔細(xì)觀察油氣裝備和工藝操作，適時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)工程師和技術(shù)人員請(qǐng)教心中的疑惑，結(jié)合課前視頻和已學(xué)理論知識(shí)體系，將“所看所聽(tīng)所想”融會(huì)貫通，做到真正領(lǐng)會(huì)和消化吸收。現(xiàn)場(chǎng)觀摩后，學(xué)生還將針對(duì)性完成4―6個(gè)虛擬仿真操作項(xiàng)目訓(xùn)練。授課教師通過(guò)設(shè)置故障點(diǎn)和問(wèn)題讓學(xué)生加深思考和練習(xí)，根據(jù)學(xué)生操作情況和對(duì)故障的處理思路來(lái)評(píng)定成績(jī)，倒逼學(xué)生雙手動(dòng)起來(lái)、大腦想起來(lái)，讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉海洋油氣鉆采輸一般工藝流程和基本操作。同時(shí)，教學(xué)過(guò)程中，教師還充分融入海洋國(guó)土主權(quán)、海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、科學(xué)家精神、愛(ài)國(guó)主義教育、石油人的社會(huì)責(zé)任、工程環(huán)境影響、自然與人生等思政元素，激發(fā)學(xué)生的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，使其樹(shù)立正確人生態(tài)度，強(qiáng)化課程育人功能。

2.3" 改進(jìn)考核評(píng)價(jià)機(jī)制

課程組以課程目標(biāo)達(dá)成為導(dǎo)向，構(gòu)建了“實(shí)習(xí)筆記（10%）+仿真操作（20%）+紙筆考試（20%）+實(shí)習(xí)報(bào)告（50%）”的課程考核評(píng)價(jià)體系。同時(shí)，為充分反映學(xué)生實(shí)習(xí)效果，更好實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)，課程組對(duì)各考核環(huán)節(jié)和內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，詳見(jiàn)表3。例如：針對(duì)海洋油氣工程基本操作能力，開(kāi)展氣井開(kāi)關(guān)井等4個(gè)仿真操作項(xiàng)目考核，主要根據(jù)操作規(guī)范性、對(duì)故障處理思路和回答問(wèn)題情況綜合評(píng)定成績(jī)；針對(duì)傳統(tǒng)考核報(bào)告撰寫挑戰(zhàn)度不夠的問(wèn)題，將課堂討論小組總結(jié)報(bào)告、實(shí)踐操作項(xiàng)目報(bào)告作為組成實(shí)習(xí)報(bào)告的必要部分。

2.4" 教學(xué)評(píng)價(jià)與持續(xù)改進(jìn)

課程教學(xué)改革在重慶科技大學(xué)海洋油氣工程專業(yè)2021級(jí)學(xué)生中開(kāi)展教學(xué)實(shí)踐，提高了課程教學(xué)的創(chuàng)新性和學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)度，學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的參與度和積極性明顯提高，較好地實(shí)現(xiàn)了將生產(chǎn)實(shí)習(xí)從以傳統(tǒng)的學(xué)生聽(tīng)課觀摩式為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐泽w驗(yàn)沉浸式學(xué)習(xí)為主。課程各目標(biāo)達(dá)成度分別為0.81、0.87、0.87、0.87、0.85、0.88，課程總體達(dá)成度0.85，課程改革較好地達(dá)到了預(yù)期效果，有力地支撐了海洋油氣工程專業(yè)高素質(zhì)人才培養(yǎng)。為進(jìn)一步提高課程教學(xué)效果，本研究建議加強(qiáng)虛實(shí)結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，一方面應(yīng)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)場(chǎng)裝備和工藝的了解和熟悉，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展好仿真操作訓(xùn)練；另一方面，繼續(xù)加強(qiáng)企業(yè)管理文化和安全案例分析，進(jìn)一步提升學(xué)生良好的工程和社會(huì)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，同時(shí)全方位提高學(xué)生適應(yīng)未來(lái)工作崗位必備的身心素質(zhì)。

基金項(xiàng)目：重慶市高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“教育數(shù)字化背景下的海洋油氣工程專業(yè)‘虛實(shí)結(jié)合’生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)改革與實(shí)踐”（234114）；重慶科技大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“教育數(shù)字化背景下的海洋油氣工程專業(yè)‘虛實(shí)結(jié)合’生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)改革與實(shí)踐”（202311）；重慶科技大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“《海洋油氣工程生產(chǎn)實(shí)習(xí)》課程思政實(shí)踐與探索”（202320）。

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