石油工程仿真實踐教學研究

王衛(wèi)強+孫小平+孫林+孫文志

[摘 要]現(xiàn)代高等教育越來越注重培養(yǎng)學生的綜合能力，而傳統(tǒng)的教學模式只能滿足學生對理論知識的需求，對學生實踐能力的培養(yǎng)，傳統(tǒng)的教學模式尚不能滿足。為了彌補傳統(tǒng)教學方式的不足，提高學生的實踐能力，我校建設(shè)了石油工程仿真實訓基地，將課堂教學與課外實踐有效地結(jié)合起來。應該以模擬實踐教學為體系，指出當前石油工程教學的不足，并對石油工程仿真實訓教學的優(yōu)越性進行研究。

[關(guān)鍵詞]石油工程；仿真實踐；教學研究

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2017）01-0067-02

隨著時代的發(fā)展和科技的進步，高等教育的教學模式也發(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，而現(xiàn)代高等教育不僅要向?qū)W生傳授基礎(chǔ)理論知識，更對學生的綜合素質(zhì)及創(chuàng)新能力等進行培養(yǎng)。[1]將石油工程仿真模塊運用于學生實踐教學中，不僅可以豐富學生的理論知識，還可以提高學生對石油工程相關(guān)設(shè)備的分析能力，提高學生的實踐操作能力，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)教學的不足

石油工程的傳統(tǒng)教學是由教師主導的封閉式教學，其注重學生理論知識的培養(yǎng)。在這種模式下，學生處于被動接受的狀態(tài)，學習效率低下，不能學以致用，學生主動學習的意愿很難被激發(fā)。[2]石油工程教學中涉及實踐教學，學校會組織學生驅(qū)車幾個小時到油田參觀。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)復雜、造價昂貴，學生也只能看著設(shè)備，聽著培訓員的講解。這種以參觀形式進行的實踐教學不僅耗費時間和成本，在一定程度上也存在著安全隱患，更重要的是學生沒有機會真正的動手操作設(shè)備，實踐操作能力并沒有得到提高。因此，必須改變當今石油工程的教學模式，提升學生的實踐能力，以適應石油工程行業(yè)發(fā)展需求。

二、石油工程仿真模塊實驗教學的優(yōu)越性

（一）提高教學效果

目前，石油工程課程的教學完全是理論教學，學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，學生在學習中難免會感到枯燥、乏味，學習積極性不高。[3]仿真教學可以將抽象的理論知識變?yōu)樾蜗?、具體的直觀教學，彌補客觀條件的不足，為學生提供近似真實的訓練環(huán)境，提高學生的實際操作能力，激發(fā)學生的學習興趣，調(diào)動學生學習的積極性。[4]在石油工程仿真設(shè)備運行的過程中，學生可以直觀的觀察石油的開采過程，教師可以根據(jù)學生的實際操作情況了解學生對知識的接受能力，從而對教學計劃進行適當?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的理論知識，更要具有油田實地考察的經(jīng)驗，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，只能通過書本的描述來講解，其專業(yè)知識面較窄，對石油工程相關(guān)設(shè)備的操作技能了解較少。專業(yè)、系統(tǒng)的教學對學生進行實際操作非常有利，教師可以在教學的過程中不斷積累和提高實踐經(jīng)驗，從而將更專業(yè)、更系統(tǒng)的知識傳授給學生。

（三）讓學生身臨其境，提高學生的適應能力

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

（四）提前培養(yǎng)學生的職業(yè)習慣[5]

石油工程行業(yè)屬于高風險行業(yè)。通過石油工程的仿真訓練，可以使學生樹立安全意識，養(yǎng)成穿戴安全護服的良好習慣，保證生產(chǎn)安全。石油工程的相關(guān)設(shè)備復雜，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。仿真訓練不僅能夠培養(yǎng)學生嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，還能培養(yǎng)學生的溝通能力和團結(jié)協(xié)作能力，增強學生的團隊意識。由于石油工程產(chǎn)業(yè)的復雜性，穩(wěn)定生產(chǎn)對于石油工程行業(yè)來說是相當重要的。在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題如果不能及時解決，其后果不堪設(shè)想?？梢姡绾渭皶r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，教師可以引導學生在操作的過程中發(fā)現(xiàn)問題，讓學生通過分析去解決問題。這可以培養(yǎng)學生的主觀能動性，達到實踐的目的。

（五）營造安全實踐的教學氛圍

目前，石油院校學生的實踐教學大多以校企協(xié)同合作的形式完成，大學作為培養(yǎng)人才的主體，企業(yè)作為使用人才的主體，共同完成學生相關(guān)專業(yè)的實踐教學任務，培養(yǎng)學生的實踐操作能力和創(chuàng)新能力。而石油工程作為一個工科專業(yè)，實踐訓練必須在油田現(xiàn)場執(zhí)行，而油田企業(yè)大多遠離高校，學生要經(jīng)過長途跋涉才能到達實踐訓練現(xiàn)場，這在一定程度上提高了實踐的危險系數(shù)。由于石油工業(yè)是一個高風險的產(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，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)復雜，設(shè)備種類繁多，學生在實踐的過程中，稍有不慎就會發(fā)生安全事故。石油工程仿真模塊為學生提供了一個安全實踐的平臺，其模擬采油過程，大大降低了危險系數(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，這能從根本上杜絕危險的發(fā)生，保障學生的安全。

三、石油工程仿真實踐教學模塊的構(gòu)建

（一）教學實踐設(shè)備的構(gòu)建

我校致力于培養(yǎng)石油工程高級人才，學生理論知識的運用能力、實踐能力是人才培養(yǎng)的關(guān)鍵。在校領(lǐng)導的大力支持下，我校依據(jù)已確立的實訓中心建設(shè)思路，相繼建設(shè)鉆井機裝置、修井機裝置、井控裝置、抽油機裝置、油藏剖面模擬裝置等多套與石油工程專業(yè)相關(guān)的實訓裝置，并立即投入運行，讓學生利用裝置進行實踐訓練。這些設(shè)備均由真實設(shè)備按一定的比例制作，可進行現(xiàn)場操作演示。以鉆井機為例：1. 根據(jù)鉆井機原型設(shè)備設(shè)計制造，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)計制造而成，確保應力測試試驗數(shù)據(jù)的準確性；3.基本包含了全套鉆機的設(shè)備，達到看到模型即看到實物鉆機的效果；4.模型所有功能的試驗均用控制臺操作，方便可靠；5.所有零部件均為鋼質(zhì)，確保了模型的強度和耐用；6.所有機加件均鍍鋅處理，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.具有實物鉆機的諸多功能，可對井架、底座進行載荷試驗。

學生通過對鉆井機的實踐訓練，可以達到以下實踐效果：1.熟悉整套鉆機的結(jié)構(gòu)組成；2.可直觀靈活的觀摩學習真實鉆機的諸多功能；3.可對模型進行載荷試驗，甚至破壞性試驗，滿足科研的需要。

相對于去井廠實習，鉆機模塊具備以下優(yōu)勢：1.節(jié)省了實習費用；2.降低了設(shè)備及人身安全風險系數(shù)；3.試驗項目及試驗時間靈活方便，井廠主要以打井為主，不可能為試驗停止作業(yè)；4.諸多鉆機功能學生可以親自參與，而在井廠學生只能參觀而無法實際操作；5.應力測試試驗是鉆機模型的技術(shù)核心，而在井廠幾乎無法進行；6.必要時，可進行破壞性試驗。

除此鉆機外，石油工程仿真實訓基地還配有采油機、修井機、井控裝置及油藏剖面模擬裝置，可以使學生全方位的觀察原油采出的過程，讓學生了解石油工程行業(yè)的技術(shù)特點，達到實踐的目的。

（二）實踐教學培養(yǎng)計劃的構(gòu)建

我校組建的油氣儲運仿真實訓基地不僅豐富了實踐教學內(nèi)容，而且提高了教學效率。下面是我校的實踐教學計劃安排。

四、結(jié)束語

石油工程仿真模塊的建設(shè)是為了培養(yǎng)學生理論分析能力和實踐操作技能，使學生能夠?qū)⒗碚撆c實際相聯(lián)系，從而更好地適應現(xiàn)代科學發(fā)展對人才的要求。通過石油工程仿真模塊的建設(shè)，學生可以在書本理論知識學習的基礎(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)和實踐能力，綜合素質(zhì)能得到大幅度提高。此外，仿真教學也培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，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。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 張鳳玉.對創(chuàng)新模式下的模擬實踐教學體系研究[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012（8）：218-219.

[2] 顧浩.大學生學習意愿的調(diào)查研究——基于某一學校的調(diào)查數(shù)據(jù)[J].社會心理科學，2012（12）：70-75.

[3] 安寅，孟祥貴，王偉.工程教育下的電工技術(shù)實驗教學改革[J].實驗科學與技術(shù)，2012（1）：67-69.

[4] 王堯.ERP沙盤模擬實驗室的實訓教學策略[J].沈陽師范大學學報，2013（2）：96-98.

[5] 郭泉.化工單元操作實訓裝置的研制[J].中國教育技術(shù)裝備，2012（12）：120-121.

[責任編輯：陳 明]