“ 鉆井工程 ” 課程的教學改革

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０引言

“鉆井工程”是石油工程類專業的一門核心專業課，教學內容涵蓋鉆完井技術、鉆井液技術、固井技術、井控技術等方面知識，具有綜合性、理論性與實踐性較強、多學科相互交叉與滲透等特點［１－３］，要求學生掌握油氣鉆井的基礎理論及相關工程技術，培養適應我國油氣鉆井技術快速發展的優秀人才。目前，隨著油氣工業的發展，油氣鉆探領域由淺層、中層向深層、超深層逐步延伸，資源類型由常規向非常規快速發展，安全高效鉆探開發油氣資源時所面臨的鉆井工程問題也日趨復雜。隨著新技術的不斷萌生，鉆井工程相關技術也處于高速發展中，這為鉆井工程課程教學提供了新思路、新理論及新案例。“鉆井工程”課程的教學改革與專業建設目標和人才培養質量密切相關，重視和加強“鉆井工程”課程的教學改革研究，尤其是結合該門課程的特點，有針對性地解決該門課程教學中遇到的問題，對培養高質量、高水平、高素質的油氣工程領域應用型人才具有重要的意義［４－５］。

１“鉆井工程”課程教學中存在的問題

１.１課程學時安排不夠合理

鉆井工程是建設地下石油天然氣開采通道的隱蔽性工程?！般@井工程”課程內容涉及地質學、管柱力學、流體力學、巖石力學、高分子化學、機械原理和材料力學等學科，具有多學科綜合、相互交叉和相互滲透的特點，課程教學內容較抽象，理論性強，導致學習難度較大。近年來，隨著素質教育在高等教育中的不斷推進，高校對課程設置也做了相應改革，增加了通識課程的教學內容，專業課程課時不斷縮減。課時的壓縮給該門課程的教學帶來了很大挑戰，教師只能利用極其有限的時間去完成該門課程內容的講解，“滿堂灌”成為了該門課程授課中特別普遍的現象。教師們均注重課程知識體系的完整性和系統性，以細化重點理論知識并深入講解為標準，忽視了學生的主觀能動性，課堂上沒給學生足夠的參與空間。教師教學負擔重，難以在教學知識體系以外去講解一些新技術及新案例，學生僅僅停留于對鉆井工程基礎知識和概念的理解，沒有機會去深入探討它們背后的工程問題，“高分低能”的情況屢見不鮮。此外，因課程教學中更注重理論教學，理論知識中往往還涉及較多的公式推導，學生感覺學習內容枯燥乏味，難以長時間集中精力參與課程，并且還有一定的畏難情緒，因而學習積極性普遍不高。

１.２課程教學方式較陳舊

作為石油工程類專業的核心專業課，理論教學與實踐教學是密不可分的。而目前“鉆井工程”課程的教學模式一般都以講授為主，采用的教材也基本相同，重視理論知識的講解，授課內容幾乎不涉及現場應用相關的知識。這意味著當前該門課程的理論教學與實踐是脫離的，不利于激發學生的學習熱情，學生的實踐能力也難以提升，不利于培養石油工程類應用型人才。人的認知往往需要通過先形象化再概念化，才能強化理解、加深認識，尤其是“鉆井工程”這類跟現場密不可分的課程，如果僅僅停留于基礎理論知識的傳授，學生連“為什么學，學來干什么”這一基本問題都不清楚，更不知道該“如何學”。實踐并不代表一定需要動手，現場視頻錄制、虛擬仿真技術等都可以引入實踐教學中，用實例告訴學生學習的目的，用過程告訴學生基礎理論知識背后可以解決什么問題，學生自然而然就會明確自己該如何學，如何將課程所學內容跟現場實踐密切聯系，為將來走向工作崗位解決工程實際問題奠定基礎。同時，課程教學方法主要以ＰＰＴ或黑板板書為主，教學手段較單一，未能將現代多媒體等技術充分融入課堂教學環節來激發學生的學習興趣，因而課堂往往較沉悶，學生的學習積極性不高。教學理念還是以“教師教為主，學生學為輔”，并未真正實現以學生為中心的教學模式，因此學生的學習主動性欠缺，思想發揮空間受限。

１.３課程教學內容未及時更新

“鉆井工程”是一門多學科交叉的課程，其中任一學科的新突破都會推動相應鉆井技術的發展，只有遵從鉆井工程學科的發展規律，關注相關學科的進展，把握相關技術的最新動態及趨勢，才能將最前沿的技術引入課堂，讓學生能夠與最新技術接軌，培養出適應當前行業發展的優秀人才。隨著油氣工業的發展，油氣資源鉆探開發中遇到的鉆井工程問題也日趨復雜，鉆井工具及設備在不斷更新換代，鉆井工藝技術也在逐步發展，但鉆井工程教材中的相關內容卻未及時更新。本科學生通常利用專業課的課堂來學習本專業相關領域的核心前沿技術，若教材內容的更新滯后于相關技術的發展，學生將難以在本科階段學習中深入學習最新的工具、設備及相關的工藝技術，對未來求學深造或就業均會產生非常不利的影響。若教師在課堂授課時“照本宣科”，不去追蹤石油工業相關領域的發展前沿，不去了解國家當前鉆井技術面臨的“卡脖子”難題，不去總結我國近幾年鉆井關鍵技術的進展，就會導致學生所學知識與現場技術要求嚴重脫節，未將基礎理論知識的學習與關鍵工程問題的解決關聯起來，僅僅停留于應付考試、“６０分萬歲”的局面，難以滿足社會對石油工程類專業人才的要求。

１.４課程考核方式較單一

學生考試成績往往能夠反映學生的學習效果，也能側面反映教師的教學水平。目前，該課程平時考核所占的比例過低，期末成績的占比相對較高。這就導致了學生們普遍存在重結果、輕過程的學習習慣，陷入了平時散漫地學，期末突擊就會有個好成績的誤區。平時考核基本只關注學生的平時作業，未將學生的課堂表現納入考核范圍，如課堂發言、交流互動、創新設計等環節均未納入成績評定中，導致學生普遍不重視自己的課堂表現，學習效率低下，難以激發他們的學習熱情。此外，目前從“鉆井工程”課程考核成績現狀來看，考核成績往往是期末試卷成績和平時作業成績的簡單結合，考核內容幾乎全部源于教材中的理論知識，甚至很多就是教材后面的例題，相當于僅僅停留于考查學生對所學知識的記憶情況，難以反映學生運用所學知識思考、分析與解決問題的能力。學生們普遍存在機械記憶、刷題復習的情況，一旦考查與工程案例相關的題型，很多學生無從下手，抓不住問題的關鍵，難以有效作答。究其原因，學生并未真正領會基礎理論知識背后的工程背景，只是簡單、機械地記憶概念，并未深入探究其背后蘊含的工程內涵，因此所學知識難以用于解決實際工程問題，僅停留于應付卷面紙筆考試。這種考試內容教材化、試卷題型標準化的考核方式也在一定程度上阻礙了教師主觀能動性的提升，教師僅按照以往的模板機械式地出題，未能深刻領會課程考核的目的，僅僅將考核作為教學的一個普通環節來對待，并未在日常教學中多關注學生的學習過程。教師應充分調研最新的現場工程案例，并巧妙地融入期末考試中，培養學生運用知識解決實際問題的能力。

１.５課程思政教育融入度不夠

我國高等教育肩負著培養社會主義建設者和接班人的重大使命，必須堅定正確的政治方向。高等教育各類課程應當與思想政治理論課程同向同行，實現育人與育才的高度統一。課程思政已經成為我國高等教育關鍵的內容，為了落實“立德樹人”的根本任務，激發學生的家國情懷、專業認同感和社會責任感，工科專業的專業課程中融入思政教育已勢在必行?！般@井工程”是石油工程類專業的必修課程，是一門工程性、實踐性及應用性很強的基礎學科，教師往往注重培養學生解決鉆井工藝中復雜工程問題的能力，忽視了育人育德等思政元素的融入。課程思政教育的靈魂是思政元素，目前教師在傳授專業基礎知識時未深入挖掘授課內容中隱性的思政元素，教學中將思政教育僵硬地植入授課內容，難以將專業技術發展的狀況與思政教育有效融合，很難深入學生內心。究其原因，主要是教師對課程思政的本質內涵理解不深，對教學中課程思政相關的環節設計不足，僅僅停留于簡單地拼接，或者生搬硬套灌輸，難以實現課程的育人目標。近年來，隨著我國油氣鉆井朝著深層超深層、非常規資源、海洋深水油氣資源等方向發展，傳統的授課未將這些新思想、新技術、新突破引入課堂中，不能真正拉進鉆井學科前沿與學生們的距離，從而難以讓學生發自內心地具有專業認同感。

２“鉆井工程”課程教學改革措施

隨著全球油氣需求的持續增長，油氣鉆采環境變得越來越惡劣，鉆探開發難度不斷加大，面臨各種與油氣井相關的工程難題，這對石油工程類專業人才提出了更加嚴苛的要求［６－８］。要讓學生在有限的學時內，掌握好鉆井工程課程的知識，就需要教師設置好課程教學內容，探索“多元化”的課程教學方式，及時將學科前沿技術更新至授課內容中，進一步優化課程的考核方式，建立課程思政教育體系，才能有效提高教學的針對性，培養學生自主學習、運用所學知識解決實際工程問題的能力，增強學生的專業認同感，激發他們為祖國努力學習的熱情。

２.１課程教學內容的優化設置

鉆井工程是一門綜合性學科，涵蓋油氣鉆完井相關技術及工藝方面的內容，知識體系內容龐大，特別是理論知識既豐富又具有較高難度，對本科生而言是一門具有較大挑戰的課程。在學時壓縮的背景下，授課教師應以提高學生解決實際問題的能力為目標，重新梳理該門課程的授課內容，以鉆井工程理論為基礎，突出工程中的“卡脖子”難題，重點講解針對相關難題的解決思路和方案。以鉆井工程的實際工序作為主線，按照“總體規劃，分項講解”的原則，讓學生充分了解鉆完井各個環節的現狀及新技術應用情況，能夠掌握相關知識及關鍵技術，并且運用所學理論知識解決實際工程問題［３］。中國石油工程設計大賽是石油工程類專業的重要賽事，是檢驗學生運用所學理論知識解決實際問題的重要途徑。充分調研、總結近年來本校石油工程類專業參與該賽事的作品及獲獎情況，以賽促改，針對賽題各個環節中學生常遇到的問題，有針對性地調研國內外最新的技術方案，優化教學內容，在授課過程中突出重點環節，讓學生不僅能更加全面地掌握理論知識，還可以針對工程問題制定解決問題的思路和方案。此外，通過講授國內外石油鉆探公司在各個環節的新技術研發及應用方面的案例，讓學生了解國內外關鍵技術的最新前沿，可開闊學生的國際視野，提升他們的工程創新與實踐能力，激發他們努力學習專業知識，攻克行業“卡脖子”難題的熱情。

２.２課程教學方式的

“多元化”傳統的講授法以“教師講，學生聽”為主，課堂氣氛通常比較沉悶，學生學習積極性往往不夠。尤其對于鉆井工程這樣專業性較強的課程，理論公式推導較多，傳統的授課方式會大大削弱學生的學習熱情，有必要探索“多元化”的教學方式。教師可充分利用現代多媒體技術，在授課時將圖片、視頻、動畫等資料融入授課內容中，讓枯燥的知識點變得生動有趣，更易于吸引學生的關注，增強學生的學習興趣，提升教學效果。同時，教師還可以采用“翻轉課堂”“案例分析”等高階的教學模式，改變傳統授課中教師為主導，學生僅僅聽課和做筆記的現狀。以“翻轉課堂”為例，教師在講解某個重要知識點時，可提前以作業的形式布置給學生，讓學生課下收集并歸納總結，然后學生以“教師”的身份將自己查閱和總結的資料在課堂上與同學們分享。這種教學方法對學生自學能力的提升有較大促進作用，既要求學生能夠較深入地理解知識點，同時要求他們能夠轉述給其他同學，讓他們也能夠理解。學生自己作為課堂的主角，可使沉悶的課堂變得活躍，同時學生講解后，教師可根據學生的講解情況，加以強調或補充，加深學生對知識點的理解。此外，還可以邀請石油領域中有豐富工程實踐經驗的專家來講授，專家們以“現場鉆井案例”為主進行講解，讓學生能夠將課堂上學習的理論知識和專家們的現場案例密切聯系起來，既加深學生對授課內容的理解，又能增強他們利用所學知識解決實際工程問題的能力。專家們還可以將鉆井領域目前正在攻關的國家科技重大專項課題分享給學生們，讓學生能夠追蹤鉆井領域科技的最前沿，開闊學生的學術視野，培養學生的工程實踐意識，激發學生努力學習，為我國鉆探事業奉獻的決心。

２.３課程教學內容的及時更新

鉆井工程是一門包含鉆完井相關技術及工藝的課程，具有較強的應用性［９］。若授課內容中的相關技術得不到及時更新完善，將極不利于培養與現場接軌的石油工程師。教師應根據國內外最前沿的研究成果及相關技術，及時充實、整合鉆井工程教學內容，保證授課內容的先進性。同時，教師們日常中應重視和關注學科發展的新動態，與現場專家經常保持聯系，隨時調整、優化課程授課內容，科學地組織本門課程的教學。鉆井工程是一門偏應用的工程類課程，工程案例是教學內容中不可或缺的部分。授課教師應加強與現場工程的聯系，多與相關專家交流，及時更新授課案例庫。充分收集近年來鉆井現場所遇到的工程問題及最新的解決方案，包括最前沿的技術等，并更新至授課內容中，讓學生在課堂上不僅吸收基本概念、基礎理論知識，還可以獲得知識的延伸與應用。此外，當前高校教師為博士學歷者居多，均有較多與授課內容相關的科研工作經歷，授課教師應將自己相關的科研成果及時分享給學生，調動學生學習的積極性，讓學生認識到創新的重要性，鼓勵他們積極思考、大膽探索，廣泛了解最前沿的鉆井技術，拓展他們的專業知識面，豐富他們的學習視野，為以后的深造和就業奠定基礎。

２.４課程考核方式的優化完善

“鉆井工程”課程考核方式的優化完善，要重視考查方式的改進?！般@井工程”課程考核應以能力運用為最終目標，可將考試內容由原來的兩部分變為四部分，劃分為平時作業、案例／問題解析、課堂討論、期末考試。這樣的考核方式一方面提高了過程考核的比例，讓學生全方位參與到課程學習中來，注重檢驗學生學習的過程，及時反饋信息，讓教師改進、完善教學方法，提升學生的學習效率［１０］。課堂討論考核方式的引入可及時考查學生對所學知識的掌握情況，以及對鉆井工程問題及相關技術的理解，鍛煉學生在課堂上表達自己觀點和見解的能力，學生可通過相互提問、相互交流的方式，加深他們對所學知識的印象。課堂討論也可利用“翻轉課堂”的形式進行，將班級內學生分組，每組每次讓一名學生以多媒體的形式進行講解，其他學生在課堂上以提問及討論的方式參與。教師從學生的課前準備、課堂講解、提問交流等方面進行分項賦分，積極調動學生從課前到課中全方位參與。案例／問題解析考核方式的引入可考查學生運用所學知識解決問題的能力，讓學生能夠做到學以致用，主動去查閱相關文獻書籍，收集相關素材，解決工程中的實際問題，實現教師教學效果最優化。學生可充分利用現代信息技術手段，將國內外相關的資料收集匯總，綜合課堂所學基礎理論知識，分析并解決實際工程問題，形成案例分析報告。從學生資料收集，解決問題的思路、方法、創新性等方面綜合評定學生的表現，這種考核方式有助于更加合理地評價學生的課程學習效果，真實、全方位地反映學生的學習能力。

２.５課程思政教育體系的建立

教師對思政教育的價值認同是實現思政育人的關鍵，應加強專業課教師與思想政治理論課教師的聯系，不斷提升專業課教師科學、精細思政育人的能力，將思政教育貫穿教學與科學研究全過程，實現知識傳授、人才培養與價值引領的高度融合?！般@井工程”課程思政教育體系的建立，需要完善與課程思政教育相關的教學資源，設計緊扣思政教育的典型工程案例，采用多元化的思政教育考核及反饋方式［１１］。修訂“鉆井工程”課程教學大綱，明確思政教育的目標、教學方法、考核方式等，將鉆井學科最前沿的技術及時更新至教學內容中，讓學生充分了解鉆井工程新思想、新技術、新突破。只有對行業充分了解，才能對將來從事的工作充滿信心，更好地激發學生努力成才的決心。例如：在“鉆井液”章節的授課中以情景教學法重現大慶精神，讓學生見證大慶油田創業初期的場景，學習鐵人的先進事跡，深刻領會鐵人精神的內涵，可增強學生的專業認同感，激發他們的家國情懷。深入挖掘思政元素，完善思政教育資料的同時，還要特別關注工程案例中隱含的德育資源。再如：讓學生用所學基礎知識對一口井進行鉆井設計，可考查學生對基礎知識的掌握情況，同時培養他們關注細節、實踐操作方面的能力，通過一口井的設計過程去塑造他們的職業精神和價值觀。思政考核方面，可將平時討論、案例分析、課堂筆記等計入平時成績，同時期末試卷不單純考查專業基礎知識，而要將思政元素充分融合，讓學生充分感受“鉆井文化”，交出智育與德育相互促進的答卷。最后，課程思政效果的評價應由教師、學生及第三方機構（領域內校外專家）共同評定，在獨立評價的基礎上通過協商等途徑形成綜合評價報告。通過校內外相關專家訪談、匿名學生評教等方法及時反饋“鉆井工程”課程思政教育效果并持續改進，以保證課程思政教育的科學性和全面性。

３結語

“鉆井工程”是石油工程類專業的一門核心專業課，課程的教學改革要從該課程的特點出發，以學生為中心，不斷優化課程教學內容，改進課程教學方式，及時更新教學素材，完善課程考核方式，建立課程思政教育體系。要秉持理論與實踐充分結合的觀念，善于運用“翻轉課堂”“案例分析”等高階的教學模式，并結合案例／問題解析、課堂討論等考核方式，讓學生能夠提升學習效率，真正做到學以致用，成為高質量、高水平、高素質的油氣工程領域應用型人才。

參考文獻

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［８］周舟，侯冰，盧運虎，等．面向國際的石油工程創新人才教育和培養模式［Ｊ］．教育教學論壇，２０２２（２２）：１７３－１７６．

［９］李岳祥，王勇，楊昭，等．應用型民辦本科院校鉆井工程課程改革探索［Ｊ］．黑龍江教育（理論與實踐），２０１９（０５）：６０－６１．

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［１１］張?。谡n程思政的鉆井工程示范課建設的研究［Ｊ］．化工管理，２０２１（０４）：２７－２８．

作者:徐建根 李猛 蘇堪華 郭曉樂 單位:重慶科技學院石油與天然氣工程學院