王小兵 李森 顧俊鋒 李棟 馬婷婷

[摘? ? ? ? ? ?要]? 新工科是以產(chǎn)業(yè)需求為導(dǎo)向、技術(shù)發(fā)展改內(nèi)容、學(xué)校主體推改革、學(xué)生志趣變方法，是以培養(yǎng)創(chuàng)新型、跨學(xué)科、具有綜合能力的卓越人才為目標(biāo)。結(jié)合新工科建設(shè)背景，分析石油工程傳統(tǒng)工科課程石油鉆采機械概論教學(xué)過程中存在的問題，提出了改進課程內(nèi)容結(jié)構(gòu);課堂教學(xué)與現(xiàn)場實踐教學(xué)相結(jié)合;跨學(xué)科領(lǐng)域知識運用到課堂;提高實踐教學(xué)考核比例，以問題為導(dǎo)向，取得了較好的教學(xué)效果。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 新工科;石油鉆采機械;實踐教學(xué);跨學(xué)科;教學(xué)改革

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）36-0220-02

新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)革命對工科教育也提出了新的要求。為主動應(yīng)對新的時代需求，并支撐服務(wù)創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展、“中國制造2025”等一系列國家戰(zhàn)略，2017年2月以來教育部積極推進新工科建設(shè)，先后形成了“復(fù)旦共識”“天大行動”和“北京指南”[1]。

新工科理念要求高校工科教育中，拓展原有對工科的界定，沖破傳統(tǒng)工科的專業(yè)束縛，要根據(jù)新時代油田企業(yè)的新需求，廣泛接納其他學(xué)科的新知識，積極拓展現(xiàn)有學(xué)科的知識面，跨學(xué)科交叉，以適應(yīng)油田企業(yè)日益增長的對高科技人才的需求。

在新工科背景下，石油鉆采機械作為石油與天然氣工程專業(yè)的專業(yè)課程應(yīng)抓住機遇，積極進行教學(xué)方法和方式的改革，以滿足油田企業(yè)日益增長的對創(chuàng)新人才的需求。

一、石油鉆采機械課程現(xiàn)狀分析

鉆井和采油是石油工業(yè)中十分重要的兩個工藝過程。

目前國內(nèi)外油（氣）田廣泛使用轉(zhuǎn)盤鉆鉆機。主要設(shè)備有井架、操作平臺、柴油機、鉆機和鉆具等。

目前國內(nèi)外石油工業(yè)中，機械采油設(shè)備主要分為有桿泵和無桿泵兩大類。有桿泵是動力設(shè)備在地面，其帶動抽油機的曲柄連桿旋轉(zhuǎn)，曲柄連桿的旋轉(zhuǎn)運動通過驢頭帶動抽油桿及其柱塞上下運動，進而實現(xiàn)抽油機的抽油工作。無桿泵是在井下將電能轉(zhuǎn)化為泵的機械能，然后泵的機械能再轉(zhuǎn)化為流體的動能，流出井口，不需要借助抽油桿來進行能力傳遞。無桿泵主要為射流泵等。

通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該掌握從事石油開采過程所涉及到的石油鉆采機械的結(jié)構(gòu)、工作原理和維保等的基本知識，能夠解決現(xiàn)場鉆采機械復(fù)雜工程問題。但是其作為石油與天然氣工程類專業(yè)課，教學(xué)實施過程中存在不少困難。主要有以下幾點困難：（1）學(xué)生對鉆采機械沒有感性認(rèn)識;（2）教學(xué)過程手段單一，僅以多媒體形式進行教學(xué)，學(xué)生對設(shè)備的運行動態(tài)缺乏深刻認(rèn)識;（3）現(xiàn)在的鉆采設(shè)備自動化程度高，學(xué)生缺乏相關(guān)專業(yè)知識;（4）現(xiàn)場見習(xí)時間短，學(xué)生缺乏對現(xiàn)場設(shè)備動態(tài)認(rèn)識;（5）學(xué)生缺少工程思想，不能認(rèn)識到鉆采機械在石油工程專業(yè)中的重要性。體現(xiàn)如下。

（一）鉆采機械接觸較少，特性抽象

在日常生活中，學(xué)生幾乎沒有機會接觸石油鉆采機械。日常生活中只能接觸到如洗衣機、自行車和汽車等。對于井架、操作平臺、柴油機、鉆機、鉆具、泥漿泵等鉆井機械，以及游梁式抽油機、有桿泵、水力活塞泵、電動潛油離心泵、射流泵、振動泵、螺桿泵等采油機械，很多學(xué)生沒有聽說過，更不用說有感性認(rèn)識。即使在油田一線現(xiàn)場也只能看到設(shè)備的外觀，看不到設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)，因此這門課十分抽象。

（二）教學(xué)手段單一

目前國內(nèi)各石油院校教授石油鉆采機械這門課，基礎(chǔ)理論教學(xué)時長短，普遍采用課堂多媒體教學(xué)，學(xué)生僅僅能了解到石油鉆采機械內(nèi)部的平面結(jié)構(gòu)，無法深入了解石油鉆采機械內(nèi)部立體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致教學(xué)效果差。課堂上僅僅用文字和圖片描述設(shè)備外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，跨學(xué)科群的知識點涉及很少。另外，在講授過程中工程應(yīng)用的知識點少，缺乏生產(chǎn)一線的實際可操作性。

（三）鉆采設(shè)備自動化程度高

目前國內(nèi)外石油鉆采設(shè)備自動化程度日趨提高，隨著AI人工智能運用到鉆采機械中，石油鉆采機械中“機械”僅僅是骨架，還有許多“肌肉”（相關(guān)軟件）來支撐，學(xué)生需要學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)以及自動控制等相關(guān)課程來豐富自己的知識結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)新時代石油鉆采機械課程的學(xué)習(xí)。

（四）生產(chǎn)一線見習(xí)時間短

由于油田企業(yè)安全環(huán)保要求高，加之很多設(shè)備均在野外運行，學(xué)生去生產(chǎn)一線現(xiàn)場近距離接觸石油鉆采設(shè)備的機會少之甚少。

（五）學(xué)生缺少工程思想

現(xiàn)在大學(xué)生的成長過程中，沒有機會接觸工程機械，小學(xué)、中學(xué)階段一般也只局限于在室內(nèi)實驗室進行實驗，沒有精力關(guān)注工程機械。因而學(xué)生普遍缺乏工程思想。

（六）跨學(xué)科內(nèi)容和應(yīng)用內(nèi)容極少

石油鉆采機械普遍應(yīng)用在石油工程行業(yè)，其他行業(yè)應(yīng)用很少。在以往的石油鉆采機械教學(xué)過程中，理論教學(xué)課時較長，在結(jié)構(gòu)和工作原理等方面花費了太多的課時。具體工程應(yīng)用的講授實際偏少，更沒有現(xiàn)場實訓(xùn)環(huán)節(jié)。

（七）課程評價方法單一

目前石油鉆采機械課程考核評價方式是筆試。綜合成績是筆試成績占70%，實驗成績占30%。筆試內(nèi)容主要為課堂教學(xué)的知識點，實驗成績主要依賴實驗報告。

二、課程教學(xué)實施改革

針對以上石油鉆采機械課程教學(xué)過程中存在的諸多問題，融合新工科理念，筆者在最近三年多的教學(xué)過程中，實行新的石油鉆采機械教學(xué)方式，教學(xué)效果有了較好的提高。主要方法和措施如下。