石油工程仿真实践教学

［摘要］现代高等教育越来越注重培养学生的综合能力，而传统的教学模式只能满足学生对理论知识的需求，对学生实践能力的培养，传统的教学模式尚不能满足。为了弥补传统教学方式的不足，提高学生的实践能力，我校建设了石油工程仿真实训基地，将课堂教学与课外实践有效地结合起来。应该以模拟实践教学为体系，指出当前石油工程教学的不足，并对石油工程仿真实训教学的优越性进行研究。

［关键词］石油工程；仿真实践；教学研究

随着时代的发展和科技的进步，高等教育的教学模式也发生了变化。传统的高等教育旨在向学生传授基础的理论知识，而现代高等教育不仅要向学生传授基础理论知识，更对学生的综合素质及创新能力等进行培养。[1]将石油工程仿真模块运用于学生实践教学中，不仅可以丰富学生的理论知识，还可以提高学生对石油工程相关设备的分析能力，提高学生的实践操作能力，为向国家石油行业输送大量高素质人才奠定基础。

一、石油工程传统教学的不足

石油工程的传统教学是由教师主导的封闭式教学，其注重学生理论知识的培养。在这种模式下，学生处于被动接受的状态，学习效率低下，不能学以致用，学生主动学习的意愿很难被激发。[2]石油工程教学中涉及实践教学，学校会组织学生驱车几个小时到油田参观。由于石油工程的设备都是大型设备，系统庞大、结构复杂、造价昂贵，学生也只能看着设备，听着培训员的讲解。这种以参观形式进行的实践教学不仅耗费时间和成本，在一定程度上也存在着安全隐患，更重要的是学生没有机会真正的动手操作设备，实践操作能力并没有得到提高。因此，必须改变当今石油工程的教学模式，提升学生的实践能力，以适应石油工程行业发展需求。

二、石油工程仿真模块实验教学的优越性

（一）提高教学效果

目前，石油工程课程的教学完全是理论教学，学生只能通过书本观察石油工程方面相关的设备，无法掌握一些设备的具体操作方法。因此，学生在学习中难免会感到枯燥、乏味，学习积极性不高。[3]仿真教学可以将抽象的理论知识变为形象、具体的直观教学，弥补客观条件的不足，为学生提供近似真实的训练环境，提高学生的实际操作能力，激发学生的学习兴趣，调动学生学习的积极性。[4]在石油工程仿真设备运行的过程中，学生可以直观的观察石油的开采过程，教师可以根据学生的实际操作情况了解学生对知识的接受能力，从而对教学计划进行适当地调整。

（二）提高教师的专业能力

石油工程专业的任课教师不仅要具备相应的理论知识，更要具有油田实地考察的经验，而现今大多数石油工程专业的任课教师不具备油田现场的考察经验，只能通过书本的描述来讲解，其专业知识面较窄，对石油工程相关设备的操作技能了解较少。专业、系统的教学对学生进行实际操作非常有利，教师可以在教学的过程中不断积累和提高实践经验，从而将更专业、更系统的知识传授给学生。

（三）让学生身临其境，提高学生的适应能力

石油工程仿真模块是一种真实油田情景的展示，是一种具有指向性与时效性情景的创设。在该模块中进行实践教学，能够给予学生强烈的视觉体验以及一种身临其境的感受，让学生能够在实践操作过程中加深对所学内容的理解，使学生的认知能力大幅度提高。

（四）提前培养学生的职业习惯

[5]石油工程行业属于高风险行业。通过石油工程的仿真训练，可以使学生树立安全意识，养成穿戴安全护服的良好习惯，保证生产安全。石油工程的相关设备复杂，工序比较繁多，在生产过程中，工人间必须相互配合协作才能完成。仿真训练不仅能够培养学生严谨的工作态度，还能培养学生的沟通能力和团结协作能力，增强学生的团队意识。由于石油工程产业的复杂性，稳定生产对于石油工程行业来说是相当重要的。在生产过程中出现的问题如果不能及时解决，其后果不堪设想。可见，如何及时发现和解决问题就显得非常重要。而仿真装置上模拟了一些在生产过程中常出现的问题和不正规的操作步骤，教师可以引导学生在操作的过程中发现问题，让学生通过分析去解决问题。这可以培养学生的主观能动性，达到实践的目的。

（五）营造安全实践的教学氛围

目前，石油院校学生的实践教学大多以校企协同合作的形式完成，大学作为培养人才的主体，企业作为使用人才的主体，共同完成学生相关专业的实践教学任务，培养学生的实践操作能力和创新能力。而石油工程作为一个工科专业，实践训练必须在油田现场执行，而油田企业大多远离高校，学生要经过长途跋涉才能到达实践训练现场，这在一定程度上提高了实践的危险系数。由于石油工业是一个高风险的产业体系，油田作为石油工业的一线产业，其现场环境条件苛刻，过程联系性强，原料多为易燃易爆、有毒有害、有腐蚀的物质，并且生产技术复杂，设备种类繁多，学生在实践的过程中，稍有不慎就会发生安全事故。石油工程仿真模块为学生提供了一个安全实践的平台，其模拟采油过程，大大降低了危险系数，而石油工程的相关设备以及电线电路的布置都采用了安全保护，这能从根本上杜绝危险的发生，保障学生的安全。

三、石油工程仿真实践教学模块的构建

（一）教学实践设备的构建

我校致力于培养石油工程高级人才，学生理论知识的运用能力、实践能力是人才培养的关键。在校领导的大力支持下，我校依据已确立的实训中心建设思路，相继建设钻井机装置、修井机装置、井控装置、抽油机装置、油藏剖面模拟装置等多套与石油工程专业相关的实训装置，并立即投入运行，让学生利用装置进行实践训练。这些设备均由真实设备按一定的比例制作，可进行现场操作演示。以钻井机为例：1.根据钻井机原型设备设计制造，基本与原型外形一致；2.井架模型、底座模型、天车模型根据相似理论设计制造而成，确保应力测试试验数据的准确性；3.基本包含了全套钻机的设备，达到看到模型即看到实物钻机的效果；4.模型所有功能的试验均用控制台操作，方便可靠；5.所有零部件均为钢质，确保了模型的强度和耐用；6.所有机加件均镀锌处理，表面采用高质量油漆或喷塑处理，确保了模型的美观性；7.具有实物钻机的诸多功能，可对井架、底座进行载荷试验。学生通过对钻井机的实践训练，可以达到以下实践效果：1.熟悉整套钻机的结构组成；2.可直观灵活的观摩学习真实钻机的诸多功能；3.可对模型进行载荷试验，甚至破坏性试验，满足科研的需要。相对于去井厂实习，钻机模块具备以下优势：1.节省了实习费用；2.降低了设备及人身安全风险系数；3.试验项目及试验时间灵活方便，井厂主要以打井为主，不可能为试验停止作业；4.诸多钻机功能学生可以亲自参与，而在井厂学生只能参观而无法实际操作；5.应力测试试验是钻机模型的技术核心，而在井厂几乎无法进行；6.必要时，可进行破坏性试验。除此钻机外，石油工程仿真实训基地还配有采油机、修井机、井控装置及油藏剖面模拟装置，可以使学生全方位的观察原油采出的过程，让学生了解石油工程行业的技术特点，达到实践的目的。

（二）实践教学培养计划的构建

我校组建的油气储运仿真实训基地不仅丰富了实践教学内容，而且提高了教学效率。下面是我校的实践教学计划安排。

四、结束语

石油工程仿真模块的建设是为了培养学生理论分析能力和实践操作技能，使学生能够将理论与实际相联系，从而更好地适应现代科学发展对人才的要求。通过石油工程仿真模块的建设，学生可以在书本理论知识学习的基础上，掌握石油工程相关设备的操作方法，从而具备理论基础和实践能力，综合素质能得到大幅度提高。此外，仿真教学也培养了学生严谨的工作作风，为今后向国家石油系统输送大量高素质人才提供了保障。

［参考文献］

［1］张凤玉.对创新模式下的模拟实践教学体系研究［J］.中小企业管理与科技（上旬刊），2012（8）：218-219.

［2］顾浩.大学生学习意愿的调查研究———基于某一学校的调查数据［J］.社会心理科学，2012（12）：70-75.

［3］安寅，孟祥贵，王伟.工程教育下的电工技术实验教学改革［J］.实验科学与技术，2012（1）：67-69.

［4］王尧.ERP沙盘模拟实验室的实训教学策略［J］.沈阳师范大学学报，2013（2）：96-98.

［5］郭泉.化工单元操作实训装置的研制［J］.中国教育技术装备，2012（12）：120-121.

作者：王卫强 孙小平 孙林 孙文志 单位：辽宁石油化工大学