《钻井工程课程设计》教学方法改革与实践

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　　摘要：钻井工程课程设计是石油工程专业学生学习专业课后的一门非实验实践课，主要培养学生综合应用专业知识的能力，其教学方法必然与理论课程不同，更加注重课程的实践性。文章从石油工程专业钻井工程课程设计实际教学效果出发，提出改进措施，使该设计具有多样化、整体性的特征，给予学生更多的发挥空间，吸引学生的设计兴趣，加深其对设计过程的理解，激发学生的创新潜能，使其具有综合运用专业知识解决实际工程问题的能力。
　　关键词：钻井工程；课程设计；教学方法
　　中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2019）31-0086-02
　　一、引言
　　钻井工程是石油与天然气工程领域的主干专业技术课之一。该课程具有综合性、实践性和灵活性较强的特点，涉及钻完井工程、固井工艺、井控技术、钻井液技术、油田化学和力学等方面的知识[1，2]。《钻井工程课程设计》是钻井工程的重要实践教学环节之一；通过撰写课程设计来培养学生综合运用专业知识对某油田区块进行钻井工艺设计的基本能力，为后续课程学习、本科毕业设计（论文）和石油工程类的学科竞赛等奠定良好的基础。
　　二、《钻井工程课程设计》教学过程中存在的主要问题
　　近年来，随着石油行业形势的变化，就业前景不如往年好，石油工程毕业生逐渐进入其他行业，部分学生对专业课尤其是设计类课程的学习兴趣变淡。通过调研石油高等院校课程设计开展情况，结合我校石油工程专业钻井工程课程设计教学效果，学生在完成课程设计中普遍存在以下问题。
　　（一）重视程度不够，学生重“理论”、轻“设计”
　　高校教学过程主要包括理论教学和实践教学。大学学习期间，多数学生存在认识误区，认为能学好理论课程足矣，不重视实践类课程的学习，尤其是设计类课程，在设计过程中敷衍了事，不善于甚至不喜欢查阅文献，仅仅参照教材做一些简单运算，设计结果与实际应用偏差很大。
　　（二）课程设计任务书相似，抄袭现象严重
　　钻井工程课程设计内容通常为一口井的全部综合设计，学生根据钻井工程设计任务书完成相应内容，虽然任务不同，但设计题目比较单一且设计模式及内容相似，工程实际性不强，限制了学生个人特长的发挥。同时，由于设计任务的高度相似性，学生的计算数据和设计结果相近，部分学生存在抄袭现象，无法激活学生的独立思考能力和理解力，不能更好地培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。
　　（三）设计安排在集中周进行，教学资源利用率不高
　　目前，我校学生是在集中周期间完成钻井工程课程设计内容，部分学生不能很好地利用实验室、实验机房和馆藏图书等资源，影响课程设计效果。具体表现：多数学生不熟悉甚至不会使用钻井工程中的专业软件，在集中周进行课程设计，导致边学习软件边设计，时间比较紧迫，多数学生是在设计后期突击，设计报告质量不高。
　　（四）教师集中辅导，学生不易吸收
　　进行钻井工程课程设计实践教学过程中，最大的难题是如何将繁杂的设计资料和相关参数全部展示给学生，使学生快速及时地检索并利用所提供的信息。在课程设计集中周，将一口井的钻井工程设计任务顺利完成；但让学生在短时间内很好完成设计，难度大。在以往的钻井工程课程设计教学过程中，教师花费大量时间进行讲解，学生也能够积极主动地开展相关设计，但集中设计时间短，学生不能完全理解和消化设计精髓，完成的设计报告质量不高。
　　（五）集中进行课程设计，过程考核要求不严
　　为了保证钻井工程课程设计质量，要求学生集中进行设计，每天在指定教室完成至少6学时的设计内容，其余时间要求学生在图书馆和实验机房查阅资料和学习教学软件，自行学习时间往往出现部分学生贪玩而没有真正进入图书馆和实验室学习。由于学生相对分散，不便教师管理，过程考核出现不严格现象。
　　三、教学过程中的主要改进措施
　　（一）建立课程设计案例库或参数管理数据库
　　钻井工程设计是一个专业综合性训练项目，需要大量的现场数据资料，该课题通过依托八届中国石油工程设计大赛赛题、收集现场实际钻井案例和前沿钻井工艺技术，甚至邀请校外专家命题等方式，建立课程设计题库或课程设计参数数据库，增加钻井工程的新颖性和前沿性内容。比如，复杂结构井、海上油气井和非常规储层油气井等设计内容，给予学生更多的选择，实现任务书和设计形式的多元化，防止抄袭，其设计成果可以软件编写、工艺创新、设备或装置设计形式呈现，体现课程的多样化特点。
　　（二）改变课程设计任务布置时间
　　该课程设计具有综合性、实践性和灵活性较强的特点，涉及钻完井工程、固井工艺、井控技术、钻井液技术、油田化学和力学等多门课程的相关知识。因此，可提前下达课程设计任务，让学生带着任务学习。一方面，使学生在学习过程中，主动寻求和探索解决设计任务的知识与方法，提前为进行课程设计准备基础资料，保障课程设计的顺利开展；另一方面，提前布置设计任务，让学生带着问题学习，充分调动学生学习兴趣和热情，使学生主动学习相关课程内容，提高课程学习效果。
　　（三）分散学习与集中设计相结合
　　钻井工程课程设计主要培养学生综合应用专业知识的能力，其教学方法必然与理论课程不同，须注重课程实践特性。通过该课题的实施，在《钻井工程》理论课程中，任课教师加强钻井工程设计专题的讲解，比如钻井液技术设计、固井工艺设计、钻井水力参数设计和钻柱技术等，增加钻井工程专业软件的介绍与使用环节。学校全天开放专业软件机房，让学生在课内学习，课后进入機房练习专业软件，熟练使用工程设计软件，提前锻炼课程设计基本能力，使其能按质按量完成设计内容，避免出现疲于应付的现象。
　　（四）严格设计要求，避免学生抄袭
　　为了严格要求，提高钻井工程课程设计质量，锻炼学生独立思考的能力，教师在学生完成设计过程中，定期检查学生设计进度、完成情况并帮助学生发现设计中存在的问题，进行阶段性讲解，评选合理的设计方案。同时，要求学生对错误的设计方案重新整理和计算，对设计过程进行小结，能够真正做到独立完成每一部分的设计，并让学生分组就设计内容进行交流与探讨，为后续设计奠定基础。
　　（五）加强过程管理，实施阶段考核
　　钻井工程课程设计分为井身结构设计、套管柱强度设计、钻柱设计、钻井液设计、钻井水力参数设计、注水泥设计六部分，课程设计中规定各部分具体完成时间，到达每部分规定的时间后检查学生的阶段性设计结果，并给出相应的考核成绩。同时，按设计任务的难易程度赋予相应权重，最终得出每位学生的分阶段考核成绩。
　　四、认识与结语
　　根据我校石油工程专业钻井工程课程和钻井工程课程设计实际教学效果，剖析我校钻井工程学课程设计在教学过程中存在的主要问题，进行相应的教学改革，比如改变设计任务布置时间，建立课程设计题库，由校内外专家联合指导学生或邀请企业专家到校参加课程设计答辩，加强过程考核以及成绩评定方法等的改革，并在钻井工程课程设计教学过程中进行实践。结果表明，改变钻井工程课程设计教学方法，更能激发学生的设计兴趣，增强学生的主观能动性，有利于加深学生对设计过程的理解，保证设计过程顺利进行，成绩评定更加合理，在一定程度上改善教学效果，提升钻井工程课程设计教学质量，有利于我校石油类专业应用型人才培养目标的实现。
　　参考文献：
　　[1]田晓珍，张敏.通过课程设计培养学生创新能力[J].信息技术教学与研究，2008，（38）：151-152.
　　[2]冯福平，艾池，李士斌.等.钻井工程课程设计教学方法的改进[J].石油教育，2012，（2）：91-92.
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