论文部分内容阅读
摘要：以提高石油工程专业学生的“创新意识与创新能力”为目标，对其实验教学环节、实习教学环节和毕业设计三个方面的形式与内容进行改革，取得了良好的实践效果。
关键词：实验教学；实习教学；毕业设计；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）35-0024-03
东北石油大学石油工程专业是第二类国家特色专业，在专业建设过程中，始终十分重视对大学生“创新意识与创新能力”的培养，对主要实践教学环节进行了改革，取得了良好的实践效果。具体工作主要体现在以下三个方面。
一、实验教学环节改革
以强化实验教学环节对学生实践能力和创新意识的培养作用为核心，构建实验教学体系。按照理论教学与实验教学既互相关联又相对独立的原则，构建了“1个目标，2个结合，3个层面，4种模式，多种模块”的实验教学体系。即以培养学生实践能力和创新精神为目标，坚持课内与课外、校内与校外相结合，按照石油工程专业实验教学特点设置油气井工程、采油工程、油藏工程3个实验教学模块，通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式的训练，使学生得到基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养，优化了以不同教学内容与方式组成的实验教学体系，构建实验教学内容有机结合、系统衔接的实验教学平台。实验教学体系中油气井工程、采油工程、油藏工程3个模块，是按照学科专业理论教学与实验教学有机结合，根据实验教学内容特点进行划分的。各模块实验教学依据专业培养目标设立实验项目，形成了由课程基础、综合设计、探索创新3个层次实验构成的实验教学内容体系，并注重将教学改革成果、科学技术研究项目、结合生产实际问题、国家大学生创新实验计划项目、学科竞赛项目等引入、固化在实验项目中，不断更新实验教学内容。设置了一定比例的学生自主选做实验项目，充分调动学生参与实验教学的积极性、主动性，为满足学生个性化发展提供了条件。按照人才培养方案，制定了完备的教学大纲，体现了教学指导思想。分层次实验教学由基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养构成。根据理论教学与实验教学有机结合、系统衔接的原则，上述3个层面的能力培养主要通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式来实现。
1.课程基础实验。用于理论知识验证和认知、基本实验操作方法及技能训练、数据处理方法及实验报告书写方法训练。采用以教师教学辅导为主导的教学方式，学生边学边实践，通过基础实验项目的全面训练，巩固相应的理论知识，获得实验的基本操作方法及技能，掌握正确的数据处理及实验报告书写方法，培养学生严肃认真的实验作风。该层次培养任务主要由演示或验证性实验和野外地质实习、油田现场实习完成。
2.综合设计实验。该层次实验教学在学生掌握了一定的专业理论知识和实验基本技能的基础上开设，用于训练学生综合分析问题解决问题的能力及自主开展科学研究的实践能力。实验项目内容以理论教学多知识点综合分析与应用为基础设立，采用以学生自主实验为主，教师为辅的教学模式，即学生利用各种信息资源，通过自行查阅资料、设计实验方案、实施实验操作、完成实验结果综合分析和实验报告等。综合设计实验项目的主要由原有的常规实验项目整合、结合生产实际问题、科研项目转化、部分竞赛类项目转化形成。
3.探索创新实验。探索创新实验项目用于培养学生科学研究、科技创新能力，为具备一定科研潜质的学生提供较高级别的创新平台，进行特色培养。鼓励有创新性的实验研究成果申请专利或公开发表论文，对这些学生给予创新学分奖励。该类实验教学采取导师制，以学生自主设计实验方案、安排实验过程、实施实验检测为主的教学模式，并根据创新实验项目的类型及容量，成立大学生创新实验组及教学指导小组的方式开展集体创新实验教学工作。探索创新实验项目主要由国家大学生创新实验计划项目、科研课题、结合生产实际问题、学生申请项目等转化形成。
4.自主开放实验。实验室开放教学是在合理配置和优化整合实验中心资源，实现资源共享，完善实验教学、实验室建设制度和运行机制的基础上进行的。主要用于满足学生的兴趣、个性化发展等培养需要。开放的形式主要包括实验管理层面上开放、实验内容层面上开放、课内外科技创新活动开放三种。实验管理层面的开放主要用于实验教学课程内必做项目的时间开放，学生通过实验教学管理网络系统自主选择实验时间；实验内容层面开放主要用于实验教学课程内选做项目的实验，主要为综合设计实验，通过网络预约、实验方案设计提交、批准等程序实施；科技创新活动开放主要用于学生创新能力及个性化培养，实验时间根据项目研究内容确定，按照预约、实验方案提交、可行性分析、计划安排、批准等程序开展。上述三个层面的开放，满足了学生个性化培养的需求，为实现课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验三个层次教学目标提供了保障。通过几年建设与改革，2009年“石油工程与地质实验室”被批准为国家级实验教学示范中心建设单位，为石油工程专业实验教学进一步发展提供了广阔平台。
二、实习教学环节改革
东北石油大学与大庆油田技术培训中心签订了长期实习培训协议，成为我校石油工程专业固定实习基地。该中心具有国家二级安全生产培训机构资质，拥有国内比较先进和完备的训练设施和设备，具有一个4万多平方米室外训练场（包括钻井工程演练场，采油工程演练场）和500多平方米的模拟演示陈列室。钻井演练场，承担着钻井技能训练的任务，演练场共分工具识别、设备解剖、二层平台操作、钻台操作大钳训练以及系绳套等六个训练区，能够完成钻井方向的全部实习任务；模拟演示陈列室包括石油钻井简介、钻进技术、固井技术、钻井常用工具、钻井机械、气控制流程、全套模拟井架等部分组成，采用了实物、模型、照片、光机电模拟显示板、录像等方式，直观形象地展示石油钻井工艺技术、工具设备和流程，对钻井工程培训直起到了非常重要的辅助教学作用。采油工程演练场，承担采油技能培训任务，演练场分抽油机操作、注水井捣流程、油井修井作业三个训练区；模拟演示陈列室包括油水井捣流程、井下管柱、管柱连接、集输流程、油水分离等部分组成，对采油工程培训起到了非常的重要辅助教学作用。近年来，石油工程专业生产实习一直在该中心进行，由该中心老师担任设备操作指导工作，学生能够亲手操作各种设备，避免了以前在油田生产单位实习，对各种设备只能看不能动的局面，既培养了学生动手操作能力，又培养了学生安全操作的意识，切实达到了生产实习的目的。
三、毕业设计改革
2010年，毕业设计由原来13周拓展到15周，增加了毕业设计时间，学生有充分的时间进行创新性研究。由于石油工程专业教师科研题目较多，毕业论文95%来源于教师真实课题，结合工程实际，使学生的实践能力得到真正的锻炼，80%左右的论文质量较高，具有较高的理论水平和实际应用价值。这些论文的一个共同特点是：工作量大，有一定的理论深度，学生在毕业设计期间花费了大量精力深入论文，与教师的科研工作相结合的同学大多数完成的论文质量较高，获得校级优秀和创新杯的同学大部分来源与此。针对石油工程专业教师科研任务多的特点，石油工程专业有20%左右的学生提前半年左右进入毕业设计，参与到课题研究工作中，一方面缓解了教师繁重的科研工作量，另一方面，更重要的是学生的动手能力和工程实践能力得到很好的培养和加强。这些提前进入毕业设计的学生所从事的科研工作主要是以下几个方面：
1.编制软件或参与软件的部分编制工作。实行双学位制度以来，一些对计算机感兴趣的同学辅修了计算机课程，但由于条件限制，这些同学的上机时间很少。这样，一些同学提前介入到教师的课题中来，由教师提供先进的计算机设备和必要的编程书籍，在教师给出理论模型的基础上，独立或参与编制部分软件。一方面，学生需要应用所学专业知识理解掌握数学模型，培养了学生理论联系实际、解决实际问题的能力；另一方面，学生的计算机知识在真刀实枪中得到锻炼，提高了学生的变成能力和计算机知识综合应用能力。
2.大量的数据拟合计算。一些工作量大、重复性强的计算工作由提前进入设计的同学完成，例如，油藏数值模拟，从数据整理、插值、数据流的形成到反复进行历史拟合，需要大量的时间，学生在毕业设计的短短2个月内根本无法完成，而这又是油田开发方案制定与调整的最主要研究内容，在石油工程专业中占有重要的地位。为此，在类似的这方面，一些学生提前介入，在教师的帮助和指导下，锻炼了他们综合应用专业知识进行大规模油田实际计算、分析的能力，对于学生了解各研究方向最新进展和毕业后所从事研究内容有很大的帮助。根据近几年毕业设计题目统计，95%的设计能够用于生产实践。
四、实践效果
经过长期对学生创新精神与实践能力的培养，取得了明显的效果。近3年，毕业设计优秀率为35%，良好率40%，有28人获得创新杯。在全国性大学生物理和数学建模竞赛中有20名同学获得奖励，发表学术论文10余篇。经过多年的实践教学改革，实践教学内容、教学方法与手段不断完善，学生“三基”水平有很大的提高，创新能力和创新意识增强，表现在毕业设计阶段80%的学生可以独立设计实验方案，独立完成整个实验操作过程，同时，综合性、开放性实验比例不断提高，目前已接近50%，有利于激发学生创造潜能，培养学生创新意识和创新能力，石油工程与地质实验教学中心已经成为学生科技创新的基地。近5年，学生充分利用实验中心的仪器设备，开展科技创新活动，积极参加学校、省、国家的科技创新大赛，取得了优异的成绩。2011~2012年，石油工程专业学生获得国家级大学生创新实验项目资助6项，校级大学生创新实验项目资助4项；在我校主办的挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛中，有27人获奖，其中，获得特等奖2人，一等奖2人，二等奖5人，三等奖18人；有28人获学校“创新杯”优秀毕业论文奖。
关键词：实验教学；实习教学；毕业设计；改革
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）35-0024-03
东北石油大学石油工程专业是第二类国家特色专业，在专业建设过程中，始终十分重视对大学生“创新意识与创新能力”的培养，对主要实践教学环节进行了改革，取得了良好的实践效果。具体工作主要体现在以下三个方面。
一、实验教学环节改革
以强化实验教学环节对学生实践能力和创新意识的培养作用为核心，构建实验教学体系。按照理论教学与实验教学既互相关联又相对独立的原则，构建了“1个目标，2个结合，3个层面，4种模式，多种模块”的实验教学体系。即以培养学生实践能力和创新精神为目标，坚持课内与课外、校内与校外相结合，按照石油工程专业实验教学特点设置油气井工程、采油工程、油藏工程3个实验教学模块，通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式的训练，使学生得到基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养，优化了以不同教学内容与方式组成的实验教学体系，构建实验教学内容有机结合、系统衔接的实验教学平台。实验教学体系中油气井工程、采油工程、油藏工程3个模块，是按照学科专业理论教学与实验教学有机结合，根据实验教学内容特点进行划分的。各模块实验教学依据专业培养目标设立实验项目，形成了由课程基础、综合设计、探索创新3个层次实验构成的实验教学内容体系，并注重将教学改革成果、科学技术研究项目、结合生产实际问题、国家大学生创新实验计划项目、学科竞赛项目等引入、固化在实验项目中，不断更新实验教学内容。设置了一定比例的学生自主选做实验项目，充分调动学生参与实验教学的积极性、主动性，为满足学生个性化发展提供了条件。按照人才培养方案，制定了完备的教学大纲，体现了教学指导思想。分层次实验教学由基本技能、综合技能、创新能力3个层面能力的培养构成。根据理论教学与实验教学有机结合、系统衔接的原则，上述3个层面的能力培养主要通过课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验、自主开放实验4种实验教学模式来实现。
1.课程基础实验。用于理论知识验证和认知、基本实验操作方法及技能训练、数据处理方法及实验报告书写方法训练。采用以教师教学辅导为主导的教学方式，学生边学边实践，通过基础实验项目的全面训练，巩固相应的理论知识，获得实验的基本操作方法及技能，掌握正确的数据处理及实验报告书写方法，培养学生严肃认真的实验作风。该层次培养任务主要由演示或验证性实验和野外地质实习、油田现场实习完成。
2.综合设计实验。该层次实验教学在学生掌握了一定的专业理论知识和实验基本技能的基础上开设，用于训练学生综合分析问题解决问题的能力及自主开展科学研究的实践能力。实验项目内容以理论教学多知识点综合分析与应用为基础设立，采用以学生自主实验为主，教师为辅的教学模式，即学生利用各种信息资源，通过自行查阅资料、设计实验方案、实施实验操作、完成实验结果综合分析和实验报告等。综合设计实验项目的主要由原有的常规实验项目整合、结合生产实际问题、科研项目转化、部分竞赛类项目转化形成。
3.探索创新实验。探索创新实验项目用于培养学生科学研究、科技创新能力，为具备一定科研潜质的学生提供较高级别的创新平台，进行特色培养。鼓励有创新性的实验研究成果申请专利或公开发表论文，对这些学生给予创新学分奖励。该类实验教学采取导师制，以学生自主设计实验方案、安排实验过程、实施实验检测为主的教学模式，并根据创新实验项目的类型及容量，成立大学生创新实验组及教学指导小组的方式开展集体创新实验教学工作。探索创新实验项目主要由国家大学生创新实验计划项目、科研课题、结合生产实际问题、学生申请项目等转化形成。
4.自主开放实验。实验室开放教学是在合理配置和优化整合实验中心资源，实现资源共享，完善实验教学、实验室建设制度和运行机制的基础上进行的。主要用于满足学生的兴趣、个性化发展等培养需要。开放的形式主要包括实验管理层面上开放、实验内容层面上开放、课内外科技创新活动开放三种。实验管理层面的开放主要用于实验教学课程内必做项目的时间开放，学生通过实验教学管理网络系统自主选择实验时间；实验内容层面开放主要用于实验教学课程内选做项目的实验，主要为综合设计实验，通过网络预约、实验方案设计提交、批准等程序实施；科技创新活动开放主要用于学生创新能力及个性化培养，实验时间根据项目研究内容确定，按照预约、实验方案提交、可行性分析、计划安排、批准等程序开展。上述三个层面的开放，满足了学生个性化培养的需求，为实现课程基础实验、综合设计实验、探索创新实验三个层次教学目标提供了保障。通过几年建设与改革，2009年“石油工程与地质实验室”被批准为国家级实验教学示范中心建设单位，为石油工程专业实验教学进一步发展提供了广阔平台。
二、实习教学环节改革
东北石油大学与大庆油田技术培训中心签订了长期实习培训协议，成为我校石油工程专业固定实习基地。该中心具有国家二级安全生产培训机构资质，拥有国内比较先进和完备的训练设施和设备，具有一个4万多平方米室外训练场（包括钻井工程演练场，采油工程演练场）和500多平方米的模拟演示陈列室。钻井演练场，承担着钻井技能训练的任务，演练场共分工具识别、设备解剖、二层平台操作、钻台操作大钳训练以及系绳套等六个训练区，能够完成钻井方向的全部实习任务；模拟演示陈列室包括石油钻井简介、钻进技术、固井技术、钻井常用工具、钻井机械、气控制流程、全套模拟井架等部分组成，采用了实物、模型、照片、光机电模拟显示板、录像等方式，直观形象地展示石油钻井工艺技术、工具设备和流程，对钻井工程培训直起到了非常重要的辅助教学作用。采油工程演练场，承担采油技能培训任务，演练场分抽油机操作、注水井捣流程、油井修井作业三个训练区；模拟演示陈列室包括油水井捣流程、井下管柱、管柱连接、集输流程、油水分离等部分组成，对采油工程培训起到了非常的重要辅助教学作用。近年来，石油工程专业生产实习一直在该中心进行，由该中心老师担任设备操作指导工作，学生能够亲手操作各种设备，避免了以前在油田生产单位实习，对各种设备只能看不能动的局面，既培养了学生动手操作能力，又培养了学生安全操作的意识，切实达到了生产实习的目的。
三、毕业设计改革
2010年，毕业设计由原来13周拓展到15周，增加了毕业设计时间，学生有充分的时间进行创新性研究。由于石油工程专业教师科研题目较多，毕业论文95%来源于教师真实课题，结合工程实际，使学生的实践能力得到真正的锻炼，80%左右的论文质量较高，具有较高的理论水平和实际应用价值。这些论文的一个共同特点是：工作量大，有一定的理论深度，学生在毕业设计期间花费了大量精力深入论文，与教师的科研工作相结合的同学大多数完成的论文质量较高，获得校级优秀和创新杯的同学大部分来源与此。针对石油工程专业教师科研任务多的特点，石油工程专业有20%左右的学生提前半年左右进入毕业设计，参与到课题研究工作中，一方面缓解了教师繁重的科研工作量，另一方面，更重要的是学生的动手能力和工程实践能力得到很好的培养和加强。这些提前进入毕业设计的学生所从事的科研工作主要是以下几个方面：
1.编制软件或参与软件的部分编制工作。实行双学位制度以来，一些对计算机感兴趣的同学辅修了计算机课程，但由于条件限制，这些同学的上机时间很少。这样，一些同学提前介入到教师的课题中来，由教师提供先进的计算机设备和必要的编程书籍，在教师给出理论模型的基础上，独立或参与编制部分软件。一方面，学生需要应用所学专业知识理解掌握数学模型，培养了学生理论联系实际、解决实际问题的能力；另一方面，学生的计算机知识在真刀实枪中得到锻炼，提高了学生的变成能力和计算机知识综合应用能力。
2.大量的数据拟合计算。一些工作量大、重复性强的计算工作由提前进入设计的同学完成，例如，油藏数值模拟，从数据整理、插值、数据流的形成到反复进行历史拟合，需要大量的时间，学生在毕业设计的短短2个月内根本无法完成，而这又是油田开发方案制定与调整的最主要研究内容，在石油工程专业中占有重要的地位。为此，在类似的这方面，一些学生提前介入，在教师的帮助和指导下，锻炼了他们综合应用专业知识进行大规模油田实际计算、分析的能力，对于学生了解各研究方向最新进展和毕业后所从事研究内容有很大的帮助。根据近几年毕业设计题目统计，95%的设计能够用于生产实践。
四、实践效果
经过长期对学生创新精神与实践能力的培养，取得了明显的效果。近3年，毕业设计优秀率为35%，良好率40%，有28人获得创新杯。在全国性大学生物理和数学建模竞赛中有20名同学获得奖励，发表学术论文10余篇。经过多年的实践教学改革，实践教学内容、教学方法与手段不断完善，学生“三基”水平有很大的提高，创新能力和创新意识增强，表现在毕业设计阶段80%的学生可以独立设计实验方案，独立完成整个实验操作过程，同时，综合性、开放性实验比例不断提高，目前已接近50%，有利于激发学生创造潜能，培养学生创新意识和创新能力，石油工程与地质实验教学中心已经成为学生科技创新的基地。近5年，学生充分利用实验中心的仪器设备，开展科技创新活动，积极参加学校、省、国家的科技创新大赛，取得了优异的成绩。2011~2012年，石油工程专业学生获得国家级大学生创新实验项目资助6项，校级大学生创新实验项目资助4项；在我校主办的挑战杯大学生课外学术科技作品竞赛中，有27人获奖，其中，获得特等奖2人，一等奖2人，二等奖5人，三等奖18人；有28人获学校“创新杯”优秀毕业论文奖。