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石油工程巖石力學(xué)課程的教學(xué)改革

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石油工程巖石力學(xué)課程的教學(xué)改革

摘要:巖石力學(xué)課程是石油工程專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程,提高其教學(xué)質(zhì)量和水平至關(guān)重要。從目前該課程的教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀來看,存在若干問題,比如課堂教學(xué)方式單一,教學(xué)資源利用欠佳、內(nèi)容不夠新穎,系統(tǒng)性差、目的性和實(shí)用性不強(qiáng)等,這些都嚴(yán)重制約著其教學(xué)的達(dá)成度效果。作者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合當(dāng)前石油工程應(yīng)用需求,對(duì)本課程教學(xué)提出了一些改進(jìn)措施,旨在促進(jìn)其教學(xué)改革工作與早日成為精品課程,也希望對(duì)相關(guān)教育工作者有所借鑒。

關(guān)鍵詞:石油工程;巖石力學(xué);課程教學(xué);教學(xué)改革與效果

一、巖石力學(xué)課程教學(xué)中存在的問題

1.課程學(xué)時(shí)安排不夠合理。巖石力學(xué)是研究巖石/巖體在各種力場(chǎng)作用下的變形與破壞規(guī)律的理論及其實(shí)際應(yīng)用的基礎(chǔ)學(xué)科。巖石力學(xué)的許多概念、方法理論以及公式是從工程地質(zhì)學(xué)和土力學(xué)借鑒來的。它涉及多種學(xué)科知識(shí),比如流變力學(xué)、斷裂損傷力學(xué)、材料力學(xué)等知識(shí),學(xué)習(xí)難度非常大,而隨著通識(shí)教學(xué)課程內(nèi)容的不斷增加,專業(yè)課程課時(shí)不斷縮減,這意味著要花費(fèi)更少的時(shí)間去教會(huì)學(xué)生這門課程,所以“滿堂灌”成為當(dāng)前本課程教學(xué)中極為普遍的現(xiàn)象,課堂上更注重理論教學(xué),而理論知識(shí)教學(xué)比較枯燥,給學(xué)生學(xué)習(xí)帶來了一定困難,造成學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高。2.課程教學(xué)方式比較落后。作為石油工程專業(yè)重要的基礎(chǔ)課程,巖石力學(xué)課程內(nèi)容十分豐富,它與工程實(shí)踐是緊密結(jié)合的。目前院校教學(xué)受資金、場(chǎng)地及工程條件等因素影響,理論教學(xué)和實(shí)踐是脫離的,這不利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐能力的提升,不利于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。其次,課程教學(xué)手段較單一,雖然教師在教學(xué)過程中緊跟時(shí)代步伐,利用現(xiàn)代多媒體進(jìn)行教學(xué),但并沒有充分發(fā)揮現(xiàn)代多媒體在教學(xué)中的應(yīng)有作用,未能達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。3.考核手段比較單一。學(xué)生考試成績(jī)往往是課程學(xué)習(xí)效果的反映,一般都是通過卷面考試來檢驗(yàn)學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果的。學(xué)生考試成績(jī)一定程度上可以反映教師的教學(xué)水平,也是檢測(cè)教學(xué)目標(biāo)達(dá)成的重要手段。但就目前巖石力學(xué)課程考核成績(jī)的現(xiàn)狀來看,最終成績(jī)往往是期末考試成績(jī)和平時(shí)成績(jī)的簡(jiǎn)單結(jié)合,而期末考試主要是考核理論知識(shí)的記憶及掌握情況,而對(duì)學(xué)生的思考分析與解決問題能力的考核未真正體現(xiàn)出來,不利于學(xué)生真正有效地學(xué)習(xí)與運(yùn)用巖石力學(xué)相關(guān)知識(shí),這種單一的考核體系一定程度上也妨礙了教師主觀能動(dòng)性的有效提升。

二、巖石力學(xué)課程教學(xué)改革措施

隨著對(duì)能源需求的不斷增長(zhǎng),油氣開采環(huán)境變得惡劣、難度加大,面臨各種問題,比如高壓高溫和井壁失穩(wěn)、井噴井漏等與巖石力學(xué)相關(guān)的問題,這對(duì)石油工程專業(yè)人才的要求日益嚴(yán)苛。而要讓學(xué)生在短短一個(gè)學(xué)期32—40學(xué)時(shí)內(nèi),學(xué)好巖石力學(xué)這門課程并掌握其精髓,就需要教師在課堂上科學(xué)引導(dǎo),抓好課堂教學(xué),充分培養(yǎng)其應(yīng)用巖石力學(xué)知識(shí),分析和解決相關(guān)石油工程問題的能力,以及自主學(xué)習(xí)與獲取新知識(shí)的能力。1.重視課堂教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化。巖石力學(xué)是貫穿于油氣勘探和開發(fā)全過程的專業(yè)學(xué)科。巖石力學(xué)知識(shí)體系比較零散,其理論知識(shí)豐富且復(fù)雜,對(duì)本科生來說是非常深?yuàn)W難懂的課程。首先要保證其教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性(需要及時(shí)更新整合現(xiàn)有的教材),要重視和其相關(guān)學(xué)科發(fā)展動(dòng)態(tài)結(jié)合。必須實(shí)時(shí)關(guān)注石油工程中出現(xiàn)的新技術(shù)、新裝備、新工藝和新問題,根據(jù)石油工程發(fā)展實(shí)際來調(diào)整、優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容,科學(xué)合理地組織教學(xué)。其次,課程教學(xué)要重視創(chuàng)新,讓課堂教學(xué)更加新穎有趣,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。設(shè)置課堂互動(dòng),讓學(xué)生主動(dòng)參與進(jìn)來,并激勵(lì)學(xué)生積極思考與大膽實(shí)踐,課后主動(dòng)總結(jié)與復(fù)習(xí),布置作業(yè)應(yīng)增加“綜合計(jì)算分析或工程設(shè)計(jì)應(yīng)用題”的比例,這樣方能使學(xué)生加深理解掌握一些重要的概念和方法原理,達(dá)到立竿見影的學(xué)習(xí)效果。2.重視課程教學(xué)方式的優(yōu)化。巖石力學(xué)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科,其課程教學(xué)要重視理論和實(shí)踐的有效結(jié)合。但傳統(tǒng)教學(xué)更側(cè)重于理論知識(shí)的學(xué)習(xí),一般都是教師講授,學(xué)生聽課并記錄,這雖有利于理論知識(shí)的傳授,但很難激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣。所以課堂教學(xué)要重視教學(xué)氛圍的營(yíng)造,教師要善于根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的難易,利用提問式、討論式、啟發(fā)式以及研究式等相結(jié)合的方法教學(xué)。要重視學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),首先要鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生參與實(shí)踐項(xiàng)目(開放性實(shí)驗(yàn)和課題研究),將課程理論知識(shí)融入實(shí)踐項(xiàng)目中,引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)理論知識(shí)解決實(shí)際問題。其次,可以利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)有效彌補(bǔ)場(chǎng)地、條件限制的問題。并安排學(xué)生到實(shí)驗(yàn)中心實(shí)習(xí),更多地參與實(shí)踐鍛煉,提高其獨(dú)立分析解決問題的能力。例如,針對(duì)常規(guī)巖石力學(xué)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)難、可對(duì)比性差,重復(fù)測(cè)試費(fèi)用高、周期長(zhǎng),不易實(shí)現(xiàn)等問題,本課程教學(xué)運(yùn)用數(shù)值仿真技術(shù)手段再現(xiàn)不同條件下巖石的變形、破壞,數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)不僅可替代部分物理試驗(yàn),更重要的是能夠更立體直觀地呈現(xiàn)許多物理試驗(yàn)所不能觀察到的力學(xué)現(xiàn)象,深化學(xué)生對(duì)巖石力學(xué)相關(guān)理論的認(rèn)識(shí)和理解,同時(shí)也使得課堂教學(xué)更生動(dòng)形象,利于最大程度激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和興趣。3.重視先進(jìn)技術(shù)的利用,豐富教學(xué)方式。當(dāng)前教學(xué)多以電子課件為主、以黑板板書為輔?,F(xiàn)代多媒體可以充分利用文本、圖形、動(dòng)畫和視頻的形式給學(xué)生展示課程內(nèi)容,帶給學(xué)生更直觀的感受,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,極大提高教學(xué)效率。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源非常豐富,教師要重視引導(dǎo)學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中,充分有效利用網(wǎng)絡(luò)資源,比如師生建立現(xiàn)代巖石力學(xué)學(xué)習(xí)交流QQ群和微信群,即問即答,提高學(xué)習(xí)透明度。讓學(xué)生注冊(cè)慕課,到慕課上學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。它可以讓師生互動(dòng)以及生生互動(dòng),更加靈活;慕課有非常獨(dú)特的教學(xué)理念碎片化學(xué)習(xí)以及快速反饋,帶給學(xué)生全新的體驗(yàn)。這些都有利于提升學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,進(jìn)而提升教與學(xué)的水平及效果。4.重視考核方式的優(yōu)化。巖石力學(xué)課程考核方式的優(yōu)化,要重視考查方式的改進(jìn)。對(duì)學(xué)生課程學(xué)習(xí)效果的考核,可以調(diào)整考試內(nèi)容,將原來2部分調(diào)整為4部分,劃分為平時(shí)出勤、階段性測(cè)試、專題演講以及期末考試,其中平時(shí)出勤課堂考察和階段性測(cè)試各占成績(jī)的10%,自主選擇的專題演講占成績(jī)的20%,期末考試成績(jī)占60%。這種考核方式有利于科學(xué)合理地評(píng)價(jià)學(xué)生的課程學(xué)習(xí)效果,能直接真實(shí)地反映學(xué)生的課程實(shí)際學(xué)習(xí)能力與創(chuàng)新能力。

三、結(jié)語(yǔ)

巖石力學(xué)課程的教學(xué)改革,要從該課程的特點(diǎn)和需求出發(fā),以學(xué)生為中心,不斷優(yōu)化課件教學(xué)內(nèi)容,改進(jìn)教學(xué)方式,完善考核方式。要秉持理論與實(shí)踐相結(jié)合的理念,善于運(yùn)用慕課、計(jì)算機(jī)仿真等現(xiàn)代技術(shù)來豐富課堂教學(xué),提高教學(xué)效果,讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)及應(yīng)用技能,成為積極應(yīng)對(duì)石油工業(yè)發(fā)展需要的地質(zhì)工程力學(xué)一體化人才。

參考文獻(xiàn):

[1]劉向君,羅平亞.巖石力學(xué)與石油工程[M].北京:石油工業(yè)出版社,2013.

[2]張艷麗.“巖石力學(xué)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新,2016,(31):48-48.

作者:夏宏泉 梁利喜 么勃衛(wèi) 單位:西南石油大學(xué)石油與天然氣工程學(xué)院