石油工程專業(yè)實習驅(qū)動教學模式探討

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2010年，教育部啟動了工程教育的重大改革項目“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，中國石油大學（華東）成為首批躋身“卓越計劃”的61所高校之一，是山東省進入“卓越計劃”的三所高校之一，是全國唯一一所進入“卓越計劃”、石油特色鮮明的211工程高校。為落實高校“卓越計劃”培養(yǎng)方案中的企業(yè)學習階段的任務(wù)，創(chuàng)建企業(yè)、高校聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機制，培養(yǎng)學生的工程設(shè)計能力、實踐工程能力和工程創(chuàng)新能力，中國石油大學（華東）于2012年與中原油田共建“中石大中原石油工程國家級實踐教育中心”。本文以中原石油工程國家級實踐教育中心為依托，探討基于卓越計劃的石油工程本科生專業(yè)實習問題驅(qū)動教學模式。

一、石油工程專業(yè)實習的現(xiàn)狀

石油工程專業(yè)實習的現(xiàn)狀可以用一句話概括：安全至上，走馬觀花，報告交差。安全至上。學生現(xiàn)場實習的安全問題是頭等大事，一旦出現(xiàn)問題，后期的處理會十分棘手。由于學生長期生活在高校較為安全的環(huán)境下，對現(xiàn)場危險的場所認識不足，從而導致防范意識不足。在實習動員會上，幾乎每次都強調(diào)“只要完完整整出去，安安全全回來，實習就是圓滿”的意識?，F(xiàn)場單位更是擔心實習學生出現(xiàn)安全問題，有危險的地方限制學生進入。學生現(xiàn)場實習的空間大大縮小，專業(yè)實習的質(zhì)量讓位于安全。走馬觀花。由于校外實習集中安排在暑期，實習的學生班級較多，一般是安排兩個班作為一個課堂。受現(xiàn)場施工噪音的影響，六十余學生同時聽技術(shù)人員講解，效果較差。再加上現(xiàn)場參觀的內(nèi)容以前沒有接觸過，實習的內(nèi)容都是新的，學生又沒有問的時間，所以只好囫圇吞棗。石油工程作業(yè)的設(shè)備與工具較多，學生實多數(shù)只能看到外表，不能細致了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一個完整的石油工程工藝流程鏈較長，學生在實習期內(nèi)只能看到工藝流程的一部分。由于安全原因，很少安排學生親自上崗操作，學生在整個實習過程中對石油工程現(xiàn)場了解不全面。報告交差。生產(chǎn)實習考核主要采取寫實習報告的方式。實習指導書給出實習報告的基本框架結(jié)構(gòu)和知識點，學生以實習內(nèi)容為重點，查閱相關(guān)的參考書補齊實習要求的知識點，并撰寫出生產(chǎn)實習報告。該種方式要求學生在實習時認真記筆記，課后整理筆記并寫成實習報告。該種方式是一種被動式接受知識的方式。由于學生機械地記錄，記錄不全的地方再參考其他同學的記錄。寫出來的實習報告基本上是千篇一律，難以區(qū)分學生的實習表現(xiàn)，也不利于調(diào)動學生學習的積極性。

二、專業(yè)實習問題驅(qū)動教學模式

問題驅(qū)動(problem-basedlearning，PBL)教學模式是一種以問題為基礎(chǔ)、學生為中心、教師為引領(lǐng)人、自主學習與小組討論為教學形式的課程新模式，主要強調(diào)學生的自主學習。該模式能有效地訓練學生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，進而加強創(chuàng)造力的培養(yǎng)。教師在此過程中的角色是問題的提出者、課程的設(shè)計者和結(jié)果的評估者。與傳統(tǒng)的“以授課為基礎(chǔ)的學習(LectureBasedLearning，LBL)”教育模式相比，在設(shè)計理念、實施方式、評估體系、實施效果等方面都有著根本區(qū)別。該方法已在國際上，特別是歐美、日本等發(fā)達國家廣泛應(yīng)用石油工程卓越計劃培養(yǎng)目標是，培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟全球化和我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要、德智體全面發(fā)展，具有良好的基礎(chǔ)理論、實驗技能、計算機和外語應(yīng)用能力，掌握石油天然氣工程系統(tǒng)理論，獲得石油天然氣工程領(lǐng)域工程師基本訓練，具有寬廣的國際視野、開創(chuàng)意識和工程設(shè)計施工能力，畢業(yè)后能在石油天然氣工程及相關(guān)行業(yè)從事工程設(shè)計施工、科技開發(fā)、經(jīng)營管理等方面工作的國際化工程技術(shù)人才。學生不僅要掌握通用工程的一般方法，而且要掌握石油天然氣工程領(lǐng)域的基本技能。在夯實基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，注重培養(yǎng)石油天然氣工程的工程素養(yǎng)，并以油氣藏工程、鉆完井工程、開采工程為主線，培養(yǎng)具有國際視野、石油天然氣工程全局意識和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型工程師。加強學生對未來工作的認知度，培養(yǎng)學生艱苦創(chuàng)業(yè)精神和獻身石油的責任感。面對二十一世紀石油工業(yè)快速發(fā)展的形勢，石油工程卓越計劃專業(yè)實習采用問題驅(qū)動教學模式變得尤為迫切。

1.探究式教學的屬性教學史上早已形成的灌輸模式，從頭灌到尾，即所謂注入式教學，不利于發(fā)揮學生學習的主動性。問題驅(qū)動教學模式本質(zhì)上屬于探究式教學。探究的本意是探討與研究。探討就是探本求源、探求學問和真理。研究就是研討問題、追根溯源、多方尋解出答案。探究式教學包括探究性課堂教學和學生研究性學習兩個方面。探究式課堂教學是在教師的循循善誘下，通過學生自主學習和團隊討論的方式，對現(xiàn)有教材進行探究，讓學生通過多種釋疑解難嘗試活動，用已有知識解決實際問題的課堂教學形式。研究性學習是學生在教師指導下，從各自不同的興趣、愛好和條件出發(fā)，選擇適宜的研究課題，獨立自主地開展探索性研究，用來培養(yǎng)創(chuàng)新精神、提高創(chuàng)造能力的學習方式。該學習方式的突出特征是堅持學生在學習中的自由選題、自主探究和自由創(chuàng)造，更有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力。

2.注重過程考核方式的原則過程考核就是對于學生學習過程進行全方位、各種形式、不同階段的考核，監(jiān)督和評價學生認知過程和綜合應(yīng)用能力的形成。過程考核方式是考查教與學的重要機制。在過程考核中，體現(xiàn)教師的評價標準，學生自覺地按照教師的評價標準不斷向這個方向靠攏，從而不斷強化問題驅(qū)動教學模式。改變過去一考定終身的考核模式，形成多次考核的模式。通過每次考核評分標準的導向，反復強化教師的教學模式。教師利用考核的指揮棒有效達到改變教學方式的目的。

3.增加自主學習的內(nèi)容自主學習是指學習者能夠主動自覺學習，根據(jù)個人情況確立學習目標、制定學習計劃、選擇學習方式、監(jiān)控學習過程和學習計劃的實施，自我檢查評估，逐步發(fā)展。大學生已具備了較高的自學能力，有意識地篩選出適合自學的材料發(fā)給學生。在自學過程中，鼓勵學生展開討論，這也為問題的產(chǎn)生提供了來源，從而將講授知識和研討知識進行了有機拆分，給自主學習提供了空間和舞臺。

4.增強小組合作學習的分量合作學習法是以小組為單位共同努力完成各種學習任務(wù)。該方法側(cè)重以小組為主體，以學習者為中心組織教學活動，強調(diào)學習者的個人實踐、自我發(fā)展。合作者之間需遵循合作各方為取得某一共同的或各自的目的而進行互利、多方面配合的合作原則。一項工程都是由多人協(xié)作才能完成，培養(yǎng)學生的合作意識就是培養(yǎng)學生的工程意識。在現(xiàn)場實習中嵌入合作學習的內(nèi)容，可為學生較好地融入社會打下良好的基礎(chǔ)。

5.教師在實習的每個單元結(jié)束時要及時進行評價問題驅(qū)動教學模式下的學生為解決問題需要查閱課外資料，歸納、整理所學的知識與技能，培養(yǎng)學生的自主學習精神，讓孤立的知識碎片化作整體知識鏈條。教師從中心位置中退出，僅在關(guān)鍵時刻起到點撥、引領(lǐng)與傳授的作用。在每個實習單元結(jié)束時，教師的及時評價能有效地引導實習向著既定的目標邁進。

三、問題驅(qū)動教學模式的實踐

2014年暑期，中國石油大學（華東）石油工程首屆卓越計劃班2011級10班和11班在中原油田進行為期六周的校外專業(yè)實習。兩個班共60人分成鉆井、油藏、采油等三個專業(yè)方向輪流進行實習，每個專業(yè)方向以20人為一組，具備了小班授課、探究式學習的基本條件。下面以鉆井方向問題驅(qū)動教學為例進行介紹。

1.授課模式轉(zhuǎn)變激發(fā)了學生探索熱情按照教學安排，每一部分內(nèi)容先對設(shè)備功能進行簡單介紹，然后由學生探索設(shè)備工作原理。把學習的主動權(quán)交給了學生，學生的學習熱情得到了提高。如，在防噴器遠程控制臺的學習中，學生在教師講解完后，便興致勃勃地探索設(shè)備各個開關(guān)是怎樣通過液氣管路起的作用。弄清楚了蓄能器里面有一個預壓氣囊，可通過電動方式或氣壓方式將工業(yè)用油變成高壓儲存在蓄能器中。學生通過探索，明白了設(shè)備工作原理。

2.在過程考核中，強化問題驅(qū)動教學理念一種新的教學模式的有效貫徹，必須經(jīng)過考核逐步強化。在以往的實習報告中，學生通常是最后整理。為了貫徹新的教學模式，變成每天都要寫一頁實習報告上交。教師當天批改報告，并及時講評。第一次的報告只有10%的學生符合要求，經(jīng)過不斷強化和點撥，60%以上的學生報告能符合優(yōu)良的標準。

3.安排學生課下進行自主學習實習期間，學生的課余時間比較多，充分利用課余時間可有效地延伸實習的長度和廣度。以往實習主要針對鉆井的設(shè)備，而對工藝涉入較少。卓越班的實習加大了對工藝的學習，提前印發(fā)了鉆井工藝的學習材料，規(guī)定在實習的周末進行自學并撰寫學習報告。通過鉆井工藝的自學，深刻地理解了各鉆井設(shè)備的功用，實現(xiàn)了設(shè)備和工藝的緊密結(jié)合。

4.引導學生利用現(xiàn)有知識學習新的設(shè)備技術(shù)目前頂驅(qū)裝置在內(nèi)部市場中的配置比例不高，但在外部市場中的配置比例比較高。如何在卓越班中進行頂驅(qū)裝置的學習成為一項難題。為了化解這個難題，從頂驅(qū)的關(guān)鍵部件入手，將轉(zhuǎn)盤、水龍頭、液氣大鉗等主要設(shè)備有機集成即成為頂驅(qū)。引導學生弄清這幾部分設(shè)備結(jié)構(gòu)后，再下發(fā)頂驅(qū)裝置的學習材料，自學領(lǐng)會頂驅(qū)裝置是怎樣集成創(chuàng)新的。

5.在小組合作學習中，深化問題學習的深度在每次20人實習中，采取2人一組的方式，并確保其中有1人是日報告中的優(yōu)秀者，以保證小組學習的質(zhì)量。每組探討的題目采取先寫開題報告，教師批改提出合理化建議完善后再進行探討。最后采取答辯式的匯報方式進行，并邀請現(xiàn)場的專家一同參加。小組同學針對實習中遇到的難點問題，深入探討，加強學習的深度，解決心中的困惑。小組合作學習也使學生學會了自主學習方法。

6.提高了學生發(fā)現(xiàn)解決現(xiàn)場問題的能力通過采取問題驅(qū)動教學模式，學生對待知識的態(tài)度產(chǎn)生了變化，不是被動地接受知識，而是利用已有的知識去認識未知的知識，把產(chǎn)生的疑問提出來做為未來解決問題的目標。學生聽現(xiàn)場教師講到“在鉆桿上卸扣時，由于人工判斷失誤，未及時發(fā)現(xiàn)下鉗口咬合不緊，導致鉗尾擺動傷害外鉗工”，就提出了“在下鉗口加裝壓力傳感器（壓電式）、PLC（可編程邏輯控制器）、操作桿加指示燈，三者用線路連接。上卸扣時，下鉗頭與管具咬合壓力通過傳感器測定，當壓力達不到規(guī)定壓力，指示燈亮，指示危險”的改進方案。學生聽現(xiàn)場教師講到“鉆井現(xiàn)場有眾多高壓管匯與閥門，若閥門密封不好或者年久失修，造成高壓流體外漏，會造成人身安全，設(shè)備損壞”時，就提出了“利用安全工程中的無損檢測方法，對各個閥門及高壓密封設(shè)備（如節(jié)流閥管匯各閥門、泥漿泵）進行檢測與監(jiān)控，預防事故發(fā)生”的解決方案。這些想法的產(chǎn)生，得益于問題驅(qū)動教學模式。師生在教學效果評價中，對問題驅(qū)動教學模式給予了充分肯定。中原油田鉆井公司培訓學校的領(lǐng)導認為，學生在較短的時間內(nèi)取得了非常好的實習效果，最后通過答辯的方式匯報，展示了學生實習的深度和廣度，有必要繼續(xù)總結(jié)，推廣這種良好模式。學生們認為，這種模式使學習的積極性得到了提高，學習的內(nèi)容豐富，學習是在你追我趕、不斷探索的氛圍中進行的，從而把學習變成了一種樂趣而不是負擔。

四、結(jié)論

1.針對石油工程專業(yè)實習“安全至上、走馬觀花、報告交差”的現(xiàn)狀，提出了問題驅(qū)動教學模式以切實提高石油工程卓越班教學質(zhì)量。

2.專業(yè)實習問題驅(qū)動教學模式可概括為：本質(zhì)上是探究式教學模式，注重過程考核的原則，增加自主學習的內(nèi)容，增強小組合作學習的分量，教師在實習的每個單元結(jié)束時要及時進行評價。

3.在中國石油大學（華東）2011級石油工程卓越班，專業(yè)實習問題驅(qū)動教學模式得到了應(yīng)用。由于在過程考核中強化和樹立了問題驅(qū)動教學理念，激發(fā)了學生探索和研究的熱情。通過安排學生課下進行自主學習、引導學生利用現(xiàn)有知識學習新的設(shè)備技術(shù)、在小組合作學習中深化問題學習的深度，提高了學生認識現(xiàn)場問題的能力。

作者：黃根爐 張衛(wèi)東 步玉環(huán) 單位：中國石油大學