教育教学论文:资源勘查工程专业生产实习教学体系的构建与实践
赵俊峰 王震亮 任战利
[摘 要] 生产实习是工程类专业的重要学习环节,有利于学生巩固基础知识,并为后续深入学习、进入行业工作奠定扎实的基础。以工程教育认证和一流本科专业建设为契机,探索开展资源勘查工程专业生产实习教学活动。以“油气藏”为中心,探索建立涵盖钻井、录井、岩心、测井、开发工艺及野外地质调查于一体的实践教学体系,对教学思路与目标定位、教学内容设计、实施过程、结果考核进行了详细论述,实践证明,取得了较好的效果,最后提出了改进生产实习的若干思考。
[关键词] 资源勘查工程专业;生产实习;教学体系;实践教学
[基金项目] 首批国家级新工科研究与实践项目“低油价背景下资源勘查工程专业培养方案的动态调整机制研究”(批准号:9-22,执行期:2018—2019);西北大学教改项目“新形势下资源勘查工程专业生产实习实践教学体系改革探索”(批准号:JX18121,执行期:2019—2020)
[作者简介] 赵俊峰(1975—),男,山西晋中人,工学博士,西北大学地质学系副教授,博士生导师,主要从事沉积学、盆地分析及油气勘探研究。
[中图分类号] P624.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)19-0097-04 [收稿日期] 2020-11-18
生产实习特别是综合性的生产实习,在工程类专业本科生培养过程中发挥着举足轻重的作用[1,2]。生产实习可以让学生巩固基础理论知识,锻炼分析和解决实际问题的能力。在实习过程中,通过与实践结合,发现问题,并带着这些问题进入后续专业理论课程的学习,有助于培养专业兴趣,为将来走向工作岗位奠定良好的基础[3-5]。西北大学资源勘查工程专业(原石油与天然气地质专业)创建于1949年,蓬勃发展至今,为我国石油工业培养了大批优秀专业人才,2019年入选国家一流本科专业建设点。多年来,我校资源勘查工程专业生产实习采取的是分散进行的方式,即由毕业论文指导教师结合科研课题具体安排实施。此做法存在实习环节不够系统、学习效果参差不齐、不便考核评价等弊端,難以保障生产实习教学质量和效果。我校资源勘查工程专业主要面向石油行业,具有专业性强、涵盖知识面广、与生产实际结合紧密的特点。2018年该专业在西北大学率先申请并通过了工程教育专业认证,使本专业的教育教学和管理水平迈上新台阶。工程教育专业的核心是以结果为导向的教育培养理念(Outcome-based Education,OBE)。专业认证对本科教学提出了更高的要求,“以学生为中心”是认证关注的本质。生产实践经历和能力的培养在本专业培养目标和毕业要求中均被重点强调。近年来,在学校、院系和延长油田杏子川采油厂等多方支持下,探索开展了本专业的集中式生产实习。已于2018年、2019年暑期,顺利组织实施了2015、2016级学生的实习,初步建立了符合我校实际的资源勘查工程专业生产实习的教学体系,并取得了良好的教学效果。
一、教学体系的构建
(一)教学思路与目标定位
资源勘查工程专业主要服务于石油天然气勘探业务,并向开发业务有一定延伸,属于油气行业上游业务的主干专业。针对专业特点及其在行业中的重要地位,确立了“一条主线,三个结合”的实践教学体系设计思路。即以“油气藏”为中心,围绕油气藏怎样形成→如何寻找油气藏→如何开发油气藏这条主线,将实习内容和现场学习环节有机相连,进而将石油地质、油气田勘探、测井资料解释、储层沉积学、油田开发等上游业务流程和相关理论课程串联起来。在实习场所和内容安排上,将采油厂现场实践与勘探层系地质剖面考察相结合;在实习形式上,将实训操作与观摩学习相结合;在实践内容上,突出石油地质、测井与现场工程实践的结合,强调专业理论联系现场实际。全流程学习与实践,分层次确定学习目标与效果评价,侧重考察地质与地球物理勘探相关理论与知识的实践应用能力。
本生产实习安排在第三学年结束的暑期进行,学生已完成专业基础课程和主干课程的学习,且经历了地质认识实习与区域地质调查实习等实践锻炼。下一阶段将转入专业方向课和毕业设计学习阶段。通过生产实习,可夯实专业基础知识,融会贯通各先修科目内容,为后续学习、就业或考研深造起到承前启后的引导作用。
(二)教学内容设计
本生产实习包括油田现场和野外考察两方面的内容。油田实习地点为延长油田杏子川采油厂,石油地质考察剖面分布在延安市和延长县境内的延河剖面,紧邻杏子川采油厂驻地安塞;天然气地质考察剖面选定为盆地南缘富平赵老峪奥陶系经典剖面。
通过两轮教学探索,初步确定了生产实习教学内容、教学目标和考核方式等基本教学体系。在内容设计上,秉持我系注重地质基础理论、基本技能的培养理念[6],并结合专业特点,以采油厂实践实训为主,兼顾典型露头剖面观测,设计了较为丰富的内容,涵盖勘探、开发各个主要环节,具体包括:(1)了解采油厂运行模式及地质理论知识在现场的运用;采油厂业务科室走访学习;通过“浸入式”学习与交流互动,了解所学石油勘探开发专业知识在油田的具体运用;(2)了解测井仪器及其数据采集流程,熟悉测井资料解释及其在油田勘探开发中的应用;(3)了解钻井设备、钻探工艺流程,特别是水平井的施工操作流程;(4)熟悉主要的录井方法;参观完井设备或作业现场;(5)学会岩心编录与观察描述,能够结合测井资料进行沉积相、物性及含油性分析等;(6)了解低渗透油田采油和增产工艺,参观抽油机、注水设施,熟悉注水开发流程;参观压裂设备并观摩压裂现场作业;(7)结合对延河剖面三叠系、富平赵老峪奥陶系的露头考察学习,熟悉鄂尔多斯盆地石油天然气主要勘探层系的油气地质要素与成藏组合特点。
上述实习内容设计时长14天,总学时42个。在学时分配上,对于“了解性”的实习内容用时较少,而要求“掌握”或“熟悉”的内容,如岩心与测井资料解释、野外剖面观测等环节,用时较多,争取做到详略得当、重点突出。另外,可根据现场实际情况,进行教学内容的扩展和适当调整,如,2019年增加了对原油联合站、脱水处理流程的考察学习。
(三)实施过程
科学、合理的组织方式对于保障生产实习教学活动正常开展至关重要。在实施过程中,我们借鉴兄弟院校的成熟经验,采取了“三段式”管理、“双导师制”的有效做法[1,7]。第一阶段为室内准备阶段。首先,在院系统一安排下,按照实习内容涉及的研究方向进行组队。在出发之前,组织全体参队师生召开动员会,各带队教师对现场即将涉及的学习内容进行室内讲解,安排布置实习任务,说明注意事项,与实习学生签订安全协议等。第二阶段为现场学习环节。到达油田后,采油厂总工及地质研究所、勘探科、开发科、注水办、厂办等科室的负责人与全体师生共同召开现场实习启动会,听取采油厂勘探开发进展、新技术应用进展等方面的报告。随后依次展开各项现场学习实践教学活动。第三阶段为总结阶段,由现场指导教师和全体师生参加,分小组汇报学习收获并进行交流、点评。生产实习内容涵盖面广,动用油田多个业务部门、基层单位甚至外协和兄弟单位,油田专家具有丰富的现场实践经验,能够发挥不可替代的指导作用。为此,院系聘请了采油厂主要业务部门的专家作为现场指导教师,与实习队带队教师共同完成教学指导工作。
(四)结果考核
实习成绩评定(百分制)主要由三部分组成:现场及野外表现(占10%)、现场及野外记录(占30%)、实习报告(占60%)。实习报告设计了8个模块,要求报告内容紧密结合现场考察学习实际,避免空谈理论,形成对研究区石油地质、勘探技术、岩心与测井资料解释、开发与增产措施等方面较系统的认识。报告要求资料翔实,逻辑合理,图文并茂,突出本人的观点和认识。
二、教学效果评价
生产实习为资源勘查专业的学生走出校园、深入生产一线和野外露头,提供了宝贵的学习机会。通过较系统的生产实习,零距离感受油气勘探开发一线工作内容和环境,使学生达到理论知识和实践操作的融会贯通,为资源勘查工程专业高质量人才培养提供了保障,取得了较好的效果。从学生的角度而言主要的收获体现在以下几个方面:
一是加深并巩固了专业基礎理论知识。通过生产实习,达到了室内所学理论知识与现场实践操作的通融,使书本上的知识鲜活起来、抽象的知识具体化,有效提高了对专业基础理论知识的理解能力。部分同学参加实习之前,都无法想象石油钻井是什么样子。在现场接触的信息确实让大家大开眼界,对许多现场的仪器、设备和工艺方法,了解之后有茅塞顿开之感。
二是增强了分析和解决问题的能力。在现场实习中,我们力求实习内容系统化的基础上能够突出重点,特别是与资源勘查过程专业密切相关的环节,如岩心观察、描述与解释,测井资料的地质解释,在现场对这些环节安排3.5天进行了分组实习,要求每位同学都学会岩心编录、柱状剖面制作,进行岩性、含油性和岩相的解释;结合实际测井资料,讨论地层划分对比方案、解释岩性、含油性及沉积相,各小组进行现场小结汇报交流,带队教师进行点评指导。这些实践活动,对于提高学生分析、解决问题的能力起到了积极作用。
三是增加了学生对行业的认同感,激发了其学习兴趣。通过两周左右的“浸入式”实践学习,使学生能够比较全面、客观地了解油田现场工作环境,明白所学专业知识在现场的价值所在,进而找准自身定位,明确后续学习乃至毕业后继续深造或择业的努力方向。通过现场学习,与现场专家、技术人员的交流,学生体会到石油行业在国民经济中的重要性和行业发展动态,感受到百年延长油矿“埋头苦干,开拓创新”的实干精神,以及采油厂淳朴无华、团结拼搏的企业文化。2015级1班(17人)平均成绩为82.6分,2班(15人)平均成绩为76分;2016级(共22人)平均成绩为86分。参加实习的两届学生中,有多人就业选择了石油行业,超过一半的学生选择继续在石油地质和地质矿产相关专业攻读硕士研究生。
三、改进生产实习的若干思考
工程教育专业认证强调持续改进的重要性,指出持续改进的目的是保证培养质量的持续提高,避免培养故步自封;持续改进的过程是培养质量控制的关键措施。因此,作为生产实习,也应该贯彻“持续改进”的培养理念。作为近20年来首次开展的集中式生产实习,在许多方面都存在不足,亟待完善和改进。主要表现在以下几方面:
(一)教学目标与教学内容的定位尚需凝练
油田现场可供实习的内容非常丰富,如何围绕一流专业建设计划,并结合工科认证新要求、行业发展新趋势,合理把握各知识点、技术方法和工程实践环节,需要进一步思考。本专业面对的是庞大而复杂的石油工业上游产业,采油厂和勘探开发现场可供实习的内容非常丰富,但学生的实习时间毕竟是有限的,如何能在有限的时间抓住重点、取得好的学习效果是值得思考的问题。另外,在新工科背景下,针对能源行业发展的新形势和就业多元化的新动向,也应该适当考虑在煤炭、砂岩型铀矿等固体矿产资源、地热能、二氧化碳封存与利用等行业和部门的实践学习。物联网技术、大数据技术等已经在数字油田建设中发挥积极作用。如何准确把握生产实习教学定位,制定合理的教学内容,并处理好生产实习与专业课程实习、生产实践周的侧重点等,仍需要深入研究。
(二)教学方式方法尚需斟酌和优化
生产实习不同于野外实践教学,必须依赖生产单位的软、硬件条件、生产和研发场地乃至后勤保障条件。现场教学方式方法较室内更加灵活多变,现场指导教师和工程师熟悉设备操作和现场地质情况,带队教师在专业理论知识和学科前沿方面相对熟悉。在教学过程中,如何协调好专业带队教师和油田现场专家的分工,如何科学设计各环节的教学方法,平衡观摩考察与体验实践活动,不同实习环节如何进行合理的考核与学习效果评价,等等,均有待进一步探索。需加强这些方面的调研学习,充分借鉴同行院校同专业和卓越工程师班的成功做法[8-10 ]。
(三)稳定长效的生产实习合作机制尚需探索
采油廠作为生产单位,产量、效益和安全为其工作重心,接收学生实习,势必会为正常的生产和安全增加负担。因此,必须在考虑油田安全的基础上,探索互利双赢、携手共进的合作机制,以保障生产实习持续稳定地开展下去[ 11 ]。
(四)野外和现场备课与专题研究尚需加强
对于重点实习环节,如岩心观察、测井资料解释、典型露头剖面观察等,要开展针对性的现场备课或专题研究,编写实习指导书,完善教案、建立教学素材库,探索“案例式”报告编撰方式等,进一步提升教学水平和教学效果。
(致谢:衷心感谢延长油田杏子川采油厂各位领导、专家给予的鼎力支持与无私帮助,感谢实习队带队教师的积极参与和讨论交流。)
参考文献
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Construction and Practice of Production Practice Teaching System for the Major of Resources Exploration Engineering
ZHAO Jun-feng, WANG Zhen-liang, REN Zhan-li
(Department of Geology/State Key Laboratory of Continental Dynamics, Northwest University,
Xian, Shaanxi 710069, China)
Abstract: Production practice is an important learning link for engineering majors, which helps students consolidate their basic knowledge and lays a solid foundation for their further study and entering the industry. Taking the engineering education certification and first-class undergraduate major construction as an opportunity, the production practice teaching activities of resources exploration engineering major is explored. With “oil and gas reservoirs” as the center, a practice teaching system is established, which includes drilling, logging, core, wireline logging, development technology and field geological survey. It also discusses in detail the teaching ideas and target positioning, teaching content design, implementation process, and results assessment. Practice has proved that it has achieved good results. Finally, it puts forward some thoughts on improving the production practice.
Key words: resources exploration engineering major; production practice; teaching system; practice teaching
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