石油工程專業(yè)實(shí)習(xí)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式探討
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2010年，教育部啟動(dòng)了工程教育的重大改革項(xiàng)目“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，中國石油大學(xué)（華東）成為首批躋身“卓越計(jì)劃”的61所高校之一，是山東省進(jìn)入“卓越計(jì)劃”的三所高校之一，是全國唯一一所進(jìn)入“卓越計(jì)劃”、石油特色鮮明的211工程高校。為落實(shí)高校“卓越計(jì)劃”培養(yǎng)方案中的企業(yè)學(xué)習(xí)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(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐工程能力和工程創(chuàng)新能力，中國石油大學(xué)（華東）于2012年與中原油田共建“中石大中原石油工程國家級(jí)實(shí)踐教育中心”。本文以中原石油工程國家級(jí)實(shí)踐教育中心為依托，探討基于卓越計(jì)劃的石油工程本科生專業(yè)實(shí)習(xí)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式。
一、石油工程專業(yè)實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀
石油工程專業(yè)實(shí)習(xí)的現(xiàn)狀可以用一句話概括：安全至上，走馬觀花，報(bào)告交差。安全至上。學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的安全問題是頭等大事，一旦出現(xiàn)問題，后期的處理會(huì)十分棘手。由于學(xué)生長期生活在高校較為安全的環(huán)境下，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)危險(xiǎn)的場(chǎng)所認(rèn)識(shí)不足，從而導(dǎo)致防范意識(shí)不足。在實(shí)習(xí)動(dòng)員會(huì)上，幾乎每次都強(qiáng)調(diào)“只要完完整整出去，安安全全回來，實(shí)習(xí)就是圓滿”的意識(shí)。現(xiàn)場(chǎng)單位更是擔(dān)心實(shí)習(xí)學(xué)生出現(xiàn)安全問題，有危險(xiǎn)的地方限制學(xué)生進(jìn)入。學(xué)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的空間大大縮小，專業(yè)實(shí)習(xí)的質(zhì)量讓位于安全。走馬觀花。由于校外實(shí)習(xí)集中安排在暑期，實(shí)習(xí)的學(xué)生班級(jí)較多，一般是安排兩個(gè)班作為一個(gè)課堂。受現(xiàn)場(chǎng)施工噪音的影響，六十余學(xué)生同時(shí)聽技術(shù)人員講解，效果較差。再加上現(xiàn)場(chǎng)參觀的內(nèi)容以前沒有接觸過，實(shí)習(xí)的內(nèi)容都是新的，學(xué)生又沒有問的時(shí)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(xué)生實(shí)多數(shù)只能看到外表，不能細(xì)致了解設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)。一個(gè)完整的石油工程工藝流程鏈較長，學(xué)生在實(shí)習(xí)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(xué)生親自上崗操作，學(xué)生在整個(gè)實(shí)習(xí)過程中對(duì)石油工程現(xiàn)場(chǎng)了解不全面。報(bào)告交差。生產(chǎn)實(shí)習(xí)考核主要采取寫實(shí)習(xí)報(bào)告的方式。實(shí)習(xí)指導(dǎo)書給出實(shí)習(xí)報(bào)告的基本框架結(jié)構(gòu)和知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生以實(shí)習(xí)內(nèi)容為重點(diǎn)，查閱相關(guān)的參考書補(bǔ)齊實(shí)習(xí)要求的知識(shí)點(diǎn)，并撰寫出生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告。該種方式要求學(xué)生在實(shí)習(xí)時(shí)認(rèn)真記筆記，課后整理筆記并寫成實(shí)習(xí)報(bào)告。該種方式是一種被動(dòng)式接受知識(shí)的方式。由于學(xué)生機(jī)械地記錄，記錄不全的地方再參考其他同學(xué)的記錄。寫出來的實(shí)習(xí)報(bào)告基本上是千篇一律，難以區(qū)分學(xué)生的實(shí)習(xí)表現(xiàn)，也不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。
二、專業(yè)實(shí)習(xí)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式
問題驅(qū)動(dòng)(problem-basedlearning，PBL)教學(xué)模式是一種以問題為基礎(chǔ)、學(xué)生為中心、教師為引領(lǐng)人、自主學(xué)習(xí)與小組討論為教學(xué)形式的課程新模式，主要強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。該模式能有效地訓(xùn)練學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，進(jìn)而加強(qiáng)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(jì)者和結(jié)果的評(píng)估者。與傳統(tǒng)的“以授課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)(LectureBasedLearning，LBL)”教育模式相比，在設(shè)計(jì)理念、實(shí)施方式、評(píng)估體系、實(shí)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(dá)國家廣泛應(yīng)用石油工程卓越計(jì)劃培養(yǎng)目標(biāo)是，培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化和我國社會(huì)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(shí)驗(yàn)技能、計(jì)算機(jī)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(xùn)練，具有寬廣的國際視野、開創(chuàng)意識(shí)和工程設(shè)計(jì)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(jì)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(xué)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(shí)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(shí)和創(chuàng)新能力的應(yīng)用型工程師。加強(qiáng)學(xué)生對(duì)未來工作的認(rèn)知度，培養(yǎng)學(xué)生艱苦創(chuàng)業(yè)精神和獻(xiàn)身石油的責(zé)任感。面對(duì)二十一世紀(jì)石油工業(yè)快速發(fā)展的形勢(shì)，石油工程卓越計(jì)劃專業(yè)實(shí)習(xí)采用問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式變得尤為迫切。
1.探究式教學(xué)的屬性教學(xué)史上早已形成的灌輸模式，從頭灌到尾，即所謂注入式教學(xué)，不利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式本質(zhì)上屬于探究式教學(xué)。探究的本意是探討與研究。探討就是探本求源、探求學(xué)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(xué)包括探究性課堂教學(xué)和學(xué)生研究性學(xué)習(xí)兩個(gè)方面。探究式課堂教學(xué)是在教師的循循善誘下，通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)討論的方式，對(duì)現(xiàn)有教材進(jìn)行探究，讓學(xué)生通過多種釋疑解難嘗試活動(dòng)，用已有知識(shí)解決實(shí)際問題的課堂教學(xué)形式。研究性學(xué)習(xí)是學(xué)生在教師指導(dǎo)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(dú)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(xué)習(xí)方式。該學(xué)習(xí)方式的突出特征是堅(jiān)持學(xué)生在學(xué)習(xí)中的自由選題、自主探究和自由創(chuàng)造，更有利于培養(yǎng)學(xué)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(duì)于學(xué)生學(xué)習(xí)過程進(jìn)行全方位、各種形式、不同階段的考核，監(jiān)督和評(píng)價(jià)學(xué)生認(rèn)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(xué)的重要機(jī)制。在過程考核中，體現(xiàn)教師的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生自覺地按照教師的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不斷向這個(gè)方向靠攏，從而不斷強(qiáng)化問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)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(píng)分標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向，反復(fù)強(qiáng)化教師的教學(xué)模式。教師利用考核的指揮棒有效達(dá)到改變教學(xué)方式的目的。
3.增加自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容自主學(xué)習(xí)是指學(xué)習(xí)者能夠主動(dòng)自覺學(xué)習(xí)，根據(jù)個(gè)人情況確立學(xué)習(xí)目標(biāo)、制定學(xué)習(xí)計(jì)劃、選擇學(xué)習(xí)方式、監(jiān)控學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)計(jì)劃的實(shí)施，自我檢查評(píng)估，逐步發(fā)展。大學(xué)生已具備了較高的自學(xué)能力，有意識(shí)地篩選出適合自學(xué)的材料發(fā)給學(xué)生。在自學(xué)過程中，鼓勵(lì)學(xué)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(shí)和研討知識(shí)進(jìn)行了有機(jī)拆分，給自主學(xué)習(xí)提供了空間和舞臺(tái)。
4.增強(qiáng)小組合作學(xué)習(xí)的分量合作學(xué)習(xí)法是以小組為單位共同努力完成各種學(xué)習(xí)任務(wù)。該方法側(cè)重以小組為主體，以學(xué)習(xí)者為中心組織教學(xué)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的個(gè)人實(shí)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(jìn)行互利、多方面配合的合作原則。一項(xiàng)工程都是由多人協(xié)作才能完成，培養(yǎng)學(xué)生的合作意識(shí)就是培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)中嵌入合作學(xué)習(xí)的內(nèi)容，可為學(xué)生較好地融入社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。
5.教師在實(shí)習(xí)的每個(gè)單元結(jié)束時(shí)要及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式下的學(xué)生為解決問題需要查閱課外資料，歸納、整理所學(xué)的知識(shí)與技能，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)精神，讓孤立的知識(shí)碎片化作整體知識(shí)鏈條。教師從中心位置中退出，僅在關(guān)鍵時(shí)刻起到點(diǎn)撥、引領(lǐng)與傳授的作用。在每個(gè)實(shí)習(xí)單元結(jié)束時(shí)，教師的及時(shí)評(píng)價(jià)能有效地引導(dǎo)實(shí)習(xí)向著既定的目標(biāo)邁進(jìn)。
三、問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式的實(shí)踐
2014年暑期，中國石油大學(xué)（華東）石油工程首屆卓越計(jì)劃班2011級(jí)10班和11班在中原油田進(jìn)行為期六周的校外專業(yè)實(shí)習(xí)。兩個(gè)班共60人分成鉆井、油藏、采油等三個(gè)專業(yè)方向輪流進(jìn)行實(shí)習(xí)，每個(gè)專業(yè)方向以20人為一組，具備了小班授課、探究式學(xué)習(xí)的基本條件。下面以鉆井方向問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)為例進(jìn)行介紹。
1.授課模式轉(zhuǎn)變激發(fā)了學(xué)生探索熱情按照教學(xué)安排，每一部分內(nèi)容先對(duì)設(shè)備功能進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，然后由學(xué)生探索設(shè)備工作原理。把學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給了學(xué)生，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情得到了提高。如，在防噴器遠(yuǎn)程控制臺(tái)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生在教師講解完后，便興致勃勃地探索設(shè)備各個(gè)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(gè)預(yù)壓氣囊，可通過電動(dòng)方式或氣壓方式將工業(yè)用油變成高壓儲(chǔ)存在蓄能器中。學(xué)生通過探索，明白了設(shè)備工作原理。
2.在過程考核中，強(qiáng)化問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)理念一種新的教學(xué)模式的有效貫徹，必須經(jīng)過考核逐步強(qiáng)化。在以往的實(shí)習(xí)報(bào)告中，學(xué)生通常是最后整理。為了貫徹新的教學(xué)模式，變成每天都要寫一頁實(shí)習(xí)報(bào)告上交。教師當(dāng)天批改報(bào)告，并及時(shí)講評(píng)。第一次的報(bào)告只有10%的學(xué)生符合要求，經(jīng)過不斷強(qiáng)化和點(diǎn)撥，60%以上的學(xué)生報(bào)告能符合優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)。
3.安排學(xué)生課下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)實(shí)習(xí)期間，學(xué)生的課余時(shí)間比較多，充分利用課余時(shí)間可有效地延伸實(shí)習(xí)的長度和廣度。以往實(shí)習(xí)主要針對(duì)鉆井的設(shè)備，而對(duì)工藝涉入較少。卓越班的實(shí)習(xí)加大了對(duì)工藝的學(xué)習(xí)，提前印發(fā)了鉆井工藝的學(xué)習(xí)材料，規(guī)定在實(shí)習(xí)的周末進(jìn)行自學(xué)并撰寫學(xué)習(xí)報(bào)告。通過鉆井工藝的自學(xué)，深刻地理解了各鉆井設(shè)備的功用，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備和工藝的緊密結(jié)合。
4.引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有知識(shí)學(xué)習(xí)新的設(shè)備技術(shù)目前頂驅(qū)裝置在內(nèi)部市場(chǎng)中的配置比例不高，但在外部市場(chǎng)中的配置比例比較高。如何在卓越班中進(jìn)行頂驅(qū)裝置的學(xué)習(xí)成為一項(xiàng)難題。為了化解這個(gè)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(jī)集成即成為頂驅(qū)。引導(dǎo)學(xué)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(xué)習(xí)材料，自學(xué)領(lǐng)會(huì)頂驅(qū)裝置是怎樣集成創(chuàng)新的。
5.在小組合作學(xué)習(xí)中，深化問題學(xué)習(xí)的深度在每次20人實(shí)習(xí)中，采取2人一組的方式，并確保其中有1人是日?qǐng)?bào)告中的優(yōu)秀者，以保證小組學(xué)習(xí)的質(zhì)量。每組探討的題目采取先寫開題報(bào)告，教師批改提出合理化建議完善后再進(jìn)行探討。最后采取答辯式的匯報(bào)方式進(jìn)行，并邀請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)的專家一同參加。小組同學(xué)針對(duì)實(shí)習(xí)中遇到的難點(diǎn)問題，深入探討，加強(qiáng)學(xué)習(xí)的深度，解決心中的困惑。小組合作學(xué)習(xí)也使學(xué)生學(xué)會(huì)了自主學(xué)習(xí)方法。
6.提高了學(xué)生發(fā)現(xiàn)解決現(xiàn)場(chǎng)問題的能力通過采取問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式，學(xué)生對(duì)待知識(shí)的態(tài)度產(chǎn)生了變化，不是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是利用已有的知識(shí)去認(rèn)識(shí)未知的知識(shí)，把產(chǎn)生的疑問提出來做為未來解決問題的目標(biāo)。學(xué)生聽現(xiàn)場(chǎng)教師講到“在鉆桿上卸扣時(shí)，由于人工判斷失誤，未及時(shí)發(fā)現(xiàn)下鉗口咬合不緊，導(dǎo)致鉗尾擺動(dòng)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(shí)，下鉗頭與管具咬合壓力通過傳感器測(cè)定，當(dāng)壓力達(dá)不到規(guī)定壓力，指示燈亮，指示危險(xiǎn)”的改進(jìn)方案。學(xué)生聽現(xiàn)場(chǎng)教師講到“鉆井現(xiàn)場(chǎng)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(huì)造成人身安全，設(shè)備損壞”時(shí)，就提出了“利用安全工程中的無損檢測(cè)方法，對(duì)各個(gè)閥門及高壓密封設(shè)備（如節(jié)流閥管匯各閥門、泥漿泵）進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)控，預(yù)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(dòng)教學(xué)模式。師生在教學(xué)效果評(píng)價(jià)中，對(duì)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式給予了充分肯定。中原油田鉆井公司培訓(xùn)學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為，學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)取得了非常好的實(shí)習(xí)效果，最后通過答辯的方式匯報(bào)，展示了學(xué)生實(shí)習(xí)的深度和廣度，有必要繼續(xù)總結(jié)，推廣這種良好模式。學(xué)生們認(rèn)為，這種模式使學(xué)習(xí)的積極性得到了提高，學(xué)習(xí)的內(nèi)容豐富，學(xué)習(xí)是在你追我趕、不斷探索的氛圍中進(jìn)行的，從而把學(xué)習(xí)變成了一種樂趣而不是負(fù)擔(dān)。
四、結(jié)論
1.針對(duì)石油工程專業(yè)實(shí)習(xí)“安全至上、走馬觀花、報(bào)告交差”的現(xiàn)狀，提出了問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式以切實(shí)提高石油工程卓越班教學(xué)質(zhì)量。
2.專業(yè)實(shí)習(xí)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式可概括為：本質(zhì)上是探究式教學(xué)模式，注重過程考核的原則，增加自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容，增強(qiáng)小組合作學(xué)習(xí)的分量，教師在實(shí)習(xí)的每個(gè)單元結(jié)束時(shí)要及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
3.在中國石油大學(xué)（華東）2011級(jí)石油工程卓越班，專業(yè)實(shí)習(xí)問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式得到了應(yīng)用。由于在過程考核中強(qiáng)化和樹立了問題驅(qū)動(dòng)教學(xué)理念，激發(fā)了學(xué)生探索和研究的熱情。通過安排學(xué)生課下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、引導(dǎo)學(xué)生利用現(xiàn)有知識(shí)學(xué)習(xí)新的設(shè)備技術(shù)、在小組合作學(xué)習(xí)中深化問題學(xué)習(xí)的深度，提高了學(xué)生認(rèn)識(shí)現(xiàn)場(chǎng)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(xué)
