石油渗流力学课程教学方法分析范文

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摘要：针对石油渗流力学课程知识点纷繁复杂、理论性强、综合性强的特点，分析了石油渗流力学课程的教学现状，提出了增强学生学习兴趣、加深知识点理解、培养创新意识和动手实践能力的探究式教学、实验教学、可视化教学等一些先进教学方法，以引导学生认知石油渗流现象，提高教学质量，推动石油渗流力学这一学科的发展，推广先进教学方法，推进国家素质教育进程。

关键词：渗流力学；教学方法；探究式教学；实验教学；可视化

石油渗流力学是流体力学的一个分支，是研究石油、天然气等油气藏流体在地下多孔介质储层中流动规律的一门学科，该课程是油气田开发与开采的理论基础，也是国内外相关石油高校石油工程、海洋工程等专业的核心专业基础课程。[1-2]长期的教学实践表明，该课程也是石油工程相关专业最难的专业课程之一，知识点多且杂，老师讲起来理论性太强，以致学生理解起来困难[3]。但石油渗流力学是石油工程专业、石油地质专业等专业的基础课程，在构建学生专业知识体系，认识并研究油气藏开发中起着重要的作用，是培养学生专业能力的必不可少的一门学科。

一、传统教学方法的不足

长期以来，受资源、科学技术发展的束缚，石油渗流力学的教学一般以知识点灌输的形式为主，学生多进行“死记硬背式”学习，对基本的渗流类型及渗流原理理解不充分，在后续的科研工作与学习中不能融会贯通地运用渗流知识，造成以下几点不足：1．学生学习积极性不高，课堂灌输式教学枯燥无味，学生在课堂上很少与老师进行互动，多出现课堂上玩手机、打瞌睡的现象，学习效率低。2．知识面窄且不能融会贯通。遇到新的渗流问题找不到解决方法，例如学习了单井多相渗流、多井单相渗流后，遇到多井多相渗流的问题就无从下手。3．自信心缺失，科研思想匮乏。科学研究需要怀疑精神，即使是刊印的教材也会有出错的时候，但学生很少能够去发现这些问题，自信不足，过于依赖课本教材，依赖权威。4．创新意识严重不足。“基础不牢，地动山摇”，学生没有完全掌握石油渗流力学的基础理论知识，以致很难综合运用学科知识与其他领域相结合进行创新性思维和研究，也使得学生难以成为相关专业内的高质量人才。

二、教学方法探究

针对传统教学方法的不足进行改进，提出一种重互动、重实践、重直观的综合教学方法。1．课堂上重互动教师应该积极利用好多媒体，以视频或动画的形式展示地层中流体渗流的过程，是学生对最基本的渗流类型，单相渗流、多相渗流，建立最直观的理解[4]。此外，教师可以将油气藏中实际渗流问题与渗流理论结合起来，即将生产实际与课堂教学相结合，帮助学生更好地理解渗流理论。再者，教师可以给学生提供一些小的拓展知识点，让学生课后通过查阅文献、问老师等方式进行探究学习，并把学习成果以多媒体的形式在课堂上展示出来，增加学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性和主动性。2．重实验教学在渗流力学课程实践教学方面，要求学生不仅有处理理论问题与工程实践技能，还要有知识创新与实验验证技能。建设石油渗流实验室，开设实验教学实践课程，训练学生实验的基本技能，培养创新研究和综合设计能力。实验教学内容可以分为两类进行，一类是演示教学，由教师讲解实验仪器的组成、原理和作用，演示实验操作流程，使学生掌握基本的操作步骤，学会使用实验仪器；另一类是设计实验，学生在掌握实验仪器原理、操作的基础上，可以自主设计实验，自己提出想法，自己动手实验获取数据，自己分析数据，验证想法，比如探究验证沿程磨阻与流速之间的关系。经过实验教学环节，提升学生对理论知识的认识，增强学生的动手操作能力，培养学生的自主创新思维。3．重直观对于石油渗流中的水平井渗流、井间干扰、边界干扰等问题，单纯地靠多媒体讲述无法直观化，实验室又不能实物模拟，因此导致学生理解起来困难[5]。开设石油渗流上机课程，引入COMSOLMultiphysics软件，进行可视化直观教学。COMSOLMultiphysics软件是一个基于有限元方法进行物理场建模与仿真的软件，可以让学生通过自己动手建模，建立多井渗流模型，自己赋值，直观地观察流线变化。比如水平井渗流问题，油气藏实际开发中，水平井问题非常常见，那么流体在多孔介质中是怎样向水平井射孔段汇聚的呢？可以通过COMSOLMultiphysics软件建立水平井开发油气藏渗流模型，学生自主设置油藏边界条件和初始条件，赋予模型压力、渗透率、粘度、综合弹性系数、时间等参数，求解偏微分方程，建立模型，就可以得到水平井压力分布图和流体的流线图，直观观察流体在地层中的渗流。

三、结束语

石油渗流力学课程本身的内容特点决定了该课程教和学的难度，单纯的知识点灌输很难达到预期的教学效果和培养目的。采用重互动、重实践、重直观的综合教学模式，通过课堂上讲，实验室里动手做，网络上虚拟实验，机房里软件模拟，为学生提供多元的学习方式，让学生有效地参与到课程教学中来，实现“教”与“学”的有机统一，这样才能有效提高课程教学效果，也有助于培养学生工程应用的能力，提高教学质量，推动石油渗流力学这一学科的发展，为国家培养具有创新意识和创造能力的石油人才。

参考文献：

[1]袁迎中,戚志林,严文德,等.“渗流力学”课程创新思维教学方法探索[J]中国地质教育,2014(2)

[2]尹洪军,刘义坤.渗流力学省级精品课程建设的实践和收获[J]石油教育,2008(2):88-89

[3]郭晶晶,王海涛.互动式教学模式在油气层渗流力学教学中的探索[J]吉林省教育学院学报,2016,32(6):99-101

作者：潘琳 单位：中国地质大学资源学院石油工程系