王 瑜，周輝峰，劉寶林，胡遠彪

中國地質大學（北京）工程技術學院，北京 102249

“鉆探與鉆井設備”課程教學大綱制定與教學組織的思考

王 瑜，周輝峰，劉寶林，胡遠彪

中國地質大學（北京）工程技術學院，北京 102249

教學大綱是教學的綱領性文件。文章以“鉆探與鉆井設備”課程教學大綱的制訂為契機，分析了該課程的特點，優(yōu)選了課程的教學內容，構建出系統(tǒng)的教學體系，并探討了提高教學質量的手段。提出了激發(fā)學生學習興趣、合理利用教學手段、比較法教學與綜合考核體系的教學方法和手段，為本課程新大綱的實施和教學活動的組織奠定了基礎。

鉆探與鉆井設備；教學大綱；教學質量

教學大綱是根據(jù)教學計劃，從專業(yè)培養(yǎng)目標出發(fā)制訂的課程教學綱要，是實現(xiàn)和完成教學內容和要求的指導性文件。它規(guī)定了每一門課程的性質及其在專業(yè)課程體系中的教學地位、目的和任務，內容范圍及順序，教學時數(shù)和教學方法、教學手段，作業(yè)量、考試要求以及教材和參考書等[1]。我校1954年就成立了探礦工程專業(yè)，1998年專業(yè)更名為勘察技術與工程。擴大了業(yè)務范圍，增加了水文地質、工程地質、地球化學的內容，包括了應用地球物理[2]?！般@探與鉆井設備”課程是該專業(yè)的一門重要課程，主要講授與地質鉆探相關的各類設備。

近年來，我校有大量畢業(yè)生在油田單位就業(yè)，高校間生源和就業(yè)市場的競爭日趨激烈[3]，要求高等學校不斷調整培養(yǎng)思路，提供高質量的“產(chǎn)品”。為適應本專業(yè)學生的發(fā)展需要，在2010年學校教學大綱修訂的契機下，根據(jù)大綱修訂要求—遵循高等教育教學的基本規(guī)律，緊密結合國家需求、行業(yè)要求以及首都經(jīng)濟發(fā)展，根據(jù)學校的辦學定位和辦學條件，依托學科基礎，形成各本科專業(yè)培養(yǎng)方案的優(yōu)勢和特色，課程“鉆井與施工機械”調整成“鉆探與鉆井設備”，課程的性質為本科生專業(yè)必修，48個學時。本文分析了該課程的特點，優(yōu)選了課程的教學內容，構建出系統(tǒng)的教學體系，并對本課程的教學工作提出了一些設想和探討。

一、課程特點

1.內容寬泛

“鉆探與鉆井設備”課程所包含的教學內容寬泛，涉及地質鉆探工程與石油鉆井工程兩個不同的行業(yè)所應用的設備技術。由于地質鉆探工程與石油鉆井工程都是系統(tǒng)而復雜的施工過程，設備應用廣泛，因此，教學內容中不但包括專業(yè)設備，也包含大量的通用設備。要讓學生在短短的幾十個學時里熟悉并掌握這些設備十分困難。

2.工藝性強

地質鉆探與石油鉆井的工藝技術方法有類似之處，目前主要有轉盤式、動力頭式（頂驅）、井底動力鉆具、立軸式鉆機等，另外，還有噴射式鉆井、近平衡壓力鉆井、空氣鉆井、導向鉆井、高壓沖蝕鉆井以及非垂直井鉆井等鉆井鉆探工藝技術。裝備是地質鉆探與石油鉆井工程的基礎，不同的鉆井、鉆探工藝對設備的要求不同，設備為工藝服務。因此，專業(yè)設備具有工藝性強的特點。

3.形體性強

課程研究的對象主要是相關機械設備的結構、工作原理、拆裝步驟、調整、檢測與維修方法。它們都具有一定的形態(tài)，由一些相對獨立的形體結構組成。對課程的講授的過程就是將這些設備進行歸類、分解、組裝，熟悉其工作原理與應用的過程。對教學大綱的編排到講課，都遵循由簡到繁，由整體—局部—整體的認識規(guī)律。所以，從教到學都應體現(xiàn)出很強的形體性、整體性和直觀性[4]。

4.綜合性強

“鉆探與鉆井設備”課程的教學體系是建立在基礎學科之上的，課程需要多科領域的知識,如鉆井工藝、力學、材料、機械制造基礎、電工學及工業(yè)電子等，教學的過程體現(xiàn)出多學科的相互滲透。在大綱的編排與教學中必須考慮到處理好這些矛盾的多重性，利用其直觀性和形象化，以有利于綜合考慮多學科領域知識的學習和應用。

二、教學內容的優(yōu)選

1.明確教學目的

教學目的是指導教學活動的根本出發(fā)點。“鉆探與鉆井設備”課程是為勘查技術與工程專業(yè)本科生開設的一門專業(yè)主干課程。該課程開設目的是使學生對地質資源勘查和石油鉆井施工中的設備有一系統(tǒng)全面的了解，主要掌握地質鉆探與石油鉆井設備的結構組成、工作原理和適用條件，掌握典型設備選型、維護保養(yǎng)方面的基礎知識，為今后從事鉆探、鉆井技術工作時能正確地選擇、操作、維護及設計鉆探和鉆井設備奠定基礎。

由于該課程涉及地質鉆探和石油鉆井兩個不同的領域，具有內容寬泛、工藝性強、形體性強、綜合性強等特點，在48個課時內講授這樣一門內容龐雜的課程，如果不合理組織和精心安排教學內容，勢必會出現(xiàn)兩種傾向：要么過于淺顯而流于羅列鉆探和鉆井設備，學生不能從工藝用途上了解設備，龐雜的設備反而成為非機械類專業(yè)學生的學習難點；要么專業(yè)性和工藝性講授太深，由于學生缺少現(xiàn)場實踐的經(jīng)歷，使得課程晦澀難懂，容易導致學生混淆鉆探和鉆井工藝和設備，使學生陷于枯燥乏味的境地而失去學習興趣，影響教學效果。

勘查工程與技術專業(yè)的學生畢業(yè)后在地質勘探和石油勘探兩個領域就業(yè)的學生較多。同時，可能從事與地質設備相關的管理與研究工作。這就要求教師既要給學生一定的專業(yè)理論教育，又要合理把握教學內容的深度。設備為工藝服務，對該課程的教學應該側重于根據(jù)地質鉆探和石油鉆井工藝的特點對設備進行介紹，以便學生加深對設備的理解，為將來參加工作和繼續(xù)深造打下基礎。

2.優(yōu)選教學內容

“鉆探與鉆井機械”課程涉及內容較多，也較為繁雜。從教學大綱安排來看基本上可分為兩大部分，即地質鉆探部分和石油鉆井部分。又由于在地質鉆探和石油鉆井中的泵的原理大同小異，因此，對該課程的分類又可以分為地質鉆探設備、石油鉆井機械和鉆井泵等三大部分。

地質鉆探設備主要是地質巖心鉆機，近年來，地質巖心鉆機向著液壓動力頭式鉆機的方向發(fā)展，出現(xiàn)了眾多的產(chǎn)品。同時，立軸式鉆機在現(xiàn)場還占據(jù)著主導地位，由于課時限制，不可能面面俱到，必須優(yōu)選教學內容，使學生在有限的時間內對地質巖心鉆機有一個較為系統(tǒng)的理解，對該部分內容應根據(jù)最經(jīng)典形式鉆機的特點進行論述。石油鉆井機械所涉及的設備十分廣泛，但主要都是圍繞石油鉆機進行展開，課程主要對傳統(tǒng)的機械式陸地鉆機的相關設備進行介紹，將石油鉆機分為起升系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、旋轉系統(tǒng)等三個部分進行講述，其中，典型的石油鉆井設備是內容的重點。地質鉆探與石油鉆井所用的鉆井泵雖然在結構上大同小異，但由于鉆進深度和鉆進目的上的不同，使得泵的能力和相關輔助設備又有所不同，對此部分教學內容應該在比較兩種場合使用的泵的共同點和區(qū)別進行比較教學。

從課程的內容體系上看，無論是地質鉆探各部分，還是石油鉆井部分都存在著鉆探研究分科帶來的分隔性。整個內容體系像一堆大積木，拼合了各個分科的最基本概念和設備。如果在講課中不注意過渡和比較，會使學生有一種看幻燈片的感覺，容易混淆各種概念，不利于學生的理解和掌握。新舊大綱的區(qū)別如表1所示，根據(jù)課程的特點，可以將鉆探設備與鉆井設備分成兩個大的知識體系對待，課程內容的選擇應刪繁就簡，主要對兩類機械中的不同設備、相似設備、相同設備等內容進行比較與選擇。第一部分的前言與概論根據(jù)地質鉆探工程和石油鉆井工程的工藝比較進行入手，引出兩大不同的設備體系，為后續(xù)內容埋下伏筆。課程內容的精心選擇，力求避免課程繁雜的特點，使得學生獲得的不再是零散的知識片段，而是兩個相對完整和獨立的知識體系。

表1 新舊大綱的主要區(qū)別

3．充實教學素材

教學素材應是指在教學過程中，用以具體解釋說明教學內容從而幫助學生理解領悟掌握課程內容主題的各種各樣的材料。因為課堂教學的內容過程和方法手段都離不開教學素材，可以說,教學過程就是各種教學素材應用的過程，教學素材的收集、整理和應用會直接影響到教學效果，它使學生積極參與課堂教學并樂于接受教學內容，使教師每一次課的教學組織過程都得心應手并取得教學目標。因此，如何收集、整理和應用教學素材成為每一位任課教師提高課堂教學實效性的重要課題。

重視教學素材的收集、整理與應用可使課堂教學的實效性得到充分的落實和體現(xiàn)?！般@探與鉆井設備”課程主要是使學生對地質資源勘查和石油鉆井施工中的設備有一系統(tǒng)全面的了解，如果純粹是課堂對設備進行講解，由于形體性強，將無法引導學生深入地思考、積極地探討并從中獲得實質性的領悟，而且教學過程和方法將是單調無趣無味的，也就談不上有什么教學效果了。若能采用經(jīng)過精心準備的多種多樣的教學素材來進行教學，又將會是另一種情形。

教學素材可以從網(wǎng)絡、專業(yè)書刊、專家講座等方面進行收集。教學素材不僅是文字資料、圖片，還應有生動的機械設備三維立體圖動畫、現(xiàn)場生產(chǎn)視頻資料等。設備類課程具有實踐性很強的特點，鉆探與鉆井設備課的教學應該在實踐中積累教學素材，不僅是主講教師需要積累教學素材，還應引導學生在學習的過程中積累素材。每年4月份，北京地區(qū)都會有全國地質裝備展和亞洲最大的石油裝備展—振威石油裝備展，本課程可以充分利用這個機會，安排在第三學年的春季，教師可根據(jù)展覽的時間安排學生參觀，現(xiàn)場教學，并收集具體設備資料作為教學素材，帶回來進行分析和學習，加深理解。

要用好教學素材，特別是在交流討論中能否在深處挖掘，帶給學生更加深刻而嶄新的啟示與領悟，還需要教師具有深厚的理論功底與完備的知識結構，以及開闊的思想視野與高超的思想功夫?？傊?，掌握好教學素材的收集、整理與應用將使課堂教學的實效性得到充分的落實和體現(xiàn)[5]。

三、教學方法探討

1.培養(yǎng)學習興趣

“興趣是最好的老師”。師生間建立融洽的情感則是培養(yǎng)學習興趣的先決條件。正如《學會生存》一書所指出的：“現(xiàn)在教師的職責已經(jīng)越來越少地傳遞知識，而越來越多地激勵思考，他將越來越成為一位顧問，一位交換意見的參加者，一位幫助發(fā)現(xiàn)矛盾論點而不是拿出現(xiàn)成真理的人”[6]。講課不需要講得太多，而是將一個東西講透，把分析問題的方法講出來，這樣學生就能做到舉一反三。同時，學生在學習時有“跳跳能摘到桃子”的感覺，這樣能激發(fā)他們的學習興趣。

教師的第一堂課對于培養(yǎng)學生的學習興趣十分重要，“鉆探與鉆井設備”課程的第一堂課為緒論，主要講述鉆探和鉆井設備的特點、應用、發(fā)展等，在教學中切忌長篇大論，而是應該收集大量的設備圖片和視頻，以其為講課載體，同時，緒論不定要講很多內容，但一定要把課程內容的邏輯講清楚，這樣能加深學生印象，提高學生的興趣。教師在上課時，應觀察學生的狀態(tài)，碰到學生注意力不集中的情況時，可以提出相關的問題，與學生進行互動，也能激發(fā)學生的學習興趣。

2.合理利用教學手段

設備類課程的教學、實物認識和實踐教學環(huán)節(jié)非常重要，課堂講解需要講10分鐘的內容可能讓學生看上一眼，就會一目了然。但恰恰對于本課程，學校不可能安排鉆探和鉆井現(xiàn)場的實踐活動。教師可以充分利用一切可以利用的條件去啟發(fā)和帶動學生，引導學生參與設備實踐活動。

首先，利用好實驗課的時間。實驗課采用的是分組上課的方式，人數(shù)少、教室小、各種教學用具齊全，加之師生直接交流方便，在完成實驗內容的同時，可以結合實物與學生一起復習鞏固理論課的內容。其次，可以擴大教學范圍走出課堂，如本教研室的地質巖心鉆機、展覽會場都是學生增加設備感性認識的良好場所，現(xiàn)場講解與課堂講授效果截然不同，面對高大的鉆機、鉆井架，學生可以提出各種各樣的問題，教師現(xiàn)場解答,學生印象深刻，從而收到意想不到的效果。

為加強上課的效果，教師應該注意收集油田的各類禮品模型，油田很多小禮品都是以油田設備為模型的，制作的十分精美和逼真，如在在具體講授旋挖鉆機內容時，拿出三一重機的旋挖鉆機玩具模型在教室里展示，學生十分感興趣，課間都湊上來看，教師可以趁機就模型進行提問，講授旋挖鉆機的各個部分的名稱、功能、工作原理、最新技術進展等，這樣克服了教室書本教授時枯燥、實驗室學生易分心的缺點，收到了良好的效果。

另外在教學中穿插有關設備現(xiàn)場工作的教學錄像片，在播放的過程中進行提示性講解，也是戶內實習。這些都能提高該課教學效果。

3.比較法教學

教的目的就能使學生主動地學，教師在教的過程中，如何運用各種不同的方法和手段，變指揮者為引導者，鼓勵和激發(fā)學生的自主思維，探求知識的欲望，提高接受新知識的效率就顯得尤為重要[7]。比較是人們常用的思維方法，是找出事物之間的差異點和共同點的思維方法。恰當?shù)卦诮虒W中運用比較法會起到事半功倍的作用，而且對提高學生的思維能力和創(chuàng)新能力很有幫助[8]。

在教學中，教師根據(jù)不同的教學內容，結合不同的教學方法，充分運用比較教學法，將地質資源鉆探工程與石油鉆井工程相比較，將地質鉆探設備與石油鉆井設備進行比較，在流程、原理、結構、尺寸、用途等方面進行充分比較，使原來容易混淆、枯燥、抽象的難于理解、接受的內容變得生動、有趣，一目了然，易于接受和掌握，這樣，既豐富了課堂教學，又激發(fā)了學生的思維，從而使教與學得到統(tǒng)一。

如在講授石油鉆機帶式剎車系統(tǒng)時，可以將石油鉆機帶式剎車系統(tǒng)和地質巖心鉆機的帶剎車系統(tǒng)進行比較，從比較中可以知道它們有著相同的結構，特點都是只能單向剎車，所以兩種鉆機都配備了雙向剎車系統(tǒng)，但由于石油帶式剎車制動能力要求高，因此，石油帶式剎車體積龐大，并且在此基礎上發(fā)展出了自動化控制系統(tǒng)，而地質巖心鉆機帶剎車制動能力要求小，因此從成本和操作方面考慮，一般采取手動控制方式。通過兩種剎車的比較，學生掌握了主要的知識點，同時講完兩部分內容，提高了授課的效率和效果。

4.構建綜合性考核體系

鉆探與鉆井設備研究的是地質鉆探設備和石油鉆井設備的工作原理、結構、用途、保養(yǎng)、維修等，更強調設備的運行與應用，強調設備的基本原理和在工程中的具體實踐應用。不傾向于設備的設計、制造以及其他機械設計的共性技術。針對這樣的特點，機械類課程的一般考核方法不能真正反映學生的學習情況。筆者認為，本課程應該加強對學生設備應用能力和工作原理理解的考察，由于設備龐雜，沒有認真的聽講是無法學好本門課程的，考核的方式應該是平時考察和期末考試相結合。

為督促學生的平時學習，每堂課上課前留出10分鐘總結上節(jié)課的學習內容，并當堂提問，提問的重點是平時學習態(tài)度不積極或者經(jīng)常缺課、遲到的同學，通過總結和提問，使學生能夠溫習學過的知識點，加深理解，并且將這些簡單的個體考核結果作為缺課、遲到學生的平時成績，可以督促這些后進學生努力學習彌補學習的不足，以評促學。對于期末考試以基本題和應用題為主，從基礎和整體內容學習上考查學生。這樣才能客觀地檢驗學生對基本內容的掌握程度、平時加強課堂學習。同時，也檢驗了靈活運用知識的能力[9]。

四、總結

總之，“鉆探與鉆井設備”課程作為一門同時涉及地質資源鉆探工程和石油鉆井工程的機械類課程，具有內容寬泛、工藝性強、形體性強和綜合性強的特點，對拓寬學生知識面、改善學生的知識結構和思維方式有很重要的作用，必須予以足夠重視。需要教師在教學活動中不斷研究和總結教學方法，提高教學水平，使該課程能在學生的專業(yè)知識學習中發(fā)揮其應有的作用。

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[5]歐羅城.“思想道德修養(yǎng)與法律基礎課”教學素材的收集、整理與應用[J]. 廣東藥學院學報，2008，24(4):348-350.

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Consideration on Drawing up Syllabus and Teaching Organization for Geo-Drilling and Oil drilling Equipment

WANG Yu, ZHOU Hui-feng, LIU Bao-lin, Hu Yuan-biao
China University of Geosciences, Beijing 100083, China

A syllabus is a programmatic document guiding teaching and learning. In this paper, the course features of geo-drilling and oil equipment course were summarized, and the contents and teaching system were also determined. The methods of stimulating interest in learning, rational using of teaching methods such as comparison method and improving the evaluation system were put forward in the paper to improve the teaching quality, which set a basis for drawing up syllabus and teaching organization.

geo-drilling and oil drilling equipment; syllabus; teaching quality

G642

A

1006-9372 （2011）01-0037-05

2011-01-10；

2011-02-20。

教育部高等學校特色專業(yè)建設點資助項目（TS10036）；北京市特色專業(yè)建設項目資助。

王 瑜，男，講師，主要從事地質鉆探設備、石油鉆采設備的教學和研究工作。

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