石油工程专业实验教学设备创新研究与实践

刘竟成 何君莲 王振库 潘义强

摘 要：石油工程专业实验设备创新研究是石油与天然气国家级实验教学示范中心发展的趋势和必然要求。本文在分析实验教学示范中心设备更新存在问题的基础上，分析了实验设备创新的重要性，提出了实验教学中实验设备的创新研究与实践要遵循的安全性准则、可靠性准则、可拓展性准则等三项基准准则，并提出实验设备动态管理模式强化实验设备创新。

关键词：石油工程;实验设备;创新研究

随着石油工业的迅速发展，石油工程专业人才培养面临着巨大挑战和变化。由于石油工程专业课程内容的快速更新，原有的部分实验设备已不能满足当前实验教学的需要，部分专业实验设备没有已开发的产品，以上原因促进了石油工程专业实验设备的研究、创新与自制，而实验设备的研究可以提高学生的發散思维、创新思维、差异性思维和探索求知欲，对实验教学综合水平提升具有重要意义。实验设备创新研究不但促进实验教学的发展，扩充了实验项目，促进人才培养，是当前石油工程专业实验教学发展的趋势[1]。

1实验教学中设备创新的重要性

石油工程专业实验教学由于专科办学层次、设备老旧等多种历史遗留因素的限制，部分实验项目和设备过于陈旧，已不能满足目前人才培养质量的要求。实验设备创新研究着眼于油田企业需要的新技术、新理论与实践相结合，让学生在实验学习中进一步融会贯通所学的新技术、新理论，培养出积极吸纳新知识、新技能的动手能力强的优秀毕业生，培养学生学习知识从“理解”向“实践”转变，提高石油工程专业学生动手能力和创新能力[2-3]。

专业实验设备创新是近年来各高校追求的目标，甚至是衡量学校专业实验教学水平的重要指标。专业实验设备的自研以其成本低、实用性强、针对性独特的特点逐步得到专业实验教学的认可，在实验教学中采用创新实验设备，通过设备创新研究可以适应不同专业、不同层次学生实验课程的要求，实验设备创新研究与实践主要有以下特点：（1）可重组性和模块化;（2）先进性和开放性;（3）综合性和创新性。

2实验设备创新研究的准则

实验设备创新研究践目前已逐渐成为各高校实验教学的基本要求，甚至成为实验教学质量的一个衡量准则，实验设备创新研究过程中必须遵循一定的教学准则。

2.1实验设备安全性准则

实验教学中实验设备创新研究最主要的一个基准就是安全性，这也是实验教学的基本前提，特别是石油工程专业涉及高温高压的这些危险性实验，这些实验会引起一些不可预料的后果，对实验教学和人身安全都具有较大的影响。实验设备研究自制过程中应严格按照国家各项标准进行设计、研究过程中应考虑到当地气候环境因素影响、研究成功后应进行反复试做，才能投入应用，避免在实验过程造成意外事故，导致实验失败或人身伤害。要提高实验教学实验设备的安全系数，排除安全隐患前提下进行实验设备研究是当前实验创新的难点，也是实验教学和管理人员、实验教学主管部门在鼓励开展实验设备创新研究时需要重点考虑和关注的内容，要做好各项应急对策和安全防范措施。

2.2实验设备可靠性准则

可靠性问题会严重影响实验成效和实验教学质量，因此在实验教学过程中，针对创新研发的新设备或经过改造的旧设备要经过大量反复的测试，寻找存在不可靠因素及其原因，采取可行措施予以解决，确保创新实验设备的可靠性。只有可靠性高的产品才是合格的产品设备，才能既能保证投入实验得到可靠的实验结果还能保证实验的安全性，实验教学创新研究实验设备要从可靠性进行着手[4-5]。

2.3实验设备拓展性准则

实验教学过程中涉及到实验设备创新研究和自制实践时，要充分考虑到实验室持续发展和实验教学的今后课程安排，综合设计型、创新型实验的需求和理论课程的内容调整变化，对实验创新设备研究时要保留其可拓展性。由于实验室实验设备一般研发自制投入实验后都需要使用5年以上，新设备若缺乏可拓展性就难以满足相应理论课程教学内容变化的需要。因此，在实验设备创新研究时要考虑可改造、可升级性，在实验设计内容改变的情况下，依然根据对设备进行升级改造然后进行实验，确保实验设备可以持续多次使用，可以满足实验教学持续发展的需求，不但节省了成本，还提高了实验教学效率，拓展性就成了实验设备创新研究的必要基准。

3实验设备创新实践的综合能力培养

改进创新和研发自制石油工程专业实验设备是石油与天然气国家级实验教学示范中心的重要内容，通过改进创新不断提高现有实验设备的使用寿命、增加实验项目，也可以提高教学人员的业务水平，更重要的是学生参与实验设备改进创新和研发过程，师生共同改进现有设备、创新研究新设备，能充分挖掘学生的潜力和创造力。而且学生作为实验设备开发者，对设备的优缺点和各种性能十分清楚，对实验过程的精准把控可靠有效，不容易出现各种误操作、不熟悉等行为。

4实验教学中实验设备创新实践的运行管理

实验设备是实验教学不可或缺的重要组成部分，当现有实验设备和仪器仪表不能满足实验教学需求，创新研究自制和实践又达不到要求时，就需要及时引进先进的科学的实验设备或技术，然后在此基础上加大创新研究和研发自制力度，创造出符合实验需求和实验室长期发展的新设备。引入设备时要按照科学有效机制加强考核和论证，确保引进的设备成本低、性能好、实验契合度高、后期改进和研发按效果大。

5结论

（1）实验设备创新对实验教学发展具有重要的作用，主要体现在创新实践的可重组性和模块化、先进性和开放性、综合性和创新性等优势特点方面。

（2）实验教学中实验设备的创新研究要遵循一定的基准原则，具体包含安全性准则、可靠性准则、精确性准则、可拓展性准则，以四项基准为出发点进行创新研究才能得到科学合理和符合实验需求的设备。

（3）实验设备创新实践培养学生综合能力要从熟知实验设备内部结构及原理、参与实验设备维修和保养、开展实验设备创新研发自制入手，综合发展以提升学生综合能力。

（4）从建立创新实验设备研究的引入机制、促进资源共享的实验教学模式、实现实验设备创新研究与实践的动态管理等三个措施出发搭建完善实验设备创新研究动态管理模式。

参考文献：

[1]孔蓉. 改进机构实验设备 培养学生创新实践能力[J].中国教育技术装备，2012，33（11）：31-33.

[2]王革思，高敬鹏，赵宇宁，等. 以创新创业能力培养为导向 全方位自制实验教学设备[J].实验技术与管理，2018，6：23-26.

[3]杨威，崔彬，韩亮，等. 新工科背景下自制计算机类实验设备的探索与实践[J].高校实验室科学技术，2019，（03）：125-128.

[4]李凤霞，王郑库，李文华，等. 石油工程实践教学中心高效运行机制研究[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2012，（9）：182-183.

[5]王郑库，李凤霞，曾顺鹏，等. 石油工程专业课程自主式实验教学研究[J].中国地质教育，2016（1）：93-95.

（1.重庆科技学院石油与天然气国家级实验教学示范中心;2.重庆市石油与天然气学会）