关于石油钻井专业制图教学模式的探讨

机械制图是各职业学校工科类专业的一门重要的专业基础课,是交流、传递技术信息的媒介和工具,是工程界通用的技术语言。学生对机械制图的掌握情况与熟练程度,不仅关系后续专业课的学习,而且还反映着学生的职业技术素质。

随着科技的进步,石油钻井行业的设备自动化程度越来越先进、工艺要求越来越高,建井周期越来越短,设备、仪器的拆卸及安装越来越频繁,这就要求石油钻井专业的学生不仅能够掌握石油钻井的原理、工艺技术和操作技能,还具有石油钻井工程需要的识读装配图的能力、测绘与徒手绘图能力。

目前我国石油钻井专业制图课没有一套完整的适合石油工程专业的课程体系,一直沿用机械类专业制图教学的教材和教学模式,在知识体系上没有很好地与石油钻井专业相结合,课程中所选用的图例没有体现出石油钻井的特点,这就给学生识读专业图样带来一定难度。因此,如何改进制图课程体系和教学模式是石油钻井专业课程亟待解决的主要问题。

一、石油钻井专业对制图教学的要求

石油钻井是油气勘探及开发过程中一项非常重要的工序,其工作对象是地下几千米的岩石,它利用地面钻井设备及井下各种钻井工具不断破碎岩石,形成井眼,建立油气流的通道,实现开采地下油气资源的目的。由于地层的多变性和地下岩石的复杂性,地面钻井设备和井下钻井工具会产生故障,影响钻井效率。因此,要经常对这些工具和设备进行拆装、维修和保养。同时,钻井技术的发展和钻井工具的更新,钻井效率不断提高,建井周期不断缩短,设备的拆卸、搬迁、安装更加频繁,这就要求钻井专业学生必须熟练掌握这项技能,适应钻井现场的需要。拆装、维修和保养的前提是了解它们的结构、装配关系、工作原理及技术要求,因此识读装配图是石油钻井专业需要掌握和强化的教学内容之一。同时,为了保证井下工具正常工作和为处理事故提供技术支持,需对井下工具进行测绘,绘出入井钻具的草图并准确标注尺寸。这就决定了在教学过程中要体现专业的要求,以适应钻井专业的需要。传统的机械制图教学是以投影为基础,培养学生的图形思维能力和空间想象能力。而对于石油钻井工程专业来说,学生在工作岗位上主要要具备徒手绘图能力、测绘能力、识读装配图的能力等。

二、现行石油钻井专业制图教学的现状

1. 教学重点不能体现专业的需要

现行钻井专业制图教学的教材及教学计划与普通机械专业相似,但由于钻井专业的制图课时少,加上学生的文化基础薄弱、空间想象能力差,只能将投影作图、画法几何、机械图样的表达方法等作为重点内容讲授,而识读装配图只作为一般了解内容来讲授,不对学生进行测绘训练。这背离了钻井现场实际,其重点不能体现专业的需要。

2. 教学内容不能与专业相结合

受传统教学模式的影响,现行石油工程专业制图教学的内容一直按普通机械专业执行,与专业没有任何关联,各种例图都来自于普通机械,虽然机械都具有相通性,但钻井工程专业有其特殊性。由于制图教学没有结合石油钻井专业进行讲授,使学生学到的知识难以直接应用到工程实际上,以至于学生认为该课程与专业联系不密切,影响学生学习制图的积极性。

3. 教学方式不能适应专业制图教学的需要

主要表现在两个方面:其一,现行的教学方式是“粉笔+黑板+模型(挂图)”,制图教学挂图和教学模型都是按教材配制的,在石油钻井专业制图教学中,教师在现有的教学方式下无法将钻井专业图例引入到制图教学中,实现专业与制图教学相接合。其二,制图教学注重的是制图知识的传授,教学采用满堂灌的教学方式,而忽视制图技能的培养,使教学目的与现场需要相脱节。

三、石油钻井专业制图教学模式的探讨

1. 实现教学内容与专业相结合

由于石油钻井专业与机械专业有着很大的区别,工作岗位要求技术工人的制图技能也不尽相同。因此在制图教学的重点上也有着很大区别。应改革教学内容,实现教学内容与专业相结合。

石油工程专业设置机械制图课程的目的,主要是提高其识图能力及测绘和徒手绘图能力。石油工程专业要求弱化繁琐的画法几何及投影方面的教学,注重图样的表达方法及装配图的识读。教学过程中制图教师要适当引入石油钻井专业的图样,配合讲解相关的专业知识,将专业生产工艺部分地纳入制图课的范畴,即制图教学应结合工艺内容讲解,这样不仅开阔学生的视野,提高学生学习的兴趣,同时将大大缩短学生进入实际生产后的适应期。

2. 实现传统教学方式与现代化教学方式相结合

现行的机械制图教材所使用的各种图例,都是来自于普通机械,与石油工程专业联系不紧密,在传统教学模式下无法将专业图样引入到制图教学中。同时,传统教学中的各种图例都是以静态方式呈现在学生面前,增加了学生的理解难度。为了使制图教学体现石油钻井专业的特点,实现基础课程服务于专业的目的,在石油钻井专业制图教学过程中,用现代教学手段作为传统教学模式的补充,不仅可以使学生理解教学内容,更重要的是将石油专业的知识引入到制图教学中,拓展了学生的知识面,为后续专业课的讲授奠定了基础。所谓现代教学手段体现在以Power- point软件为平台,将图片、影片、Flash动画、文档等多种媒体集成为课件,实现多媒体教学。例如:在讲装配图时,笔者引用了石油机械中的旋转系统部件——转盘装配图,按照石油钻井工程专业对转盘的知识点的要求,结合制图教学中识读装配图的知识,运用动画、零件实物、文字等制作了多媒体课件,从专业需要的角度出发,重点突出了转盘的工作原理、结构、各零件的作用及维护保养方面的知识,使学生掌握制图技能知识的同时也了解了专业知识。现代教学手段在石油工程专业制图教学过程中的运用,可以弥补传统教学直观性不强、与专业结合不紧密的不足,取得传统教学无法比拟的教学效果。

3. 实现传授制图知识与提高制图技能相接合

零件的测绘和徒手绘图能力是石油钻井专业学生必须掌握的技能,也是制图教学的重点之一。教师应根据学生掌握的情况,结合专业的要求,对学生进行徒手绘图和测绘训练,巩固所学的知识,使学生感觉学有所用,提高学生的学习兴趣。例如在讲完尺寸标注章节后,笔者运用所讲内容,结合石油专业知识,给学生一只钻具接头实物,让学生测量并标注尺寸。在学生测绘的基础上,讲解钻具接头的各尺寸在钻井过程中的意义,强调尺寸标注的准确性和尺寸标注误差对钻井工作的危害。通过实物教学,增加了学生感性认识,培养了学生分析问题和解决问题的能力。徒手绘图和测绘是知识和技能的完美结合,教学中在学生充分理解和掌握制图基本知识的同时应注重制图应用能力的提高,突出实践环节,才能真正适应专业的需要。

机械制图是石油钻井专业的基础课之一,但目前普遍存在教学内容与专业相关性差,教学重点与专业不相符,教学手段不能适应专业制图的要求等特点。为了达到理想的教学效果,使制图教学体现石油钻井的专业性,应在教学内容上结合专业特点,采用现代化教学手段,有效提高教学质量和教学效率,注重学生的能力培养,使制图教学更好地为专业服务,提高学生的综合素质,以适应石油行业对技能型人才的需要。

(作者单位:江苏省华东石油技师学院)