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关于油气地球化学实验课程建设的思考与对策论文

发布时间:2020-05-16 11:06:34 文章来源:SCI论文网 我要评论














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摘要:油气地球化学是地球化学的重要分支,聚焦于石油天然气形成和演化过程中的系列地球化学行为。油气地球化学实验课程是石油类高校一门重要的本科生课程,旨在培养学生实验动手能力,激发其学科兴趣。笔者根据近几年油气地球化学实验课的授课经验,提出了几点课程建设的改革建议,希望能够促进油气地球化学实验课程建设取得更好的成效。

关键词:油气地球化学;实验课程;改革;优化

本文引用格式:陈吉,等.关于油气地球化学实验课程建设的思考与对策[J].教育现代化,2019,6(60):46-47,52.

地球化学是固体地球科学的一个重要支柱,是研究地球的化学组成、化学作用及化学演化的科学,是地学和化学的交叉学科[1-3]。自20世纪70年代中期以来,地球化学和地质学、地球物理学已成为固体地球科学的三大支柱[2]。国内地球化学研究处于前列的高校有南京大学和中国地质大学。

油气地球化学是地球化学的一个主要分支,聚焦于石油天然气形成和演化过程中的系列地球化学行为[4-6]。自诞生之初,油气地球化学就为石油天然气成因问题和演化去向提供了强有力的理论支撑[5,6]。油气地球化学能够定量半定量地描述石油天然气生成、运移、演化过程,因此是石油天然气勘探开发的强有力工具[5,6]。油气地球化学的理论基础来源于对油气勘探过程中的观察和总结,依赖于对地质样品的系统测试分析。因此,从本质来讲,油气地球化学是一门实验学科,所有的研究结论均应基于严谨的实验过程。

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从全国范围来看,已有较多高校开设地球化学专业,并且相当部分地球科学类相关专业将地球化学课程纳入到培养体系中。但是侧重于油气地球化学本科生培养的高校寥寥无几,其中长江大学就以油气地球化学本科生培养为特色。长江大学地球化学专业所属的资源与环境学院可追溯至1986年成立的分析测试中心。该中心从成立之初就专注于石油天然气地球化学研究,其特色反映在油气地球化学新方法新技术的创新、拓展及应用,在学界和生产界享有广泛声誉。

21世纪初随着国家高等教育转型,长江大学地球化学专业从只专注于研究生培养拓展至本科生培养,地球化学实验课程建设也随之提上日程。我校地球化学实验课程主要依托于地球化学实验室,该实验室是1999年中国石油天然气集团公司成立的第一个重点实验室“油气地球化学重点实验室”组成单位之一,于1999年通过国家计量认证评审,成为国内具有资质证明的有机地球化学分析中心之一。经过十多年的发展,我校油气地球化学实验课程建设取得了良好成效,得到了广大师生的一致好评。但是,也应当看到在新时代背景下地球化学学科发展趋势和人才培养思路已经发生深刻改变。如何适应新时代新形势下国家和社会对地球化学本科生教育的期待,是摆在我校地球化学实验课程建设面前的重要课题。因此,我们应顺应时势,加快改革步伐,造就一支精明强干的地球化学实验课程教师队伍。

一 油气地球化学实验课程现状与不足

我校地球化学实验课程由地球化学前处理和地球化学仪器分析两个环节构成,但主要还是以地球化学前处理教学为主。地球化学前处理实验教学内容主要包括样品采集及简单处理、样品的可溶有机物萃取、可溶有机物的分离富集等。这一教学过程开展前,都要进行实验室安全教育,牢固树立起学生的实验室安全意识。安全培训结束后,教师带领学生走进实验室,进行实验操作,使学生能够近距离见证实验操作过程。在这一教一学的现场互动中完成教学过程,不仅能够培养学生实际动手能力,也能极大地激发他们学习地球化学的兴趣,为将来从事地球化学事业打下基础。本部分教学一般采用轮班分组制教学,学生分班级分组进行现场学习,老师现场纠正不当之处。课程完成后要上交实验报告,教师评估实验结果,给出此项得分。地球化学仪器分析依托于地球化学实验室,由各仪器兼管老师完成教学,也是采取分班分组教学。我校本科生地球化学课程开设多年,虽然取得了很不错的效果,但是还存在以下不足。

(一)教学资源稍显不足

地球化学前处理实验室选址不佳,通风环境和湿度都不够理想,影响实验效果。实验室面积略小,集中教学时候显得狭小不堪。并且存在小型教学仪器普遍老旧匮乏的现象。地球化学仪器分析主要在前处理的基础上进行目标化合物的在线检测,依托我校地球化学实验室。但是地球化学实验室已经运行多年,部分仪器已经超龄服役,性能和稳定性大打折扣,严重影响教学效果。再加上经费投入不足,面临大型仪器短缺的窘境,很多一些较前沿的实验项目无法开展,只停留在纸面上。

(二)教学内容略显陈旧

我校地球化学实验课的主要教学内容还是集中于化石燃料中可溶有机物萃取、分离、检测等方面。虽然这方面的教学内容在我校属于科研强项,但是面临日新月异的学科发展态势,单一的教学内容显然已经不适合教学规律。现在有机地球化学研究已经向非常规油气、土壤、水体及生物地球化学循环方面大举进军。如果还局限于老三样,我们给学生传达的知识体系就显得不那么新颖了。

二 油气地球化学实验课程改革思路

(一)优化实验课程结构


根据高等教育学理论,课程结构的优化是课程改革与发展的目标,是整体教学改革的核心部分。课程结构的优化要求课程体系在整体联系上达到最适宜的有序状态,并能从整体上最大限度地发挥课程的教育功能[7]。从我校本科生地球化学实验课程来看,要实现课程结构优化,就必须梳理清楚理论课与实验课之间的关系。在实验教学过程中我们发现很多学生对基本的化学现象缺乏原理认识,导致实验失败后无法真正剖析出错误原因。另外,学生所学理论课与实验课是脱节的,既有的理论知识无法指导实验。实际上,好的理论课能够从原理上指导实验,从而激发创新灵感,好的实验课也能巩固理论知识体系,拓展学科深度。因此,我院应当深刻认识到理论课与实验课之间拥有良性互补关系,而不是割裂的个体。所以,建议学院加入物理化学和化学原理等相关课程,加强学生在化学方面的理论学习。如此而言,学生的化学基础知识掌握得扎实牢固,不仅有益于提高地球化学实验课的教学效果,也能为他们今后的学习生活工作打下坚实基础。

(二)切实保障实验教学资源

应当从学校和学院层面加大经费投入,对于基础小型的教学仪器一定要补全,时刻去旧迎新,避免出现资源紧张的尴尬局面。对于教学场地的局限,学院可以根据实际用房情况进行适当调整,腾挪出充裕的实验教学用房。并且加大实验室内部硬件升级改造,为师生构建舒适的教学环境。对于比较短缺的大型仪器设备,一定要遵循学科发展规律,加强专业论证,做到新仪器物尽其用,为教学和科研做出应有贡献。

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(三)充实和更新实验教学内容

科学前沿是已知领域和未知领域之间的不确定带。让学生接触科学前沿不仅能激发学生对科学兴趣,也能激发大学生创新精神。因此纳入最新科学前沿,不仅是培养大学何时能创造性的重要途径,也是教学内容更新必须纳入的重要内容[7]。因此,地球化学实验课程应当紧跟学科发展前沿热点,不断夯实教学老师理论和实验水平。特别是要注重吸纳那些拥有海外留学经历,并且掌握了国外先进的地球化学分析方法和手段的青年教师,充分给予其施展才华的机会。油气地球化学学科已经从传统的石油天然气研究转向了深层油气和非常规油气领域,因此地球化学实验课程应当大力引入该方面的教学内容。另外,随着国家对生态环境的日趋重视以及石油天然气行业和企业的改变,石油天然气开采过程中产生的系列环境生态问题也亟待解决。油气地球化学属于交叉学科,其优势在于利用分子有机地球化学来解决油气勘探开发中面临的问题[5][6]。因此方法和技术上的相通性给予了油气地球化学在生态环境中施展拳脚的机会。我们在地球化学实验教学中应当重视这一点,吸纳这方面教师进来,扩充本课程的教师队伍。

(四)建立科学的管理运行体制

有了稳健的实验教学师资队伍以及优良的教学资源和条件,还应当建立科学合理的实验室运行管理体制。应当从两个方面着手,同时订立教学实验室日常运行管理条例和实验教学管理条例。教学实验室日常运行管理条例应当包括人员配备、化学试剂安全存储、仪器设备使用及维护、实验室安全使用等方面,是为了切实保障实验室日常的平稳运行。实验教学管理条例是实验室运行特殊条例,是为实验教学而专门设立。应当包括教辅人员配备、化学试剂领用登记、实验预约登记制度、实验室安全使用规范等内容。应当切实保障实验教学的顺利进行,提高安全意识和教学效果。

三 结语

地球化学学科的发展和人才培养思路的转变是促使地球化学实验课程改革的根本动力。我校地球化学实验课程建设历经多年发展,拥有良好的基础,相信能够在将来更上一层楼。

参考文献

[1]陈道公,支霞臣,杨梅涛.地球化学[M].合肥:中国科学技术大学出版社,2014:1-3.
[2]韩吟文,马振东.地球化学[M].北京:地质出版社,2003.
[3]郝立波,戚长谋.地球化学原理[M].北京:地质出版社,2004.
[4]中国科学院地球化学研究所.高等地球化学[M].北京:科学出版社,1998.
[5]卢双舫,张敏.油气地球化学[M].北京:石油工业出版,2008.
[6]侯读杰.油气地球化学[M].北京:石油工业出版社,2011.
[7]冷余生,解飞厚.高等教育学[M].武汉:湖北人民出版社,2011:203-204.

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