導(dǎo)語(yǔ)：仿真模擬在油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的運(yùn)用一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢(xún)客服老師，歡迎參考。

摘要：油層物理課是石油工程專(zhuān)業(yè)必修課程,是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程。因此，油層物理實(shí)驗(yàn)是油層物理課的必修環(huán)節(jié)。為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，針對(duì)油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的局限性和難題，編制了仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件。該文對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)越性進(jìn)行了闡述，對(duì)油層物理仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件及應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹。仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革和嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：油層物理;實(shí)驗(yàn)教學(xué);仿真

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力的重要環(huán)節(jié)。實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的缺失或薄弱，勢(shì)必造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)，培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生高分低能，缺乏創(chuàng)新能力。這樣的學(xué)生很難適應(yīng)社會(huì)的需求[1-3]。實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要投入大量資金購(gòu)買(mǎi)儀器設(shè)備，需要場(chǎng)地建設(shè)實(shí)驗(yàn)室。近幾年學(xué)校招生規(guī)模迅速擴(kuò)大，實(shí)驗(yàn)室出現(xiàn)資金及實(shí)驗(yàn)面積不足、設(shè)備臺(tái)套數(shù)不足、指導(dǎo)教師缺乏等問(wèn)題。嚴(yán)重影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展，仿真技術(shù)在各領(lǐng)域應(yīng)用越來(lái)越廣泛。作為新的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段，仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)得到了廣泛應(yīng)用。它具有開(kāi)發(fā)、維護(hù)費(fèi)用低，不受場(chǎng)地限制，功能強(qiáng)大等優(yōu)勢(shì)。不僅可以節(jié)省很多的人力、物力和財(cái)力，而且還可以提高學(xué)生的興趣。

1仿真模擬教學(xué)的優(yōu)越性

與傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)相比，仿真模擬教學(xué)具有以下優(yōu)勢(shì)[4-5]。(1)節(jié)省成本。由于專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器通用性差，一般價(jià)格比較昂貴，維修困難。仿真軟件可以大大降低成本，不受臺(tái)套數(shù)限制。仿真實(shí)驗(yàn)軟件的運(yùn)行只需要一臺(tái)電腦，而目前電腦的普及程度非常高，已成為人們學(xué)習(xí)和生活的基本工具。電腦成本也越來(lái)越低。(2）節(jié)省空間。專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)儀器利用率低，購(gòu)買(mǎi)大量?jī)x器不僅需要大量資金，而且占用實(shí)驗(yàn)室面積。大部分時(shí)間閑置，勢(shì)必會(huì)造成極大的浪費(fèi)。仿真軟件的應(yīng)用不受實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)限制，不需購(gòu)置專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)儀器。這樣就節(jié)省了空間。(3）使用方便。由于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，學(xué)生無(wú)論在機(jī)房、在宿舍都可以開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，不受地點(diǎn)限制。無(wú)論節(jié)假日、周末學(xué)生可以在任何時(shí)間開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，不受時(shí)間限制。(4）便于維護(hù)。仿真軟件不像實(shí)驗(yàn)儀器容易損壞，學(xué)生可以多次反復(fù)操作，而不用擔(dān)心出現(xiàn)儀器故障。(5）可以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)中無(wú)法完成的功能。仿真實(shí)驗(yàn)不僅可以完全模擬實(shí)際的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，它還可以實(shí)現(xiàn)實(shí)際實(shí)驗(yàn)難以實(shí)現(xiàn)的功能。比如井下工具的結(jié)構(gòu)及工作原理，利用實(shí)物很難讓學(xué)生看清楚，利用動(dòng)畫(huà)則可以一目了然。氣錨的工作原理，老師在課堂上講解非常費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，但利用動(dòng)畫(huà)展示，氣錨分離氣液的過(guò)程看得清清楚楚。(6）提高學(xué)生興趣及創(chuàng)新激情。仿真動(dòng)畫(huà)軟件色彩豐富，動(dòng)畫(huà)效果好，學(xué)生有身臨其境的感覺(jué)。學(xué)生就會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣。同時(shí)會(huì)刺激學(xué)生自己動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)軟件的沖動(dòng)。提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)作激情。(7）拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。受學(xué)時(shí)、資金和場(chǎng)地的限制，一般必做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容相對(duì)簡(jiǎn)單、時(shí)間短。因此，實(shí)際實(shí)驗(yàn)使培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和創(chuàng)新能力受到一定限制。仿真實(shí)驗(yàn)則可以很好地解決這一問(wèn)題。學(xué)校只要少量投入，就可以編寫(xiě)出拓展性實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，供有興趣的學(xué)生學(xué)習(xí)使用。例如，相對(duì)滲透率曲線(xiàn)測(cè)定實(shí)驗(yàn)，這是油田開(kāi)發(fā)的一個(gè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)，但實(shí)驗(yàn)過(guò)程非常耗時(shí)，完成一個(gè)實(shí)驗(yàn)需要數(shù)天時(shí)間。學(xué)生很難在實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展這類(lèi)實(shí)驗(yàn)。利用仿真軟件就可以很輕松地掌握實(shí)驗(yàn)的操作。

2油層物理仿真軟件介紹

油層物理仿真軟件是采用Flash7.0編寫(xiě)的。在Windows2000及更高版本的操作系統(tǒng)下均可運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括兩部分：基本參數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)和拓展實(shí)驗(yàn)?；緟?shù)測(cè)定包括巖石孔隙度測(cè)定、巖石滲透率測(cè)定、比表面積測(cè)定和碳酸鹽含量測(cè)定四個(gè)實(shí)驗(yàn)。拓展實(shí)驗(yàn)包括毛管壓力曲線(xiàn)測(cè)定、相對(duì)滲透率曲線(xiàn)測(cè)定和巖石潤(rùn)濕性測(cè)定三個(gè)實(shí)驗(yàn)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)獨(dú)立的執(zhí)行程序，包括四個(gè)模塊：實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)操作步驟和數(shù)據(jù)處理。實(shí)驗(yàn)操作模塊有實(shí)驗(yàn)操作方法的配音解說(shuō)、有字幕、有實(shí)驗(yàn)操作。具有很好的人機(jī)交互功能。學(xué)生可以根據(jù)提示一步一步進(jìn)行操作。圖1為仿真軟件的截圖。

3軟件的應(yīng)用及效果評(píng)價(jià)

目前軟件主要用于兩個(gè)方面：（1）必修實(shí)驗(yàn)的課前預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)課之前，學(xué)生配合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)，等完全掌握了實(shí)驗(yàn)過(guò)程再進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。（2）拓展實(shí)驗(yàn)的自選學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開(kāi)放，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，利用仿真軟件自行學(xué)習(xí)自己感興趣的選修實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。仿真軟件在本科油層物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中已應(yīng)用了四屆，深受學(xué)生的歡迎。教學(xué)效果良好，通過(guò)仿真軟件的應(yīng)用，提高了學(xué)生預(yù)習(xí)效率和預(yù)習(xí)效果，降低了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的出錯(cuò)率。通過(guò)拓展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生學(xué)到了更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

4仿真軟件編寫(xiě)中注意的問(wèn)題

(1）注重細(xì)節(jié)。實(shí)驗(yàn)的成敗和實(shí)驗(yàn)精度很大程度上決定于實(shí)驗(yàn)人員的細(xì)心程度，因此，仿真模擬要想收到好的效果，必須注重實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)的交代和動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)。(2）提高仿真程度。逼真的場(chǎng)景可以讓學(xué)生很快進(jìn)入角色，提高教學(xué)效果。達(dá)到真實(shí)實(shí)驗(yàn)所要達(dá)到的目標(biāo)。(3）必要的警示。實(shí)際實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中，不當(dāng)?shù)牟僮骺赡軙?huì)損壞儀器，或者使整個(gè)實(shí)驗(yàn)報(bào)廢，甚至對(duì)人體帶來(lái)危險(xiǎn)。而仿真軟件可以多次重復(fù)。難以體會(huì)錯(cuò)誤操作帶來(lái)的嚴(yán)重后果。因此，仿真模擬過(guò)程中的錯(cuò)誤操作，必須給予必要的警示或相應(yīng)的懲戒，以引起學(xué)生的足夠重視。

5結(jié)語(yǔ)

仿真模擬打破了傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，為傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式注入了新的活力。為消除傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的種種局限開(kāi)辟了一條新路。仿真模擬不僅可以節(jié)約成本、節(jié)約空間，而且可以實(shí)現(xiàn)一些實(shí)際實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的功能。仿真模擬對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)驗(yàn)技能具有不可替代的作用。但是由于仿真模擬畢竟是對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)的模擬，與實(shí)際實(shí)驗(yàn)還是存在差異。因此，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中不能完全代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)。只能作為實(shí)際實(shí)驗(yàn)教學(xué)的補(bǔ)充和擴(kuò)展。因此，處理好仿真模擬與實(shí)際實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)系尤為重要。

作者:李春蘭 單位:中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院

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