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李传亮:传播科学的课堂可以灵活又生动
来源:石工院   作者:  审核:张天军  编辑:向发全  日期:2019-12-17  访问:

大学生都有一颗热爱科学的心,他们从小学习科学,立志长大后献身科学,成为像牛顿、爱因斯坦那样的科学家,为人类做出科学贡献。

但是,当他们走进工科大学,就会被复杂的工程环境问题所困扰,很多的影响因素,很多的不确定性,很多的经验公式,很多的说不清楚,这是科学吗?

学着学着就失去兴趣了,轻者厌学,重者逃课。如何在专业课学习阶段唤醒同学们内心深处沉睡的科学梦想,任课教师责无旁贷。

工程是科学的应用,工程中必定也有科学,只是隐藏不露罢了。科学是工程的基础,勘探工程的理论基础是地学,开发工程的理论基础是力学。如果上课时只介绍应用的结果,那就是工程。如果在介绍工程的同时,把工程背后的原理也讲清楚,那就是科学。工程的外观非常粗糙,看不到任何科学的影子,剥开之后,里面闪烁的全是科学的光辉。

举个例子,给气体加压,天然气就会不断地溶解到油中,直到全部溶解为止,这个过程很好理解。

把地下的原油取到地面后降压,原油就会脱气。讲到脱气,我会问大家原油从什么位置脱气,从容器的底部,还是顶部?

有意思的是,同学们会不约而同地回答顶部。然后,我就笑了,问,你们喝过汽水吗?同学们这才恍然大悟,立即改口说是底部。这个小小的知识点,学生会记住一辈子。

原油中溶解的气体,使原油的性质发生了变化,不仅降低了原油的密度和黏度,还增大了原油的体积,原油的弹性和流动性都有所增强,使原油开采变得更加容易。溶解气量少的稠油,就很难开采。原油的溶解气量,影响着原油的开采方式。这些都是高阶知识,需要循序渐进的学习。有了一个好的开头,后面的学习就会很轻松。

讲到润湿性的时候,我会拿荷叶举例子,问大家荷叶亲水吗?大家都有生活经验,回答不亲水。然后,我会追问,荷叶亲油吗?大家回答亲油。我再问,真的吗?大家会陷入沉思,之后引来一片热烈的讨论。

荷叶不亲水,地下的岩石却是亲水的,地下没有亲油的岩石。岩石若亲油,油气就无法聚集成藏了,也就没有油气可供开采了。因此,岩石的亲水性成就了石油工业。岩石的亲水性越强,原油的采收率就会越高。看看润湿性有多重要?

再把荷叶与岩石的表面性质对比之后,大家就明白它们的润湿性为何不同了,也就知道润湿性的科学原理了。

科学并不是显而易见的东西,但科学无处不在。科学也不是高深莫测的东西,它最朴素、最诚实、最坦白,美丽却不矫情。最朴素的表达往往是最有效的表达。

学习感受科学美,教育传播科学美,科研发现科学美。科学之美,美轮美奂。我把科研中发现的科学之美写进教材,用朴素的语言传授工程中的科学之美,并让学生感受到工程中的科学同样的美好,从而对自己的专业产生兴趣。

传播科学的教材可以是严肃又严谨的,但传播科学的课堂却可以是灵活又生动的。板着面孔的说教,会把学生的好奇心吓跑。谁不喜欢轻松愉快的交流呢?


(石工院石油工程教研室  李传亮)