
大學生都有一顆熱愛科學的心,他們從小學習科學,立志長大后獻身科學,成為像牛頓、愛因斯坦那樣的科學家,為人類做出科學貢獻。
但是,當他們走進工科大學,就會被復雜的工程環境問題所困擾,很多的影響因素,很多的不確定性,很多的經驗公式,很多的說不清楚,這是科學嗎?
學著學著就失去興趣了,輕者厭學,重者逃課。如何在專業課學習階段喚醒同學們內心深處沉睡的科學夢想,任課教師責無旁貸。
工程是科學的應用,工程中必定也有科學,只是隱藏不露罷了。科學是工程的基礎,勘探工程的理論基礎是地學,開發工程的理論基礎是力學。如果上課時只介紹應用的結果,那就是工程。如果在介紹工程的同時,把工程背后的原理也講清楚,那就是科學。工程的外觀非常粗糙,看不到任何科學的影子,剝開之后,里面閃爍的全是科學的光輝。
舉個例子,給氣體加壓,天然氣就會不斷地溶解到油中,直到全部溶解為止,這個過程很好理解。

把地下的原油取到地面后降壓,原油就會脫氣。講到脫氣,我會問大家原油從什么位置脫氣,從容器的底部,還是頂部?

有意思的是,同學們會不約而同地回答頂部。然后,我就笑了,問,你們喝過汽水嗎?同學們這才恍然大悟,立即改口說是底部。這個小小的知識點,學生會記住一輩子。
原油中溶解的氣體,使原油的性質發生了變化,不僅降低了原油的密度和黏度,還增大了原油的體積,原油的彈性和流動性都有所增強,使原油開采變得更加容易。溶解氣量少的稠油,就很難開采。原油的溶解氣量,影響著原油的開采方式。這些都是高階知識,需要循序漸進的學習。有了一個好的開頭,后面的學習就會很輕松。
講到潤濕性的時候,我會拿荷葉舉例子,問大家荷葉親水嗎?大家都有生活經驗,回答不親水。然后,我會追問,荷葉親油嗎?大家回答親油。我再問,真的嗎?大家會陷入沉思,之后引來一片熱烈的討論。
荷葉不親水,地下的巖石卻是親水的,地下沒有親油的巖石。巖石若親油,油氣就無法聚集成藏了,也就沒有油氣可供開采了。因此,巖石的親水性成就了石油工業。巖石的親水性越強,原油的采收率就會越高。看看潤濕性有多重要?
再把荷葉與巖石的表面性質對比之后,大家就明白它們的潤濕性為何不同了,也就知道潤濕性的科學原理了。
科學并不是顯而易見的東西,但科學無處不在。科學也不是高深莫測的東西,它最樸素、最誠實、最坦白,美麗卻不矯情。最樸素的表達往往是最有效的表達。
學習感受科學美,教育傳播科學美,科研發現科學美。科學之美,美輪美奐。我把科研中發現的科學之美寫進教材,用樸素的語言傳授工程中的科學之美,并讓學生感受到工程中的科學同樣的美好,從而對自己的專業產生興趣。
傳播科學的教材可以是嚴肅又嚴謹的,但傳播科學的課堂卻可以是靈活又生動的。板著面孔的說教,會把學生的好奇心嚇跑。誰不喜歡輕松愉快的交流呢?

(石工院石油工程教研室 李傳亮)