袁士宝 蒋海岩 蔡文斌 任宗孝 周德胜

摘要：在工程设计教学过程中，以往的动画或者实验演示视频教学，是既不能打开操作，又不能从外部直接观察其内部状态的系统。文章使用虚实并举的可交互过程，根据所设定的地层和施工参数，通过软件对压裂模型进行选择，并计算得到最优压裂几何形状，可以将“黑箱问题”转化为“灰箱问题”，对参数进行直接修改。通过该虚拟仿真实验教学系统，可以使学生直观地看到参数变化对水力压裂的影响。通过虚实结合的可交互过程，既可以展示设计内容的直接效果，又得到了教学讲授相关的计算原理及应用效果，使学生深入理解工程设计与应用过程。

关键词：水力压裂;可交互过程;虚拟仿真;实验教学;石油工程

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）38-0170-02

工程设计教学需要师生共同完成一个工程设计类项目的工作，该教学过程以某工程设计任务为引领，做到教、学、做融为一体，这不仅能提高学生的兴趣，还能提高学生解决实际问题的能力。这就要求教学方法转变到以项目和任务目标为中心上来。

由于工程设计涉及大量复杂的计算，纯理论讲述使学生失去代入感，而专业软件实操又将大部分理论黑箱化，因此二者都不适合在工程设计类教学中应用。为了解决这一问题，作者设计了虚实结合的教学方法，在实际教学过程中取得了较好的效果。

目前水力压裂技术是油水井增产增注的主要措施，充分掌握水力压裂技术在今后的学习和工作中将发挥重要作用。……