美国德克萨斯大学“油气勘探”实验教学特色与启示

刘　华

(中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院, 山东 青岛　266580)



美国德克萨斯大学“油气勘探”实验教学特色与启示

刘华

(中国石油大学(华东) 地球科学与技术学院, 山东 青岛266580)

为了深入了解美国大学的实验教学体系和理念,在系统聆听美国德克萨斯大学地质类课程和调研文献的基础上,重点分析了“油气勘探”课程的实验教学特色。该课程采用重基础、强实践的“内容模块+综合实训”的实验教学体系,侧重于勘探技术与理论相结合的仿真式综合实验,以及有利于综合应用能力提升的企业专家主导的考评方式,在学生创新能力、独立思考能力以及合作能力培养方面成效显著。我国应加强实验教学比重,优化实验教学模式,采用多样化考核方式,建立适合我国油气勘探特色的实验教学体系。

美国大学； 油气勘探； 实验教学

《高等教育法》明确规定 “高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”,其中实践教学是人才培养的一个关键环节[1-2]。随着我国高等教育教学模式改革的不断进行,实践教学在知识应用和培养能力方面发挥了重要作用[3-6],但在创新能力、独立思考能力以及合作能力培养方面有待进一步提升。相对而言,美国大学将培养学生自学能力和创新意识作为实验教学的核心理念[7],注重教学、科研、生产相结合的大学理念[8],彰显出实验教学思想的先进性。美国德克萨斯大学奥斯汀分校拥有全美一流的学术及石油勘探与开发专业学系,所培养的学生在石油行业具有极高的学术声誉。为了深入了解美国大学的实验教学体系与思想,作者利用在美国德克萨斯大学奥斯汀分校一年的访学机会,系统参与了“油气勘探”、“基础地质学”、“沉积学”等地学类课程的教学,梳理了美国“油气勘探”类实验教学课程的特色,并分析了对我国能源勘探类实验教学改革的启示。

1　实验教学模式特点

油气地质学是一个理论性和实践性极强的学科[9],“油气勘探”作为油气地学类的核心专业课程,集理论性、综合性和实践性于一身[10-11],其中,实验教学是增强学生对油气地学整体知识理解、技能应用与综合分析能力的关键。美国德克萨斯大学Peter.B.Fleming教授所讲授的“油气勘探”课程集地学类实验课程特色于一身,具有鲜明的特点。

1.1“由模块到综合”的实验教学模式

课程采用一种基于“理论模块”与“综合实训”相结合的实验教学模式,易于夯实基础、提升综合能力。

“理论模块”的实验教学以建立对油气勘探的理论理解和实验技能训练为目的,主要围绕课程的重点理论知识设计了6个相应的模块进行单项实验技能训练。“理论模块”的实验教学安排在课程的前8周,实验教学内容相对简单且应用实验技术单一,易于掌握。通过单项练习,让学生充分了解测井、物探、地质、地化资料在油气勘探中的应用及其优缺点,扎实地打好实验基础。

第9周开始进行为期2个月的“综合实训”,进行以经济勘探为目标的综合知识分析与综合技能训练,内容涵盖了本课程以及前期所学专业课的相关知识点和技能,并综合嵌入了6个“理论模块”的知识点和实验技术。因此,“综合实训”必须建立在系统掌握“理论模块”知识和技能的基础上完成,是学生前期掌握知识状况和技能的有效反映,也是学生知识运用、综合能力提升的有效途径。两大实验体系相互结合,最终达到夯实基础、提升学生综合能力的目的。

1.2“仿真式”实验内容体系

该课程的“综合实训”所用的基础资料为某油田的真实资料,以模仿石油公司竞标区块的工作流程为主线,所设计的实验内容涵盖了学生毕业后从事的主要工作内容及基本技能,且与国际石油公司的工作要求相一致,易于增强实战能力,培养创新精神。

“综合实训”要求两人一组成立“公司”,根据所给的墨西哥湾盆地某区块的地震剖面、测井曲线等实际资料,综合分析该区的油气地质条件和油气藏的形成过程,识别圈闭并估算油气资源量,从经济效益出发确定有利的区块,进行公开竞标。面对真实复杂的地质条件,在时间较紧的情况下,每组学生都要采取探究式的学习方式,通过分工协调,利用自己所学的知识分析有利的聚油区带,精确地算出自己所选区块的资源量和效益,谨慎地制定招标的价格,保证竞标的成功。

“仿真式”的实验教学内容是对学生所学知识掌握程度以及应用能力的真实考验,有利于增强学生的实战能力。由于分析过程中会碰到种种难题,小组成员需要协商进行独立解决,在自学能力以及解决勘探实际问题的技巧上得到显著提高,并培养了对科学问题的批判性和创新性思维。此外,分工合作的方式还培养了团队的合作精神和竞争意识,提升了学生对实验的兴趣。

1.3企业专家主导的考评模式

该课程的考核方式采用了基于企业专家主导的评定方式,易于激发学习热情、促提思辩能力,别有新意,值得推崇。

“综合实训”的考核除了提交文字报告外,还要进行成果展示与答辩。成果展示采用国际会议通用的展板形式,在学院的一楼大厅进行2天的展示,期间学院的任何教师和学生都可以针对展板内容做出评价。展示最后一天统一组织答辩,由石油公司的现场高级专家担任评委,根据每组学生答辩的情况进行打分。为了激发学生学习的热情,评价的选项较多,包括公司取名的新颖性、图件的准确性与规范性、实验技术和方法的先进性、分析的合理性、观点的正确性、答辩的技巧性以及着装的得体性等多项内容,并设置了单项奖项和综合奖项。最后,评分专家会对整体的答辩情况进行总结,让大家相互学习,取长补短。该类企业专家主导的仿真式考评方式锻炼了学生的讲解能力、思辨能力以及团队合作能力,激发了学生的学习热情,是一种值得推崇的考评模式。

2　对实验教学改革的几点启示

对比美国地学类课程的实验教学,我国的理论课讲授更为系统、细致,但在实验教学方面则显得投入不够,尤其是在提升学生综合能力和技能的跨学科综合实验设置方面考虑较少。因此,围绕工科特色的创新人才培养目标,结合美国高校在实验教学上的优点,建议开展不同层次的改革与探索。

2.1转变实验室管理思路,加大实验教学比重

借鉴国外实验教学理念,从管理意识上重视实验教学的改革是提升实验教学质量的首要条件。

实验室作为创新人才培养的重要载体和平台,设备的先进性、前沿成果的转化效率、实验人员的素质等均关乎着教学质量,也是实验室管理改革的重要方面。美国地质类课程的实验学时与理论课学时比为3∶2,实验教学比重远远高于我国同类课程,因此,增加实验教学的比重是重视实践课程的基础保障。此外,实验设备的投入也是实验教学改革的基础。大力加强现有科研实验设备向教学设备的转型,积极地建立教学科研一体化的实践教学基地,既保障了教学设备的先进性,又为科研成果向教学转化提供了便利,还加强了高素质实验师资的配备。

2.2转变实验课教学思维,优化实验教学模式

实验教学的最终目的是使学生更好地掌握理论知识并能灵活地运用[12]。为了突出学生的个性发展以及遵循知识获取的规律,要坚持“强化基础训练、巩固理论知识；创立综合实验、提升创新能力”的教学理念,突出实验模块的层次性、递进性和综合性。

我国的石油勘探工作复杂,工作流程与国外差异明显,建立适合我国勘探特色的综合多学科知识和技能的综合实训模块是提升综合勘探技能的最有效措施。由于综合实验涉及的内容体系较多,学生需要进行具体工作的设计,对于锻炼学生的独立思考能力、创新能力以及批判性思维均大有裨益。

国外高校在实验教学中,教师讲授较少,主要是学生自行操作与分析,并加以情境式问题设置。我国应增加学生在实验操作上的自主性,以“教师中心式的教”转变为以“学生中心式的学”。分组实验体现的团队合作精神,对现代科学研究也是至关重要的[13],利于增强学生独立思考与团队合作的能力,在复杂实验中可以设置灵活多样的实验教学方式,有利于提高学生的学习兴趣,给学生提供较宽阔的思维空间和选择余地,培养学生对科学问题批判性的思维技巧,提高学生独立解决问题的能力和创新能力。

2.3转变实验教学评价,考核方式多样化

开发适合新形势下人才需求的实验教学评价体系,建立多元化的实验成绩评定模式,与世界人才评价体系接轨是提升实验教学质量的一大基石。

统一的评价标准已经不适合个性化教学的发展,而与国际接轨或实际工作流程接轨的评价体系更易于被学生所接受和认可。目前我国常用的实验报告考核方式已落伍,彰显个性的展板、答辩等形式的评价更有利于发现学生的特长,同时锻炼学生的语言表达能力和归纳总结能力。借助于行业专家以及实践经验丰富的兼职教授的力量进行教学方式和考核方式改革,更利于学生的培养。

3　结语

实验教学给学生提供了全方位的锻炼和宽阔的思维空间,是一种优于理论教学的授课模式。可以预言,未来大学的教学模式是以实验主导的教学模式。美国等国家在实验教学方面已经走在了我国的前面,其先进的教学理念、灵活多样的教学方法以及不断创新的精神都值得我们学习。由于国情的差异,借鉴学习国外先进的教学理念和经验,建立适合我国国情的国际化人才培养的实验教学模式,是每一个高校教育者所应思考的问题。

References)

[1] 彭秋发.工科应用型人才实践教学体系的设计与实施[J].中国地质教育,2005(4):91-93.

[2] 蒋有录,査明,任拥军,等.以课程建设为核心 构建优质专业教学平台[J].中国大学教学,2013(10):34-36.

[3] 赵永刚,时保宏, 王晓梅,等.石油院校石油地质实验室建设与管理的探索[J].高校实验室工作研究,2010(4):64-65.

[4] 赖绍聪.西北大学地质学实验教学中心[M]//高等学校国家级实验教学示范中心联席会.国家级实验教学示范中心.北京:电子工业出版社,2010:337-358.

[5] 鲁亿方,蓝金辉.近年国内外大学实验教学发展状况探讨:基于国内外十几所大学的文献分析[J].北京科技大学学报:社会科学版,2014,30(3):109-118.

[6] 官礼和,鲁皓,蒋伟,等.实验教学改革与创新人才培养[J].实验室研究与探索,2011,30(7):265-267.

[7] Grant G,Murray C E. Teaching in American: The slow revolution[M]. Massachusetts and London: Harvard University Press,2009.

[8] 郭尚义.国内外大学实验教学的比较与分析[J].高等教育,2011(11):73.

[9] 潘思东,周国华,吴丽云.论地学类实验教学的创新功能[J].实验技术与管理,2008,25(10):25-28.

[10] 蒋有录,査明.学科优势:精品课程建设的依托:基于“石油天然气地质与勘探”国家精品课程建设实践[J].中国石油大学学报:社会科学版,2007(6):95-99.

[11] 蒋有录,査明,任拥军,等.依托学科优势 坚持石油特色 建设一流资源勘查工程专业[J].中国大学教学, 2009(12):42-43.

[12] 张洋.借鉴国外经验改进实验教学[J].实验室研究与探索,2002,21(6):37-38.

[13] 黄继英.国外大学的实践教学及其启示[J].清华大学教育研究,2006(4):95-98.

Inspiration from teaching features of Petroleum Exploration experimental course in University of Texas of USA

Liu Hua

(School of Geoscience, China University of Petroleum, Qingdao 266580, China)

In order to insight into the experimental teaching system and its concept in American universities, based on listening the geological courses in the University of Texas at Austin and the document survey, this article focuses on analyzing the features of Petroleum Exploration experimental course. The course adopts a “content mode + integrated practice” experimental teaching system that pays more attention to the basis and practice, and emphasizes the combination of exploration technologies and exploration theories and an evaluation method with an expert from the company that is beneficial to improve students’ comprehensive applicable abilities. Meanwhile, notable results have been achieved in fostering students’ abilities of innovation, independent thinking cooperation. Benefiting from this, our country should increase the proportion of experimental teaching, optimize the experimental teaching mode and adopt diversified evaluation methods, and finally establish a special experimental teaching system which is suitable for the characteristics of Petroleum Exploration course in China.

american universities; petroleum exploration; experimental teaching

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2016.04.055

2015- 10- 20修改日期：2015- 12- 01

山东省研究生教育创新计划项目“基于研究生创新能力培养的专业核心课程教学模式研究”(SDYY15138)；中国石油大学(华东)教学改革项目“油气地学学科师资队伍国际化建设研究”(JY-B201422)

刘华(1977—),女,山东博兴,博士,副教授,中国石油大学(华东)地学院副院长,主要从事油气地质方向的教学、科研及管理工作.

E-mail：liuhua_r@sina.com

G465

A

1002-4956(2016)4- 0201- 03

世界大学实验室