“雨课堂+探究学习”教学模式在“提高采收率原理与方法”课程教学中的应用实践

张立娟　岳湘安　赵仁保

摘  要：面对油田企业对提高采收率领域高级专业技术人才的需求、现代信息化技术在教学中的应用及研究生課程改革的必要性，中国石油大学（北京）采收率教学团队开展了研究生课程“提高采收率原理与方法”的“雨课堂+探究学习”教学模式教改实践。团队在教学中利用雨课堂保持学生课堂的参与度和学习热情，通过探究学习培养学生自主和协作学习能力，融入多元化的考核方式，使其成为学生学习的动力和压力。“雨课堂+探究学习”教学模式的实施，使课程知识体系和教学思路更加科学化、系统化，并有利地促进了问题库和习题库建设、多媒体课件制作及课程考核方式的细化。

关键词：雨课堂;课程改革;提高采收率原理;研究生教学

中图分类号：G642.0    文献标识码：A    文章编号：1673-7164（2021）43-0049-03

当前，随着油田的深入开发，中高渗油藏、稠油油藏、复杂性油藏如低渗透油藏、复杂断块油藏、高温高盐油藏等不同类型油藏最终都将面临如何提高采收率的问题和挑战[1]。“提高采收率原理与方法（Principle and Method of Enhanced Oil Recovery，PMEOR）”是中国石油大学（北京）面向油气田开发工程、石油与天然气工程及其他相关专业开设的一门研究生课程，旨在培养油气田开发工程方面的高级应用型人才中发挥作用。

一、PMEOR课程的教学思路与教学内容的设计

（一）PMEOR课程特征与专业应用领域

PMEOR课程是一门涉及提高石油采收率原理、方法和技术的综合性课程。该课程具有多学科交叉性强、信息量多、理论与应用并重的特点。近年来，随着提高采收率方法与技术发展的日新月异[2]，与之相关的驱油剂研发和系列化工产品在油田的应用，使PMEOR课程的学习需求专业范围不断扩大，学习该课程的研究生专业已拓宽到化学工程与技术、海洋油气工程、材料与化工、资源与环境、油气井工程等专业。此外，当前学术硕士和专业硕士以及本博一体化的培养方式，使课程的学习对象进一步扩宽，已由校内全日制研究生扩展到油田非全日制研究生及博士研究生。

（二）PMEOR课程教学目标与教学思路设计

研究生的PMEOR课程教学目标是让学生掌握主要EOR技术的原理，了解EOR技术的前沿进展，培养分析和解决EOR技术问题的能力，奠定提高采收率理论和技术研究的基础。因此，研究生的PMEOR课程教学思路是从油藏和石油储层特点、水驱开发后驱油效率和波及效率低的问题出发，基于水驱不同阶段的防水、控水及冶水的全过程，认识油藏开发全生命周期的一体化提高采收率技术，明确改善水驱提高采收率技术原理，掌握强化提高采收率技术的原理，了解提高采收率的相关实验方法和几类典型油藏中提高采收率技术的应用。如图1所示。

（三）PMEOR课程教学内容

基于PMEOR课程的教学目标与教学思路，主要的教学内容包括绪论、石油储层性质、提高水驱采收率的方法、EOR相关的实验方法、EOR技术原理与技术发展前沿、几类典型油藏提高采收率技术的应用等。绪论部分主要介绍提高采收率的意义，并简述提高采收率技术在国内外的应用现状。在石油储层性质方面主要讲授石油储层的微观结构和宏观结构，明确水驱开发的特点和水驱开发后提高采收率的潜力，在此基础上讲授提高水驱采收率的方法。EOR相关的实验方法部分，重点介绍如何通过实验方法研究和评价驱油剂提高驱油效率的能力与提高波及效率的能力及在油藏中注入及驱油的效果。EOR技术中驱油剂或调剖剂在油藏中良好的驱油性能是成功实施EOR技术的前提。EOR技术原理与技术发展前沿部分，主要介绍化学驱油技术、气驱技术、深部调剖技术、热力采油技术及其它提高采收率技术，如微生物采油和物理法等采油技术，重点讲授技术原理、适用性、应用情况、问题及新进展。在几类典型油藏提高采收率技术的应用部分主要研讨提高采收率技术在低/超低渗透油藏、中高渗高含水油藏和稠油油藏的应用。

二、“雨课堂+探究学习”的教学模式与教改实践

PMEOR课程是理论课，两年前，一直采用板书为主、多媒体为辅的教学方式。教师作为课程的主导者，学生作为参与者。这种教学方式的优点是教学内容讲解系统化较好，所涉及的教学内容可以做到精讲;缺点是学生所获得的信息量有限，实践的机会少。当前，信息化手段的发展和应用，极大地促进了课堂教学多样化教学模式的发展，基于互联网平台的线上教学博得了广大学生的喜爱。其中，雨课堂是线上教学中一个比较稳定且应用较广的教学平台。

（一）雨课堂教学方式的引入

雨课堂具有立体化的特点，是一种基于手机微信端和办公软件PPT多媒体来支持师生互动的新型智慧教学工具[3]。如何让学生像教师一样充满热情地学习，需要教师在教学过程中给予学生更多实践和互动的机会。雨课堂将复杂的信息技术手段融入PPT多媒体和微信中，在课外预习与课堂教学间建立沟通桥梁。使用雨课堂时，教师可以将带有视频、习题、语音的课前预习课件推送至学生手机，使师生及时沟通反馈。课堂上实时答题、弹幕互动，能使学生专注度大大提高。雨课堂科学覆盖了课前、课上、课后的每一个教学环节，为师生提供完整立体的数据支持。

（二）探究学习教学方式改革

探究学习的教学方式使学生在课程学习过程中成为主导者[4]。如何让学生由被动学习变为自主学习，这就需要让学生自己直接面对问题，自己去尝试寻求解决问题的办法，从而发挥学生主动性，让学生将自学变为习惯，提高解决问题的能力。问题探究教学模式是在教师引导下由教师提出问题，调动学生探究问题的积极性，将学生置于主体地位，让学生通过独立思考、交流讨论、查阅资料等形式，联系所学知识，归纳问题的核心，找到解决的问题方法和概括总结出一般原理等，从中培养学生创新性的思维能力。在问题探究式教学过程中，教师要精选问题，把握好“量”“强”“难”的度，吸引学生的兴趣。

（三）“雨课堂+探究学习”的课堂教学实践

1. 建设问题库和习题库。教学团队成员分別对提高采收率研究领域中普遍关注的问题整理与归类、开展习题、测试题目的编制及油田应用案例的调研和总结。经过分类与梳理，分别形成雨课堂中知识点练习所用的习题库和探究思维训练所用的问题库。习题库中的问题是面向学习课程的全部学生，用于课上参与回答的。素材是以WORD格式呈现，目的是强化课程知识点。基于雨课堂教学特点，分别设置了判断题、选择题和填空题三类题型，从而加深学生对提高采收率原理知识点的理解。问题库是面向单个学生或根据学生所在的学院、专业进行分组的学生，在课下以作业的形式下发，需要以个人或小组的方式单独交给老师。老师在课下批阅，找出典型的作业，根据探究问题的不同，课上展现方式不同。一种方式是老师在课上进行点评总结，另一种方式是学生在PPT汇报后研讨。PMEOR课程教学中问题库主要包括三类探究类问题：提高采收率领域前沿热点类问题;提高采收率科学问题的研究方法类问题;提高采收率技术应用类问题。

2. 制作基于雨课堂的多媒体课件。采收率教学团队结合PMEOR课程教学目标和教学内容，进行了课件结构设计，注重课件在设计上的直观性、逻辑性、层次性和互动性。在此基础上，团队重点开展了课前预习材料制作、课上主体教学内容制作和课下学习材料制作，有效提升教学知识传播的效果。因此，科学高效地制作课件使课件本身可以体现学生对知识点的理解，反馈学生课下作业的完成情况、反映学生对探究问题的思考，避免学生因为课件设计不够精细、缺乏互动性、缺少技术性和缺乏创新性等问题而影响学习效果。

3. 优化课程考核。PMEOR课程教学中以形式多样化考核方式代替单一刻板的考核方式，更有激励作用。PMEOR课程教学实践中注重学习过程中的考核，主要采取以下几种方式：在平时成绩部分增加成绩比例，平时成绩由以往的10%增加至40%;在过程环节考核上增加探究类问题作业、雨课堂预习和随机测试等成绩构成;在期末试题上增加思维开放性题目。题目本身没有统一的答案，教师通过综合开放性题目加强学生对油田开发中提高采收率问题的理解、提高采收率技术原理的掌握及相关技术研究与应用现状和发展趋势的了解。

三、PMEOR课程的后续建设路径

（一）跟踪完善教学内容

1. 教学内容融入思政元素。2020年教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》指出，专业教育课程要根据专业特点和育人目标，增加课程的知识性、人文性，提升引领性、时代性和开放性[5]。教师可结合PMEOR课程特点和石油工业发展需求，以铁人王进喜、新时期铁人王启民、大庆新铁人李新民等众多先进典型事例，树立学生正确的学术态度，培养学生勇于探索和钻研的精神。

2. 更新教学内容。提高采收率是油田开发永恒的主题，面对国内外油田对提高采收率技术需求的快速增长，提高采收率理论与技术研究不断深化和量化。教师应及时将国内外提高采收率理论与技术的最新研究成果融入PMEOR课程，始终保持课程的新鲜度。

（二）持续优化课件设计

从课程的内容、体系、逻辑和实践四个方面出发，进一步完善课件设计。根据学生课上学习、课后答疑、结课后反馈及已到油田工作的学生的体会，进一步理清课程重点、难点及问题点内容的课件设计，加强课程内容的可看懂性、可读懂性和可理解性。

（三）编写教学相适应的教材

截至2020年12月，国内外有关提高采收率原理方面的教材、著作较多，大多针对石油高校本科生参考使用，目前国内还没有适合作为PMEOR课程的研究生教材。为满足研究生教学需要，后续根据本门课的教学内容，中国石油大学（北京）采收率教学团队将开展《提高采收率原理与方法》研究生教材编写工作。

两年来的PMEOR研究生课程教学改革实践表明，“雨课堂+探究学习”教学模式有助于学生在获取知识过程中迸发出思想的火花，在培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力方面初见成效。“雨课堂+探究学习”教学模式的实施，使课程知识体系和教学思路更加科学化、系统化，并有利地促进了问题库和习题库建设、多媒体课件制作及课程考核方式的细化。

参考文献：

[1] 袁士义，王强. 中国油田开发主体技术新进展与展望[J]. 石油勘探与开发，2018，45（04）：657-667.

[2] 王锐，伦增珉，吕成远，等. 中外提高采收率新技术研究现状及发展趋势[J]. 油气地质与采收率，2021，28（05）：81-86.

[3] 段玮，姜涛. “雨课堂”在“技术经济学”课程教学中的应用与思考[J]. 教育教学论坛，2021，29（07）：141-144.

[4] 熊明国，李晶晶. 问题探究在主动式课堂教学模式中的应用研究[J]. 科教文汇（中旬刊），2020（11）：68-69+72.

[5] 高山山. 高校理工学科专业课程思政体系建设探讨[J]. 现代商贸工业，2021，42（11）：142-143.

（责任编辑：淳洁）

基金项目：中国石油大学（北京）研究生教育质量与创新工程项目“《提高采收率原理与方法》基于雨课堂和问题探究式教学模式的课程改革”（项目编号：yjs2020027）。

作者简介：张立娟（1977—），女，博士，中国石油大学（北京）石油工程学院讲师，研究方向：提高采收率理论与技术;岳湘安（1957—），男，博士，中国石油大学（北京）石油工程学院教授，研究方向：提高采收率理论与技术;赵仁保（1971—），男，博士，中国石油大学（北京）石油工程学院教授，研究方向：稠油火驱及提高采收率理论与方法。