混合式教学法在“采油工程”项目化教学中的应用

鄢 维 李 渊

(湖北开放大学/湖北科技职业学院，湖北 武汉 430074)

石油作为国家能源命脉，具有重要的战略意义，更是对全国经济平稳运行产生重要影响。油气开采是油气田生产的关键环节，在油田储量发现、产能建设和提高采收率等阶段，都发挥着不可替代的作用[1]。根据《中国油气产业发展分析与展望报告蓝皮书(2019～2020)》，2019年国内原油产量1.91亿吨，同比增长1.2%，天然气产量为1736.2亿立方米，同比增长9.8%[2]，从数据上看，必然会有更多具有过硬技术的石油开采技术人才的供给，保证油气市场的稳步发展。随着石化产业的调整布局和采油行业新兴技术的优化和创新[3]，石油开采应用型技术人才需要与日俱增。湖北科技职业学院石油工程技术专业承担着国家实训基地的高素质技术技能人才培养任务，发挥着省级特色专业的区域性示范引领作用。结合产业、行业和企业需求，建设有特色、重实操、有需求的石油专业，培养有能力、有专业、有岗位的石油专业技术技能人才，需要真正落实到课程教学中。

《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010～2020)》提出“深化教育教学改革，创新教育教学方法”[4]，在信息化技术迅速发展的背景下，只有通过不断深化课堂教学改革，更新教学方法和手段，利用教学平台等信息化媒介开展教学，才能提升教育教学质量。在数字化和信息化高速发展的今天，采用新型模式进行教学已经成为教育改革的趋势。混合式教学法作为一种整合型的教学方法，引起了国内外不少学者的研究和探讨，有学者将混合式教学模式交互贯穿，满足学生个性化需求，增强了学生自主学习能力和自信心[5]。有学者利用“引用课与自建课相结合、课前学习与课堂答疑相结合、直播课与班级群相结合”的线上混合式教学法，提高了教师授课效果，培养综合素质人才[6]。相关教学研究已经证明了混合式教学法在课程教学中的可行性，但是在高职的石油工程技术专业课程中并未普及。同时，在行业背景冲击下，全国开设该专业的高职院校只有十几所，高质量人才的需求和有限的人才供给之间形成了矛盾。因此，从油气行业背景、区域经济发展需求、学校特色专业技能人才培养角度，本文以石油工程技术专业核心课“采油工程”课程为例进行项目化教学实践，采用混合式教学法四维度教学模式，为学生提供更丰富多彩的体验式学习过程[7]，以激发学生学习积极性，提升学生自主学习能力和学习习惯，提高石油专业课程教学质量，培养具有过硬专业技能的高素质人才。

一、“采油工程”课程教学现状与问题

“采油工程”是石油工程技术专业中一门必修的理论实践综合型专业核心课，也是从事油田开发技术工作的必要参考。结合石油专业人才培养目标和社会需求，将课程设置为72学时，先修“油田化学基础”“石油工程概论”等课程，同一学期开设“采油模拟”实训课，有利于学生建立理论和实践的知识技能体系。通过本课程的学习，学生掌握各种采油井、注水井及矿场油气集输的工艺方法及地面流程，学会管理特殊井及油气层保护技术，同时掌握各种采油设备、仪表的结构及工作原理，学会各种生产分析方法，掌握采油新工艺、新技术；能够进行油水井生产工艺设计、施工管理及问题分析，为石油工程专业学生将来从事科学技术研究、专业技术及生产管理工作打下专业理论基础。通过几年石油工程技术专业高职学生在“采油工程”课程中的表现及学习效果，总结归纳了目前该课程教学的问题，主要有以下三点：

(一)教、学、做一体化程度低，学生理解困难

在“采油工程”课程教学过程中，教师传统的注入式讲授复杂知识点、学生被动接受式学习，特别是对于采油过程的施工操作、单井的生产管理等内容的教学，单纯的讲授无法让学生充分融入具体的生产实践状态中，学生缺乏对应的想象力和理解力，导致很多学生在操作细节、工作流程、安全规范上存在知识盲点，很难跟上后续的教学节奏。而采油实训设备大多为静态缩比模型，主要依靠教师讲解，以认知和演示为主。动态实操型设备是一些大型厚重设备，会用到水、油、电等，存在一定安全隐患，教学过程不会轻易让学生操作动手，以减少可能的伤害。面对这类系统性、实践性强的知识，教学过程中无法实现教、学、做一体化，学生理解困难从而学习兴趣逐渐减退，课程教学效果差，学生职业工作岗位的实操能力弱。

(二) 教学资源缺乏有效整合，教学手段单一

教学资源的合理科学运用能够增强课堂的有效性和生成性[8]，让学生在轻松互动的氛围中完成教学任务。大多数教师会结合自身的理解和经验，选择图片、视频、网上资源来作为教学补充素材，未系统性整合穿插于具体的课堂教学设计中，学生需要很强的自学能力和自觉性，不符合大多数高职学生的实际水平和学习习惯。如何利用形式多样的教学资源，通过精选教学内容，设计教学过程，丰富教学方法，系统整合提高课堂的有效性成为教学设计的重要问题。

(三)差异化教学难以实施，教学效果不明显

石油工程技术专业近三年学生生源，主要来自于通过单独招生考试或者技能高考、中高职衔接3+2模式以及较少比例的普高考试的学生。他们在基础知识、认知水平、接受能力、学习进度安排和个性特点方面存在明显差异，实际教学过程中大班上课，学生生源的差异性和多元化对教学方式和手段提出了更高的要求，传统教学模式很难做到对层次差异大的多层次有效教学，教学评价也往往偏重基础比较好的学生，无法做到完全公平和客观，不利于带动学生的学习积极性，发现学生的闪光点。

二、混合式教学法在“采油工程”课程中的教学设计与实施

(一)“采油工程”课程混合教学原理

建构主义理论指出了教师可以通过创设一定的学习情境，为学生提供合作环境，让学生通过自主建构，获取知识和技能。因此本课程教学设计结合原有传统教学模式和高职学生特点，构建视听资源+模拟井场+理实一体的教学条件，围绕完井、采油、增产、维修四大主题活动场景展开，形成线上线下相结合的“教、学、做”教学模式和课前预热、课中加热、课后传热的全周期课程体系。教学流程如图1所示。

图1 “采油工程”课程教学流程

根据混合教学原理，对“采油工程”课程进行项目整合，形成4个模块、8个项目、17个子项目的混合式教学设计。打造符合石油专业定位和特色、教学手段丰富、满足学生差异化学习需求和石化行业发展需要的线上+线下精品教学课程，整体设计如表1所示。

表1 采油工程教学项目

(二)“采油工程”课程混合教学步骤

“采油工程”课程混合教学在每节课中的具体实施均采取以下步骤：

1.教学分析

明确教学内容、教学目标、教学重难点，分析学生知识掌握、学习进度、学习需求等情况。

2.课程设计

制定教学策略，撰写课程教案，根据石油专业人才培养目标和采油工职业岗位标准，将课程内容模块处理，将学习活动细化为可操作的学习任务，学生一步一步开展学习活动，自主构建知识。[9]

3.教学实施

课前预热，主要采用线上学习与线下互动结合教学法。实施方法：通过职教云平台上传学习资料。学习资料包括在线精品课、中国慕课MOOC、油田井场一线视频学习，教师企业调研学习期间的实景录屏，也可以是文档形式，油田趣味小知识等等，抓住学生的喜好，让学生产生学习兴趣。教师下发学习任务，让学生了解本次课需要完成的内容，通过石油行业视频和合作油田项目资料引导学生预习本次课程内容并回顾以往知识点，将疑难问题通过线上交流上传至云平台讨论区，师生共同交流予以解答，尽可能发挥学生的能动性。预期效果：教师在上课前通过学生的线上学习，了解学生学习情况和反馈，针对学生存在的问题，有序调整线下的教学。学生既可以利用碎片化的时间进行课前学习，也可以利用平台讨论区、QQ等信息化工具和教师保持沟通，教师掌握学生学习情况[10]，对学生进行个性化辅导，实现课程的高效化、人性化，提升教学效率。在真实采油过程不可视、不可触的教学环境下，线上平台提供动画、视频、虚拟过程等教学资源，为学生提供丰富的学习机会。

课中加热，主要采用理论知识与实践技能结合、讲授引导与自主探究结合、真实井场与虚拟模块结合教学法。实施方法：针对课前学生学习情况，组织学生汇报和互动交流，解决学生课前预习的共性问题。以知识讲授、井场模拟、实验探究、案例分析等方法穿插配合，提升学生学习兴趣，培养良好学习习惯，提升专业技能。以有杆泵采油——常规游梁式抽油机泵效测试实验探究为例进行说明。学生通过线上学习三抽设备视频，提前温习冲程、冲数、排量、泵效等相关概念。井场岗位都是以团队形式相互配合各司其职，因此教师将学生组成模拟采油1小分队，2小分队，3小分队等等，每个小分队由理论排量组(1)和实际排量组(2)构成。小分队自由推选队长，各队理论排量组按照教师下发的教学任务，首先选择合适的游标卡尺、直尺作为测试用具，通过不少于三次的数据测试，借助相关原理和公式，获得理论排量值，培养学生自主学习能力。实际排量组进行常规游梁式抽油机模拟测试，获得实际排量值。每一次的数据需要学生认真严谨获得真实记录。随后队内两小组相互校核，对参数控制、操作规范和计算，进行数据分析和优化，教师巡回指导，鼓励学生独立思考和积极探索，充分发挥学生的能动性和主动性。每队利用理论排量值和实际排量值，获得泵效测试结果，并推举学生代表进行汇报展示，小组成员补充。针对不同的泵效值，教师对于关键操作进行引导补充，学生小队再次进行队内理论与实际组的对换，通过轮换，学生深化了专业知识、增强了实践技能，同时让学生体会每个岗位的职责和辛苦。这种将课堂交给学生的方式不仅能够让学习与动手能力较强的学生展现自己，也能够带动基础较弱的学生积极参与互动，增强学习信心。每队学生针对自己的小队、小组和个人实训情况，撰写课程小结。预期效果：通过丰富的课堂手段，营造有吸引力的学习氛围和学习体验，满足学生学习需求，提升学生学习兴趣，增强课堂的有效性。在教学过程中带动学生分工合作，理论与实践结合，提升学生的团队合作能力和求真务实的精神，增强学生专业实操能力。具体实施如图2所示。

图2 课中预热：泵效测试实验探究流程图

课后传热，采用线上学习与线下互动结合教学法。实施方法：在职教云平台完成课后作业并进行自评和小组互评，学生随时随地根据自身需要和学习进度参与在线学习、互动答题、作业测验，教师根据学生学习过程，调整后续教学进程，关注学生线下的基础学习和线上的拓展深入，个性辅导，不断提升学生学习效果。教师进行批改交流，针对学生个体特点，运用线上线下专业教学内容的一致性、互补性[11]和差异性进行分层教学。预期效果：学生巩固知识点，教师对重点问题进行答疑解惑实现分层教学。学生可以结合线上网络资源、视频、电子书来完善课堂教学不足之处，相互补充，巩固学习效果。

三、课程教学评价

课程的考核评价是更深入了解学生，更好帮助学生在学习过程中获得知识、技能，查漏补缺，达到岗位标准所需要的能力和素质目标，使学生实现高效学习的重要手段。“采油工程”课程项目化的教学评价主要注重学生过程性的考核，采用过程+成果相结合的多元考评模式，其中过程性考核占70%，考试测评占30%，以及非标准化评价部分，作为额外加分项，激发学生的学习主动性和创新性学习。考评标准如表2所示。

表2 课程考核比例和考核标准

过程性学习占总成绩70%，由线上学习情况(30%)、线下项目完成情况(30%)、平时提交作业(20%)和学习态度(20%)组成，考试测评由最终的课程考核(60%)和课程总结(40%)构成。线上学习情况主要通过课件浏览时长(40%)、教学视频观看次数(20%)、答题讨论情况(40%)构成。线下项目完成情况主要考察学生对接采油工岗位标准的规范性，项目设计、实施和完成情况。考试测评主要以学生学习成果为导向，考察对于采油工岗位整体的掌握情况。在非标准化测评中，课程拓展迁移、自学笔记、资料收集等可以作为学生额外加分项目。每一次的项目化测评，不断更新完善调整后期的教学设计，有针对性地对学生取长补短，尽量发挥他们的特长，使其增强专业课程学习的信心。

四、混合式教学法在“采油工程”课程中的教学效果

教学方法的改进和优化，是为获得比较好的教学效果，让学生学有所获。笔者分别对湖北科技职业学院19级和20级石油工程技术专业学生采用混合式教学法教学，对照18级石油工程技术专业学生采用专业传统教学，将教学效果进行对比分析，如表3所示。通过问卷调查和师生沟通可以发现，在整个教学设计和实施过程中，满意度相比传统教学法而言，均提高了约10%，自主学习能力提升8%和11%，学习兴趣显著增强，说明学生对混合式教学法这种新型教学模式进课堂的接受度以及教学理念上的认同感比较高，这对于学习氛围和学习兴趣提升都有很大的帮助。同时在项目化教学过程中，由于是小组成员共同完成任务，体现更多的责任意识和协作意识，也为学生和学生、学生和老师之间提供了交流学习机会。从课程考核成绩来看，学生平均成绩得到提升，教学效果显著，增强了学生对于专业的认可度和学习的信心。

表3 “采油工程”课程混合式教学法效果

五、结语

本文提出采用理论知识与实践技能结合、讲授引导与自主探究结合、线上学习与线下互动结合、真实井场与虚拟模块结合的混合式教学法四维度教学模式，并将“采油工程”课程对接采油工岗位标准实施项目化教学，解决了该课程教学过程中存在的教、学、做一体化程度低，教学资源缺乏有效整合，学生理解困难，教学效果差等问题。通过贯通线上线下教学全过程、实验探究情景模拟等多样化教学法、多样化评价考核体系进行实际教学实践。通过学生成绩和效果分析，混合式教学法在“采油工程”项目教学中的应用，有效提升了学生学习热情，激发了学习兴趣，也增强了团队协作意识，整体学习成绩明显提升。后续仍将进一步持续改进该课程教学工作，进一步融合多样化的教学手段，提升教学多样性，建立更加科学完善的教学生态系统，通过完善考评体系，优化学生后续的学习和发展目标。