以能力培养为导向的应用型专业课实践教学改革探索

2022-03-18国景星李红南刘太勋

黑龙江教育·高校研究与评估 2022年3期

国景星李红南刘太勋

摘要：文章基于以学生为中心、以成果为导向的教育理念，以资源勘查工程专业应用型核心课程“油气田地下地质学”课程为例，聚焦学生实践技能、研究能力、创新意识，从构建“三位一体”实践教学体系，即强化基本技能训练提升实践能力、推进探究式教学培养创新意识、开展综合性课程设计提升综合分析与创新能力三大途径保障实践教学改革方案顺利实施及教学效果。

关键词：油气田地下地质学;成果导向教育;实践教学;研究能力;创新意识

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2022）03-0047-04

美国能力运动发起人戴维·麦克利兰认为，只有核心能力才是学生成功就业和可持续发展的关键要素[1]。关于核心能力，不同学者持有不同看法。周开发、曾玉珍认为学生核心能力包括个人效能、知识能力、学术能力、技术能力和社会能力[2]。张扬、冀芦沙综合国内外的标准和要求，认为核心能力主要包括知识能力、技术能力、学习能力、个人素质能力、职业道德、全球思维、创新创业能力等七个方面[3]。

实践教学在高等工程教育中的重要地位毋庸置疑，培养成效不仅关系到学生基本专业能力构建程度，更关系到教学目标达成及社会或用人单位对教学质量的认可[4-5]。因此，有必要积极推进并持续改进实践教学。学生通过不同形式的实践教学活动将理论知识、方法技术与工程实际有机融合，不仅有助于巩固所学专业知识和基本技能，有助于培养学生实际动手能力，提升学生解决实际问题的能力[6]，还可以激发学生的学习兴趣，提升学生的思辨意识和创新能力，对实现现代化强国的战略目标至关重要[7]。因此，优化实践体系教学框架、践行实践教学改革、改进实践教学评价标准，是课程建设的重要方向，更是全面提升高等工程教育质量的保证。

本文针对资源勘查工程专业核心课程“油气田地

下地质学”，以2015和2018年两次接受全国工程教育认证工作为契机，开展基于OBE工程教育理念，以学生为中心、以能力培养为导向、持续质量改进的课程实践教学模式探索与实践，以期实现增强学生专业核心能力、提升工程人才培养质量的目标。

一、以能力培养为导向，构建“三位一体”实践教学体系

为了促进学生对理论知识、方法技术的理解，有效整合知识体系，并将知识、方法、技术应用于油田勘探开发地质的实际研究，提升学生解决复杂地质问题的能力及创新能力，助推学生自我发展、自我革新[8-11]，通过近几年的教学实践，逐步构建并完善了“油气田地下地质学”课程实践教学体系，该体系包括基本技能训练、热点及难点问题探究式教学、综合设计与研究等实践教学环节。相对于过去的实践教学体系，新增探究式实践教学环节，突出开放性、自主性和探索性;强化基本技能训练，训练项目由过去的4项增加到如今的8项，训练性质由过去的编图训练转变为如今的编图、计算、分析相结合的多元化、系统性训练，使得基本技能训练覆盖面更广，有助于提升学生专业基本技能和专业素养;课程设计由原来的教师给定研究任务、研究思路和具体要求，转变为教师设定主要目标，学生依据总体目标以及各自的专业知识与方法学习掌握情况，自主设计具体研究项目（分目标）、研究技术路线并付诸实施，在实施中发现问题、及时交流并解决问题，突出研究方案设计、基础资料信息挖掘、研究内容差异性与创新性。实践教学体系的基本框架见图1。

二、精心组织和实施“三位一体”实践教学改革方案，提升学生核心能力

（一）围绕核心内容，强化技能训练，提升实践技能

作为专业核心课程，“油气田地下地质学”具有四个鲜明特色：（1）课程内容丰富，主要包括以获取地下地质资料为主要目的的钻井地质、服务油田勘探，特别是开发地质的五项重点专题等。（2）用于开展地下地质研究的直接地质资料有限，测井等间接资料丰富多样但具不确定性。（3）理论与推理假说并存、方法与技术多元，需要基于实际需求加以优选和综合。（4）应用性极强，课程内容直接服务于油田勘探开发各个阶段地质研究与油气生产，并在实践中得以不断丰富、完善和提高。

基于以上课程性质以及研究需要，以研究或应用专题为对象模块化教学内容，设计围绕各教学模块及研究重点、研究核心的技能训练项目，强化理论与实践的结合，培养学生专业基本素养与实践能力，为研究与创新奠定基础。具体实施过程包括三个关键环节：（1）设计、优选训练题目，在原有的油层对比剖面图、小层平面图、断面构造图及油田地质剖面圖编图训练的基础上，为了满足各研究专题、研究核心的需要，新增岩心综合录井图、沉积微相平面图、储层非均质性分析及油气储量计算四个训练项目，进一步提升学生应对各研究专题中核心图件编绘能力。（2）针对每一项基本技能训练，加强对原始资料或数据类型与收集渠道的理解，明确训练目的及其在各专题研究中的作用，落实理论与实践相结合，实现“学中做、做中学”。（3）开展问题分析与讨论，增强问题意识与分析能力。例如，在沉积微相平面分布图的编制中，经常出现将砂层厚度等值线简单理解为沉积亚相或微相边界线现象，引导学生深入分析沉积亚相或微相的划分依据，砂层厚度只是划相依据之一，还需要考虑与砂层厚度相关的砂层数量、测井曲线特征、渗透率特征、含油性特征等其他因素。

（二）推进探究式教学，培养学生探索精神、分析能力及创新意识

“油气田地下地质学”课程体系的不断完善及教育水平的不断提升，得益于油田开发实践的持续深入、实践中新问题的不断出现，以及为了解决新问题、提升开发效果的理论创新和方法创新等。例如，地质与测井密切结合，不仅解决地下资料不足的问题，而且派生出边缘学科“测井地质学”，拓宽了研究领域，创新了研究方法;地质与数学及计算机技术的深度融合，不仅缩短了数据处理及研究周期，并且将传统的定性为主分析研究拓展为定性与定量结合、多方法探索对比，使地质研究、地质推论依据更加充分，提升了结论与认识的可信度。为此，积极倡导学生广泛调研，引导学生关注和分析地质类、地球物理测井等资料在解决地下地质问题方面的相似性和差异性，传统地学类方法、地球物理方法、计算机技术等交叉融合对解决油田开发地质问题带来的优势，并根据探究式选题设计，选择或自拟题目，在任课教师、专业指导教师的指导下，从深度调研与资料收集、阅读理解与精细对比、归纳总结与研讨交流等环节培养学生的思辨意识、创新精神和研究能力。

在具体实施过程中，对选题设计与数量要求实施动态管理。在选题设计方面，密切跟踪油田开发地质研究进展以及实施中学生总结与交流中暴露出的不足等，对选题题目进行调整。在选题数量方面，以资源勘查工程专业2016级和2017级为例，考虑到资源勘查工程专业2016级将该课程安排在第六学期，学生面临的学习时间和精力投入充足，因此，学生要在两组选题中各选一题[10]，完成兩个选题的调研与总结。资源勘查工程专业2017级该课程由第六学期推后至第七学期，由于学生面临考研及找工作等情况，每位学生在调整后的选题中自主选择一个题目，每个选题不超过5人，以保障每个班的选题覆盖面，避免选题过于集中或重复，同时有助于总结交流时根据选题进行分组，较好地落实了学习与研究相结合，从而实现了两方面转变：一是由“重学轻思”到“学思结合”的转变[12];二是由“记忆知识”学习观向“应用知识”学习观转变，实现“由学到研、以研促学、由研促创”的目标[13]。

（三）开展综合性课程设计，培养综合能力和创新能力

作为课程三大类主要实践教学活动之一，除了关注学生对理论和方法的总体掌握、在未来研究中作用的理解之外[14]，还要注重培养学生以下能力：（1）学生在课程设计中的主体性。（2）基于研究目标的整体设计能力培养。（3）收集整理基础资料，充分理解各种基础资料与目标任务之间的关系，深入挖掘各类基础资料的应用价值。（4）基于各研究目标核心图件的编制以及参数计算。（5）研究报告编写中对图件、数据的综合分析等。

例如油气储量计算看似简单，仅需要获取两个关键参数——含油面积及油层平均有效厚度——即可结合其他资料完成储量计算，实则贯串对基础资料、各基础或核心图件作用以及各图件相互关系理解的综合考察。其中包括多个关键环节：其一，由已知的各口井油层数据，通过油藏剖面图的绘制，获取油水界面海拔高程;其二，通过油层顶界面构造图，结合油水界面海拔高程数据，在油层顶界面构造图中获取外含油边界线;其三，以外含油边界线、砂岩厚度等值线中的砂岩尖灭线等为基础，结合各井油层有效厚度数据，编绘小层平面图，准确落实有效厚度零线及有效厚度等值线。通过以上三个环节的实施及核心基础图件逻辑关系的准确理解，方可由小层平面图准确读取含油面积，并根据小层平面图特征采取科学、适当方法求取油层平均有效厚度，由此使得学生在实践中进一步学习并深入理解和掌握基本理论、基本方法，准确把握基础图件之间的相互关系，分析、研究各基础图件专项研究中的作用，做到学习、作图、研究、分析有机融合。

在“储层特征分析”中，包括基本要求和拓展性要求两个层次。基本要求主要包括：编制砂层厚度平面分布图及沉积微相平面分布图，重点分析储层的分布特征，掌握储层研究核心图件编制及其在储层特征分析中的作用。拓展或提高包括基于给定的测井曲线及油层储集物性等信息，结合理论课中有关沉积微相分析、储层非均质性分析等知识和方法的学习，启发学生深入思考和探索：（1）如何利用测井曲线开展沉积相分析？（2）可以开展哪些方面的储层非均质性分析？（3）能否开展储层非均质性定量分析？分析的定量指标有哪些？（4）依据自己的分析与判断，开展研究设计，列出预期成果（包括储层非均质性定量描述）。通过拓展性研究方案制定与实施，培养学生基于复杂地质问题的研究设计能力、研究实施能力、探索与创新能力，由此实现“设计、研究、分析、创新”一体化，培养和提升学生的设计、研究与创新能力。

通过以上实践教学改革，除了提升学生的专业素养、实践技能、研究能力、创新能力之外，还有助于提升学生的协作精神与团队意识。一是在探究式教学环节，相似或相同选题的学生组成研究小组，整合调研内容，分工协作完成汇报PPT制作及汇报交流;二是通过课程设计中分组开展油层对比、绘制对比图、读取对比结果，培养学生的协作意识及团队精神。

三、强化实践教学在学习评价中的占比，激发实践源动力，提升教学效果

考试是评价人才质量的重要手段，也是促进教学相长的有效途径。科学设置考核模式及考核内容，不仅有利于全面考察学生学习情况和教学效果，更有助于引导学生由被动学习向“学习、作图、研究、分析”一体化、注重实践应用、提升综合能力方向转变，积极主动地投入实践教学，为培养应用型、创新型人才奠定扎实基础。为此，“油气田地下地质学”课程考核，一方面采取以能力培养为导向的多元化考试改革方案，突出考核过程化、形式多元化、内容开放性和灵活性等[15];另一方面，强化实践教学考核，提高实践教学考核在各环节、各形式考核中的占比，激发学生实践动力，积极开展实践教学，增强学生的中心意识、主体意识及自主性。具体方案如下：（1）基本技能训练环节，强化图件准确性、规范化，在成绩总评中占比20%。（2）探究式教学环节，突出调研广度与深度、综合分析及总结交流，在成绩总评中占比10～15%。（3）期末综合考试环节，从不同层面考核实践应用能力，主要包括作图与分析、计算与分析、综合分析题等，在期末笔试考试中占比20～25%。以上三项实践教学考核在“油气田地下地质学”课程成绩总评中占比不低于50%，最高可达60%。（4）课程设计属于“油气田地下地质学”课程综合实践，从研究设计与平时工作情况（20%）、图件质量（准确性、规范性等，30%）、综合报告（50%）等三个方面进行考核。相较于早前评价中重点强调图件质量以及综合报告的系统性、完整性而言，调整后的评价方案：第一阶段，新增研究设计考察，根据设计路线（图）的逻辑性、完整性等给予评价;第二阶段（研究设计的实施过程），除了图件质量之外，强化核心图件关系理解方面的检查与评价、拓展性研究开展情况;第三阶段，在综合报告中，除了重点关注和检查对核心图件的分析及报告系统性、逻辑性之外，突出基于实际资料的应用潜力挖掘、拓展或创新性研究的总结描述（分析深度、定量指标及准确性等）。

四、结语

构建“三位一体”实践教学体系为提升学生核心能力搭建平台，从强化基本技能训练提升实践能力、推进探究式教学培养创新意识、开展综合性课程设计、提升综合分析与创新能力来保障实践教学改革方案顺利实施及教学效果，通过完善实践教学考核体系、提升实践教学在学习评价中的占比以激发学生积极开展实践教学原动力。贯彻落实了以学生为中心、以成果为导向的教育理念，实现了理论与实践有机结合，由知识性学习向研究性学习转变，做到“学习、作图、研究、分析”一体化，学生的专业素养、实践技能、研究能力、创新思维、团队意识等得到有效提升，为服务油气勘探开发实践与创新研究提供有效保障。

参考文献：

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[9]王香婷.深化人才培养模式改革提升大学生创新实践能   力[J].实验技术与管理，2014（9）.

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[11]国景星，李红南，张立强，等.OBE理念下“油气田地下地质学”课程教学设计及实践[J].中国地质教育，2019（2）.