面向新能源科学与工程专业的“传统能源概论”教学模式优化研究

林亚尼 张天择 傅恒

摘 要：“传统能源概论”作为新能源科学与工程专业本科生的石油地质基础课程，是学生了解传统能源系统的第一门专业课程。本课程以传统能源的基本知识入手，使学生对传统油气行业所必须具备的基础地质知识有了系统性的学習。通过了解传统能源领域的前沿热点研究问题，能够加强新能源专业本科生对新能源及传统能源体系的进一步理解和认识。因此，开展该课程的教学模式优化研究，能够有力地推动新能源学科发展，并能够有效地提高教学质量，为国家培养出具有创新精神及实践能力的新能源高技术人才。

关键词：新能源科学与工程;传统能源;教学模式;课程设计

一、“传统能源概论”课程在新能源科学与工程专业开设的必要性

随着近年来经济的快速发展，我国对能源的需求量逐渐增加。至今，我国的原油进口依存度依然高达70%，石油与天然气等传统能源的供需缺口极大，能源供应是国家发展和经济增长的驱动力。新能源包括了太阳能、风能、地热能及生物能等可再生能源，具有污染少、储量大的特点，对于解决当今世界严重环境污染问题及油气资源枯竭问题具有重要意义[1]。自2011年开始，我国部分高校设立了与新能源产业相关的“新能源科学与工程”本科专业，2017年，成都理工大学为满足国家新能源领域发展对专业人才的需要，通过对现有学科的交叉融合，在能源学院开设“新能源科学与工程”本科专业。

本课程作为新能源科学与工程专业本科生的石油地质基础课程，是学生了解传统能源系统的第一门专业课程。该课程的主要任务是阐述石油与天然气在地壳中的形成过程、产出状态以及分布规律。本课程以基本知识入手，继承、发扬和创新石油地质人才培养模式的成功经验，综合利用多媒体、板书、视频讲解等多种教学手段，使学生对传统油气行业所必须具备的基础地质知识有了系统性的学习，对传统能源领域的前沿热点研究问题有所了解。通过对新能源和传统能源的对比分析及总结，能够加强新能源专业本科生对能源体系的进一步理解和认识。通过“传统能源概论”的课程教学，使新能源专业的学生具备传统能源领域基本的知识和能力，培养对新能源及传统能源都有所了解的复合型人才，发展出具有创新精神、实践能力和国际视野的新能源和可再生能源行业顶尖人才，以满足社会发展的需要以及国家能源的需求。

二、“传统能源概论”在新能源科学与工程专业教学现状

（一）新能源科学与工程专业本科生缺乏对传统能源的认识

新能源科学与工程作为一个新的专业，理论和实践教学体系还在不断修正和完善的过程之中。我校新能源专业学生主要方向是地热以及非常规油气藏，在专业教学的过程中涉及的科目主要包括大地构造与动力学、新能源材料科学、工程流体力学、新能源钻井方法及技术、工程力学等，而欠缺与传统化石能源相关的课程。传统能源的学习对于新能源科学与工程的学生来说必不可少，其原因主要为：

（1）以地热和非常规能源为主要切入方向的新能源学生需要立足于地质这一基础学科。

（2）传统能源中有关油气成藏理论的内容可以被借鉴到新能源的学习当中，引导学生推陈出新，从传统中发掘经典并创新理论。

（3）传统能源与地质类新能源有共同之处，学习传统能源有利于理解和加强新能源的教育教学工作。

而现阶段存在的主要问题在于，学校对于新能源专业的建设忽视了传统能源这一重要科目，以致在教学过程中学生对于传统能源的相关理论理解困难。并且由于该课程设置在大四学年，因此在实践教学过程中，发现了学生对该门课的抵触情绪，一方面由于学生自身认为专业的非相关性使得对该课程的重要性认知不足，另一方面在于学生缺乏传统能源相关理论与培训。

（二）针对新能源专业的传统能源专业教材及课程资源不完善

“传统能源概论”课程目前仅有少量可以选择的教学材料，很多课本在内容的排布上只注重覆盖的广度而忽略了知识的深度，让学生很难产生学习的热情[2]。作者认为新能源科学与工程的组织架构以及成都理工大学的特点，这门课程的建设对知识覆盖面和内容深度都有着很高的要求。因此针对性地选择教学材料和教学内容是上好这门课的必要条件，在选择教学内容时要做到结构清晰并且理论完整。以教学内容和教学目标为准绳，在课堂实践教学以及课后反思提高中不断地对内容进行更新优化，避免学习内容的重复和单调。内容的安排可以参考《石油与天然气地质学》这一经典课程，从油气藏流体入手，按照生、储、盖、圈、运、保这一经典路线逐渐引入经典石油理论。并再通过较多的课时为学生介绍地热以及非常规能源与传统能源的联系，让学生产生自主学习的动力。这样的课程安排不仅符合本校学生以地质为本的专业背景，符合成都理工大学的办学特色以及办学理念，在继承发扬传统能源的基础之上满足当前社会对新能源领域人才的需求。而对于相似的教学内容，可以进行合并教学。此外，合并相似的教学内容，做到高效教学。虽然“传统能源概论”不是一门新兴的课程，但是相关的理论每年都有推陈出新，因此时效性和前沿性是高校教师在教学过程中必须注意的问题。总体的要求是在内容上要做到深入浅出、图文并茂，并且注意内容的前瞻性与时效性并重，深度与广度并肩发力以激发和培养学生的创新意识。

（三）课程教学模式较为单调，实践内容较为欠缺

改革教学方法是解决教学模式单调以及内容欠缺的重要途径。有多种方法可以对教学模式进行创新和提高：

一是利用多媒体对教学过程进行完善和充实。“传统能源概论”的课程内容以理论为主，实践为辅，相较于以公式推理形式为主要途径的其他课程，本门课程多以文字和图片的形式传播知识与观点。因此在教学实践过程中，单纯乏味的讲解知识点会造成学生对知识的难以理解，无法充分发挥学生的主观能动性和学习积极性，让学生产生负面情绪和厌学的心理，如果积聚则会形成恶性循环，对教师的教学工作和教学目标的达成具有负面作用。因此我们需要坚持让学生作为授课的主体，教师在其中则起到辅助的作用，通过在多媒体材料中准备精准的文字、丰富的图片教学形式与教学内容，教师还可以通过短视频或动画的形式激发学生的学习热情，充分调动学生积极性，使学生们对应试教育不落窠臼。其中一个典型的例子就是在讲解传统石油与非常规能源，例如页岩气的差别，笔者通过播放井场现场开采钻取岩芯的视频让学生理解二者在勘探开发之中存在怎样的差别。通过将短视频穿插于传统的教学讲授的过程之中，不仅能让学生在感官上获得更多的认识，同时更加直观地展现了教学要点，并且大大增加学生的学习热情和兴趣。

二是对课堂的组织形式进行创新与改变。由于本课程的理论性极强，多数内容需要进行结合理解才能应用，因此学生在学习过程中难免出现注意力不集中的现象，如何将课堂组织的生动有效是调动学生学习积极性和学习热情的关键。通过在授课过程中对实例进行讲解和分析，并且通過提问的方式来加深学生对知识的掌握能力和理解能力。课堂讨论和总结也是授课过程中必不可缺少的重要环节，在一个章节结束的同时，组织同学进行现场讨论和分析有利于促进学生对知识的理解和表达能力。具体方法可将学生分成几个小组，分别给定方向或者让学生自己选题，通过学生自行查阅资料和分析总结来进行学习。这样不仅巩固了课堂所教授的知识同时加深了理解。并尽可能邀请到行业内的专家到课堂中进行讲座式教学，鼓励学生积极提问，参与感更强。

三、“传统能源概论”课程设计及主要教学内容

“传统能源概论”这门课从油气藏中的流体到油气藏形成的基本条件等方面，对传统能源的基本知识进行概况总结，主要内容包括：

（1）石油、天然气、油田水的基本概念及其物理化学性质，通过了解油气藏流体的地球化学特征，让学生对稳定同位素对油气源有一定的认识;

（2）了解油气有机成因的具体证据，掌握烃源岩评价的具体方法。了解有机质的成岩演化与油气生成的阶段性及各阶段的产物;

（3）了解油气储层的物理性质及基本特征，理解孔隙度和渗透率的相关概念，学习碳酸盐岩及碎屑岩储层的物理性质及其影响因素;

（4）了解油气盖层及生储盖组合，理解盖层的基本性质及其与油气的关系，评价盖层的基本方法，掌握生储盖组合的分类;

（5）理解油气运移在整个石油地质过程中的意义，掌握油气的初次运移及二次运移的基本性质，学习油气初次运移及二次运移的主要动力、介质环境、相态演变方式及主要通道。

（6）了解圈闭及油气藏的基本特征，掌握圈闭及油气藏的分类，理解圈闭及油气藏分类的依据及主要成因类型;

（7）了解油气藏聚集的规律，基本掌握各油气藏形成的地质条件，了解油气在背斜圈闭、断层圈闭、地层圈闭和岩性圈闭的聚集模式及主要异同点;

（8）了解含油气系统和油气聚集带，基本掌握油气的分布规律，及含油气系统的基本组成;

（9）了解油气藏的保存与破坏的基本原理，理解油气藏的破坏与再分布，学习油气藏保存的地质要素及断层对油气分布的原理和机制;

（10）了解油气资源的概念及评价方法，了解中国和世界油气资源分布的特征，学习地质储量、油气资源量的概念及我国油气资源分类的方案。

四、“传统能源概论”教学模式优化方案

教学模式是实现教学目标和内容的重要部分。“传统能源概论”通过多种教学模式相结合的方法，具体根据不同教学内容和目标采取合适的教学模式。主要的教学模式以“案例法”为主，不仅能够拓宽学生对传统能源的认识，增加学生对本门课的学习兴趣，还能提高学生对课堂内容的理解程度，达到更好的教学效果。具体实施可通过以下几个方面：

（1）通过引入传统能源勘探及开发中的“典型案例”增加学生对知识点的关注度，提高学生继续学习的兴趣。

（2）引导学生主动思考如何解决传统能源勘探开发中遇到的问题，使学生主动提出问题解决方案。

（3）给学生讲解“分析问题、解决问题”的思路方法等，说明与本次课程的关系，从而引入教学内容，进行讲授。

（4）强调本次课程的重点及学习本次课的目的，同时提出课后思考问题或布置作业。

在教学模式优化的过程中，结合学生在学习过程中的理解程度，根据内容需要在教学的过程中穿插讨论传统能源和新能源在勘探开发中遇到的不同问题，或引导学生通过查阅文献，自己讲授部分内容等方式，提高新能源科学与工程专业本科生在学习传统能源概论中的教学效果，促进毕业要求指标点的达成。

五、“传统能源概论”考核模式的优化

考核模式的优化是教学模式优化的重要组成部分，也是验证教学模式是否行之有效的试金石，合理正确的考核不仅能考量学生对于专业知识的掌握程度，同时也是教师对教学活动进行反思优化的重要参考工具。目前多数的考核方式仍是以闭卷考试为主，而这种方法仅仅是考研学生对知识的记忆能力，通常学生为了应对这种考核方法以考前突击和死记硬背为主，这也导致了学生尽管能在闭卷考试中获得高分，但其对于知识的理解能力，对于理论的掌握能力以及更高层面的动手实践能力都无法进行正确的考量，缺乏对传统能源知识的理解。因此对于考核方式的优化势在必行。优化考核方式的首要任务就是要丰富考核的具体形式，譬如将平时成绩与期末成绩挂钩，并将平时成绩纳入整体成绩的计算中去，让学生从平常的学习之中就监督自我，提升学习的主动性。平时成绩的考核包括学生在课时的问题回答情况、签到情况、讨论情况、发言情况、课后作业完成情况以及热点问题的调研情况，通过综合的考量对平时成绩进行量化给分。在考核之前的时候也要适当地给予激励支持。而对于期末考试的内容则要灵活选择，不仅要考查对于知识的理解能力，而且要将考核内容和教学内容进行有机结合，提高学生的综合素质[3]。

传统能源概论中很重要的一个考核部分就是对于学生具体实践能力的考查。对于实践能力的考核是检验学生对于学习成果掌握程度的重要方式之一，但目前对于传统能源概论的实践能力考核方式上仍有很大的优化空间。传统的考核方式更注重学生的出勤率以及实验报告的书写能力，而要相对传统的考核方式优化，其考核的内容需要包含实验操作的正确性、实验数据的准确性、对于实验数据的分析能力和处理能力等，并且将每个部分都给予相应的分数比例，弥补以往考核方式单一，缺少多样化、全面化的不足。

结语

笔者在前文中系统讲述了“传统能源概论”对于新能源科学与工程专业的必要性，分析了现阶段本课程在新能源专业中的教学现状，从本科学生对于传统能源的认识、教学内容以及教学材料的欠缺，以及教学方式上的不足几个方面共同阐述了“传统能源概论”教学中的严峻形势。笔者结合自身经历，对该课程的课程设计和课程内容进行了系统性梳理，并且给出了教学模式以及考核方式中的具体优化方式，以期能够有力地推动新能源学科发展，提高教学质量，为国家培养出具有创新精神及实践能力的新能源高技术人才提供帮助。

参考文献：

[1]孔为，黄红艳.新能源科学与工程专业实践教学研究[J].产业与科技论坛，2021，20（19）：131132.

[2]陈思琴，文思思，汤盈盈，罗蕊，石帅.土力学实验课程改革综述[J].四川建筑，2021，41（05）：258260.

[3]杨英，刘百军.能源工程概论课程教学改革探讨[J].教育教学论坛，2017（03）：7879.

作者简介：林亚尼（1990— ），女，汉族，湖北黄冈人，博士，讲师，研究方向：结合石油地质和勘探地球物理的方法来研究区域地质构造和沉积相，对油气藏进行特征描述，并对储集有利区进行精准预测。