案例教学在“高等油藏工程”课程的实践及应用

杨满平 施而修 韩鑫

[摘 要] 案例教学是培养专业学位研究生的一种重要教学手段，“高等油藏工程”是石油与天然气工程专业学位研究生一门重要的学位课程，通过多年的教学准备和实践，对该课程案例教学存在的案例典型性不足、学生参与案例教学的程度和积极性不高、教学效果不够等问题进行了深入的分析和改进。通过完善案例库资料，提高案例库质量，采用多种教学模式并在教学中引入思政元素，并建立了比较完善的教学和实践案例库。同时，通过完善案例教学的评价机制，对课堂教学和项目实践效果进行评价，为进一步提高案例教学效果提供依据。实践表明，案例教学是培养学生主动学习的最重要途径，能够提高教学效果。

[关键词] 案例教学;案例库;高等油藏工程;实践

[基金项目] 2019年度河北省教育厅省级研究生专业学位教学案例库立项项目“油气藏开发动态分析案例库建设及应用”（KCJSZ2019028）

[作者简介] 杨满平（1974—），男，湖南永州人，博士，燕山大学车辆与能源学院副院长，教授，主要从事油气田开发及开采领域理论及教学研究。

[中图分类号] TE34-4;G643.2 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324（2022）18-0149-04 [收稿日期] 2021-06-28

引言

专业学位是针对社会特定职业领域的需要，培养具有较强的专业能力和职业素养，能够创造性地从事实际工作的高层次应用型专门人才而设置的一种学位类型。培养专业学位研究生，就是重点培养具有较高专业知识水平与较强实际工作能力的应用人才，因此，对学生实践能力的培养尤为重要。而案例教学则是提高教学效果和培养学生实践能力的一种重要的教学方法，非常适合于专业学位研究生的课程教学[1，2]。

案例教学（Case Method）是一种开放式、互动式的新型教学方式，是由美国哈佛法学院前院长C. C. Langdell于1870年首创，后经哈佛企管研究所所长W. B. Doham推广，并从美国迅速传播到世界许多地方，被认为是代表未来教育方向的一种成功教育方法。如1991年，Kowalski提出案例教学法可以训练学生的推理、思索、解决问题的能力[3];1992年，Shulman将案例教学法定义为将案例作为教学媒介的一种教学方法[4];1996年，Merseth提出案例教学法包括大班级及小团体的讨论、案例中的角色扮演或案例撰写等[5]。20世纪80年代，案例教学引入我国，并逐渐得到广泛应用[6-9]。

“高等油藏工程”课程是石油与天然气工程专业学位研究生的一门专业学位课程，该门课程的核心內容是要求学生掌握各种油藏动态分析方法，对油气藏的开发动态进行综合分析，找出相应的开发规律并总结开发中存在的问题，并在此基础上找出影响油气藏开发效果的主要因素，提出相应的开发调整对策。该课程对研究生理论知识、专业与实践技能具有很高的要求，涵盖了包括油气田开发地质学、渗流力学、油层物理等多学科知识，对于培养学生的专业能力及提升综合素质等方面具有重要作用。因此，在课程的教学过程中案例教学就显得尤为重要，通过一个合适的油气藏真实开发案例进行教学，让学生充分掌握油气藏动态分析的方法、内容、目标和意义，并且在本课程项目实施过程中，要求每位学生自主完成一个油藏的案例分析，进一步加深学生对该方法的认识和利用。油藏动态分析案例库建设及案例教学实践，有助于增强该课程授课的针对性及增强学生对专业知识的把握和应用能力，对于石油与天然气工程专业的研究生投入专业实践，以及在油气田开发领域从事研究工作具有非常重要的实践意义。

一、目前案例教学存在的问题

案例教学是“高等油藏工程”课程教学过程中一种非常重要的教学方法，但在案例教学实施过程中往往存在一些问题，导致本课程的案例教学达不到预期效果，主要表现在以下几个方面。

（一）案例的典型性

油藏动态分析方法多、内容广，如何找到一个既能够适用于绝大部分油藏动态分析方法，也能够覆盖所有分析内容的案例尤为重要，因此案例的代表性和典型性就非常重要。我国油气藏类型比较复杂，不同的油气藏类型在开发过程中出现的生产规律和问题也各不相同，需要采取不同的动态分析方法，有针对性地开展分析。

比如我国东部分布普遍的陆相复杂断块油藏，其开发主要受到断层、储层非均质的影响，很难形成较好的注采系统，因此开发效果一般比较差，此类油藏要开展动态分析，需要对油藏地质特征取得精细和准确认识的基础上进行，才能找到影响开发效果的主要因素，并提出有针对性的开发调整对策。

（二）学生参与案例教学的程度和积极性

从目前实施案例教学后的反馈看，影响学生参加案例教学的程度和积极性主要表现在以下几个方面：授课学时有限，教师难以对所有知识点进行详细讲授，学生需要花一定的时间自学一些相关的知识;学生的专业基础素质存在比较大的差别，特别是一些转专业的学生，专业基础相对要差一些;有关油气藏方面的知识比较抽象，学生难以理解;学生对油田实际案例了解并不充分，也没有参加过类似的案例教学，参与案例教学及案例分析没有头绪。上述原因导致学生参与案例教学的程度比较低，积极性也难以提高，因此需要进一步完善案例教学的内容及学生参与案例教学的过程。

（三）案例教学的效果

案例教学对专业学位研究生来说，一定程度上解决了课堂教学理论与实践脱节的弊端，是培养专业学位研究生职业能力的重要手段。但在实际教学中，仍然面临以下一些问题，影响到案例教学的效果：案例的典型性、数量和质量是否达到要求，案例教学是否能够覆盖所有的重点和难点，学生对案例教学的适应性及参与程度如何，学生是否做了提前准备，学生的学习效果如何考核和评价，教学设施难以保证案例教学的顺利实施等。目前“高等油藏工程”课程案例库存在典型性不足，难以覆盖所有重点知识，案例数量少、质量偏低等突出问题，导致案例教学的实际效果并不突出。

二、案例教学的改革及实施

（一）完善案例库资料，提高质量

油藏动态分析案例库中的每一个案例，都由大量的静动态数据组成，包括油藏的基本特征数据和油藏开发动态数据。数据是否充分完整，决定了案例库的质量。因此，在已经建成的案例库的基础上，需要继续收集完善数据，并确保每个案例库的数据达到以下要求：目标案例为真实油藏;油藏动静态数据齐全，且所有数据都为真实数据;开发油水总井数达到30口井以上;油藏开发已经达到5年以上;油藏开发类型多样。数据类型则包括：油藏基本特征数据，包括但不局限于油藏的地层特征、构造特征、沉积特征、储层岩石、储层物性、流体性质、渗流特征、敏感性、温度压力特征;油藏类型及储量等;油水井基础数据（井名、井位坐标、井类型、井史）;油水井生产数据（油、水井月生产数据）;油藏（断块或区块）生产历史数据;生产措施数据（压裂、酸化、补孔等）;生产测试数据（产液剖面、吸水剖面、示踪测试、压力测试）;相关图件（构造井位图、连通图及有效厚度等值线图等）。

（二）注重课程思政教学

案例教学过程中，增加了课程思政教学的内容，主要在以下两个知识点的教学过程中融入课程思政教学案例。

1.油藏动态分析方法。在讲解油藏动态分析需要处理大量动静态数据进行综合分析时，引入智能油田的发展现状及发展趋势。经过近20年的发展，油气田开发已初步实现了数字化、网络化、自动化，并开始向智能化目标迈进。从最初的油田历史数据归档管理及生产、管理、经验数据的实时采集及存储，到集成油田员工、油井、设备等信息实现互通互联、统一管理，再到生产数据的自动采集、传输和储存，油井与设备的远程控制、自动优化，自动报警、自动关停，最终实现利用已有大量知识及经验对油田进行智能化开发的目的。相应地，数字油田技术的应用范围也逐渐从井筒、油井扩展到油气藏、油气田，并将最终实现全资产覆盖。因此，智能油田是数字油田未来的发展方向，最终目标是实现全部油田资产的智能化开发运营。通过这个案例教育学生要提高创新意识，努力扩展自己的知识面，学习大数据及人工智能等方面的知识。

2.产量递减分析。在讲解油藏生产阶段划分稳产阶段时引入大庆油田5000万吨持续多年稳产的故事。大庆油田创造了世界同类油田开发史上的奇迹：1976年起，实现年产原油5000万吨以上连续27年高产稳产，实现年产原油4000万吨以上连续12年持续稳产。如今，已经开发建设了60余年的大庆油田依然能够以较高的产量稳产。“当好标杆旗帜，建设百年油田”，探索老油田的发展新路，大庆油田展示着资源型国有企业的张力与活力。通过这一案例教育学生，科技是第一生产力，创新和科技进步是油田保持长期稳定生产的主要原因。

（三）多种教学模式的应用

根据“高等油藏工程”课程的特点和教学要求，结合学生知识背景和学习特点，在案例教学过程中，以现代教学理念为指导，提倡教师为主导、学生为主体的教学模式，对教学方法进行了探索和改革。主要的教学模式和方法包括多媒体教学法、课堂互动、案例教学法、项目式教学和网络辅助教学等。讲解采用多媒体课件，通过大量的图像和动画能够更直观，加深学生的理解和记忆，课堂中还加入大量的互动和讨论，让学生主动学习课程的重点和难点，同时案例教学和项目式教学能够提高学生对油田实际问题的处理能力，网络辅助教学有助于师生在课下和线上的互动，让学生能够随时与教师交流沟通，并获得大量的线上资源辅助学习。通过多种教学模式的应用，确保案例教学能够获得最佳的教学效果。

三、案例教学应用效果评价

（一）案例教学评价机制

案例教学评价机制可以作为提升教育质量的依据。完善的案例教学评价机制不仅关注定性评价，更应关注定量评价，应该对案例教学的目标、内容、教学阶段、效果等评价指标进行赋值打分，具体评价标准应考虑案例教学是否激发了学生的求知欲，使学生掌握了相关油藏工程理论和方法;是否提高了学生分析和解决油田复杂问题的能力;以及是否提高了教师的案例教学能力等。因此，案例教学评价应将教学的特点予以突出，同时对于整体学习效果诸如学习成绩、课堂参与案例教学情况、课后项目完成情况等予以打分，并且将学生实际完成项目的成绩占40%。合理的成绩比例不仅能够有效提升学生的参与热情，更有利于学生思维能力的拓展，真正做到理论与实践相结合，提高學生解决实际工程问题的能力。在分析学生各项成绩的同时，要总结案例教学存在的问题并不断改进，进一步提高案例教学效果及教师的案例教学能力。

（二）课堂教学效果评价

案例教学方式的引入将课前、课中和课后三个环节有机衔接起来，促使学生充分利用课余时间，提高了教学的有效性和延续性;加强了教师与学生的互动，增强课堂教学活力，提高课堂教学质量。具体教学效果表现在以下几方面：学生学习专业课的兴趣大大提高，由原来的被动接受知识转变为主动学习专业知识，学习效果显著提升;学生参加案例教学和课堂讨论的积极性较高，达到了锻炼学生动手能力的目标;实施案例教学后的学生更愿意独立思考，部分学生能够主动提出一些与课程相关的科学问题，并且尝试去分析和解决问题;学生整体成绩比较优秀;教师通过案例教学也能够不断改进自己的教学方法，提高教学效果。

（三）项目效果评价

在案例教学完成后，布置一个油藏动态分析项目，要求学生在课后自主完成，即通过课堂学习的油藏动态分析方法，按照要求完成一个实际油藏案例的分析，内容包括油藏特征、开发动态与开发效果分析，以及影响油藏开发效果的主要因素及评价，最终提出针对性的开发调整对策。通过这个案例分析项目，学生既巩固了所学的知识，还获得了较好的教学效果，主要表现在：学生自主完成一个项目，达到了锻炼专业学位研究生能主动解决复杂工程问题的目标;项目成绩占比较大，有助于提升学生参加项目的积极性;研究生在参加案例分析项目后积累了项目经验，所有学生都主动报名参加中国石油工程设计大赛并取得优异成绩。

結论

高等油藏工程案例教学及项目的实施，对提高石油与天然气工程专业学位研究生的专业知识水平和工程应用能力意义重大。

第一，案例教学是一种实践性、互动式的教学方法，是以案例为依托，以学生为中心，以问题为起点，以自主学习为基础，以讨论交流为手段，以提高学生分析与解决问题的能力为目的，以及加深学生对基本理论的理解而开展的理论与实践相结合的教学方法。案例教学对教学效果的提高是显而易见的。第二，案例教学是培养学生主动学习的最重要途径，案例的使用有助于缩短教学情境与实际生活情境的差距，提高学生学习的积极性与创造性。但必须要保持案例的典型性和完整性，并增加一些学生感兴趣的内容，确保案例教学内容丰富而不枯燥无味。第三，不断丰富本课程案例库的数量，完善案例库的质量，确保所有学生都能参与案例教学及案例分析项目并获得提高。第四，结合其他课程优秀的评价办法，建立本课程案例教学的评价机制或评价体系，分析案例教学的效果，为进一步提高案例教学效果提供依据。第五，充分利用网络教学和线上资源的优势，推动课前、课中和课后三个教学环节紧密结合，为案例教学提供支撑。

参考文献

[1]刘震宇，郑彬，朱太锐.基于需求导向的专业学位研究生特色培养项目探析[J].高教论坛，2021（3）：99-101.

[2]刘文光，贺红林，邢普.专业学位研究生创新实践能力培养路径研究[J].教育教学论坛，2021（4）：145-148.

[3]KOWALSKI T J. Case Studies of Educational Administration[M]. New York： Longman，1991：116.

[4]SHULMAN J H. Teacher-written Cases with Commentaries： A Teacher-researcher Collaboration [C] // Shulman. Case Methods in Teacher Education. NY： Teacher College， Columbia University，1992：131-152.

[5]MERSETH K K. Cases and Case Methods in Teacher Education[C]// SIKULA J. Handbook of Research on Teacher Education （2nd）. New York：Macmillan，1996：722-744.

[6]郑晓齐，马小燕.专业学位研究生案例教学的相关问题辨析[J].北京航空航天大学学报（社会科学版），2021，34（2）：147-153.

[7]何春燕，陈云，余峰，等.有效案例教学与主动学习能力的培养[J].基础医学教育，2021，23（3）：167-169.

[8]韩宪军，王立平.地下工程结构案例库教学改革与实践[J].大学教育，2021（4）：52-54.

[9]黄小亮，李继强，戚志林，等.专业学位研究生“油藏工程设计”课程教学研究[J].中国地质教育，2021，30（1）：84-87.

Practice and Application of Case Teaching in Advanced Reservoir Engineering Course

YANG Man-ping， SHI Er-xiu， HAN Xin

（School of Vehicle and Energy， Yanshan University， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）

Abstract： Case teaching is an important teaching method to cultivate professional degree postgraduates. Advanced Reservoir Engineering is an important degree course for professional degree postgraduates of petroleum and natural gas engineering. Through years of teaching preparation and practice， it is found that there are some problems in case teaching， such as the lack of typicality of cases， the low degree and enthusiasm of students to participate in case teaching， and the teaching effect is not good enough. By improving the case database materials， improving the quality of the case database， adopting a variety of teaching modes and introducing ideological and political elements into the teaching， a relatively perfect teaching and practice case database has been established. At the same time， by improving the evaluation mechanism of case teaching， we can evaluate the effect of classroom teaching and project practice， so as to provide the basis for further improving the effect of case teaching. Practice shows that case teaching is the most important way to cultivate students’ active learning， which can improve the teaching effect.

Key words： case teaching; case base; Advanced Reservoir Engineering; practice