课程组协同授课优化《地震勘探原理》课程教学探索

刘淑芬 张姣

（东北石油大学地球科学学院 黑龙江大庆 163318）

工科类院校教育将以学生的工程实践能力和技术能力为取向［1］，在国内大众化教育、国际石油行业对实践、创新专业人才需求倾向背景下，原有专业课传统教学方式暴露出一系列问题，体现在课程知识理论内容多、教师教学工作量大、实践环节少、学生热情低等，仅凭一张考卷判定学生对专业课程掌握程度难以全面检验教学效果。东北石油大学作为国内成立较早的石油高校，其主干专业课课程建设效果直接影响到其在石油高校质量体系中的地位。本文以勘查技术与工程专业《地震勘探原理》课程为例，对主干专业课程授课模式、教学内容细化、考核方式、课程资源配套等诸多方面进行了探索。

1 专业课程教学主要问题

1.1 教学内容的广博性要求主讲教师具备全面的知识背景与技术能力

《地震勘探原理》是勘查技术与工程、资源勘察工程、地质学、地球物理学专业本科生重要的专业基础课之一，人工地震勘探是煤田勘探、盐岩矿床、金属矿床，以及水文地质、工程地质等领域内的必备技术。该课程内容涵盖地震波运动学、动力学基本理论、地震资料野外采集工作方法、地震资料数字处理和地震资料解释基础共4 部分，配套实验项目包括地震子波数值模拟、地震时距曲线数值模拟、地震波速度谱制作、层位标定及解释、野外地震生产实习等，课程容量大［2］。本门课程不仅担负着融会贯通物理学、弹性波动力学、信号分析、构造地质学和石油地质学等先导课程知识的任务，还需要在地震勘探教学基础上培养学生解决实际工程问题的基本技能与核心素养。众多的知识背景和技术要求如果由一名具有特定研究方向的主讲教师完成，很难保证每一个环节都能讲精、讲透，顾此失彼的教学状态必然影响授课效果，因此，迫切需要具有专业方向的教师发挥各自优势，建设一支团结协作的高水平授课团队，提升课程教学效果。

1.2 实践教学环节现状决定了教学改革的迫切性

实践教学是体现教学效果的关键所在。由于地震勘探原理课程相关实验的特殊性，室内课程设计部分需要依靠服务器远程操作完成，尤其在地震资料解释实验过程中，为了满足OBE工程教育理念［3］，实验选择于地球物理行业内广泛使用的Landmark软件完成，但此软件需要在Linux系统平台安装，并由多用户联机解释操作。对于本校勘查技术与工程专业来说，每届学生3 个班级70 余人，每次实验只能保证10 人同时进行，这使得在实验时间安排、指导教学配置方面存在很大压力。实际教学过程中，实践教学由单一的主讲教师完成，这必然造成教师繁重的重复机械教学，而缺乏实践环节的单纯的理论教学授课效果不佳，存在学生学习热情不高、对于知识的掌握仅局限在记忆层面、学生课堂参与性差等弊端，出现了考前突击复习即可得到学分的现状。学生对于专业课程的理解随着课程的结束而终止，一张考卷证明学生修到了学分，却不能体现学生对课程知识、专业技能的掌握情况。

1.3 大班授课的阶梯式教学难以体现

本校勘查技术与工程专业（包含地球物理勘探、地球物理测井）是黑龙江省优势学科专业课程。目前，地震勘探原理课程大班授课的培养模式下教学环节的设定照顾了所有学生的接受能力，但忽略了部分接收能力强的学生对研究型、拓展型、创新型知识的期望，学生潜质开发被大众化的教育内容限制，难以保证学生的特长得到充分发展。教学单位在大众化教学体系下，应积极探求立足于优质教育资源、形式多样的授课模式，采取择优选择、高标准培养少数优秀的、学有余力的学生进行更深层次的专业教育，切实做到因材施教，这样，在本科阶段人才培养过程中，既能满足社会基本工程需求，又可为石油主干专业高素质技能人才培养提供后备力量。

2 面向教改的课程建设

2.1 层次化教学，形成稳定协作式教学梯队

科学的教学体系是实现人才培养的基本要素，要体现尊重学生差异、强调跨学科和创新思维能力的教学组织管理［4］。地震勘探原理专业课在勘查技术与工程专业教学活动中处于核心地位，采用传统单一主讲教师授课模式使得课程结构、课程间依托关系等很难达到合理体现。尝试采用层次化教学构架，将授课团队分为3个层次（见图1）。第三层次是基层协作组，细分为设计组、实践组和秘书组。其中，设计组教师具备丰富的教学经验，能够从课程整体角度出发对课程改革各部分进行把关，主要职责是进行教学内容进行课程设计，挖掘课程思政元素，保证思政元素潜移默化地融入教学内容和教学环节，确保课程安排合理、可行；实践组是具备丰富的科研经验和技术操作能力的教师组成，负责对理论课程实践环节内容、教学方法进行设计，保证能够从强化、创新角度对各知识点补充，达到理论实践相统一；秘书组主要发挥组织协调作用，对于教学过程信息传达、知识点衔接和学生学习效果反馈方面发挥桥梁作用。基层协作组3个部分相互交流，融合为一个有机整体。第二层次是专家组，一般由2～3名教学、科研经验丰富的核心教师组成。专家组通过与设计组、实践组和秘书组的定期沟通，对课程教改内容、方法、手段、考核体系提出指导性意见，监督教学过程实施，推动课程改革有序开展。第一层次是授课团队负责人，具有较高的学术水平和团队管理能力，主要负责制定课程教改规划，整合各组资源，加强团队凝聚力。

图1 专业课课程组团队构架

2.2 细化教学单元，建立以实践分析为驱动的教师协作模式

地震勘探原理课程教学内容包括33 项，其中，理论授课教学单元27 项，实践教学环节6 项。对课程进行教学单元设计，理论授课部分采用行政班授课方式集中授课，实践教学环节将行政班划分为10人一组的教学班单独授课。每一项实践项目都由专门教师授课（理论课主讲教师3 人，实践课主讲教师4 人），充分发挥授课团队教师的科研经验丰富的优势，从教师的科研项目中提炼难度适中、具有一定实用价值和创造性的实训项目，如地震构造图绘制、地震属性分析优选、地震相特征分析实践等，对于提高学生的科研素质具有极为重要的意义。

2.3 知识点精细分类，兼顾学生学习能力差异

根据学生个体差异要求不同，可将学生知识掌握情况分为5个层次，包括记忆、理解、应用、分析和评价（见图2）。其中，专业授课最低要求学生达到初级程度，即对知识点记忆、理解并能简单应用。而对于部分具有强烈学习兴趣且学有余力的学生，专业学习可以达到知识点认知的高级层次，即能够应用所学知识进行综合分析、评价方法适用性。课程团队根据学生掌握程度差异对教学内容进行细化，通过对每一教学单元内容详细划分为事实类、概念类、程序类和认知类4种。对于事实类知识包括具体的地震波传播理论（惠更斯原理、费马原理等），此类知识点以记忆为主；概念类知识在大量事实基础上，分析事物（事件）内在关系总结，将原理与概念性知识整合，体现各独立事物（事件）的内在联系，如不同介质条件下地震波时距曲线、单一界面情况下地震反射波、直达波与折射波相互关系，以及地震波正常时差、倾角时差与剩余时差关系等；程序类知识在专业课程中以规定过程、探究方法、总结经验在实践教学环节中体现，如地震资料野外工作方法中，地震资料采集中试验工作阶段的浅层地震地质条件调查，干扰波调查与生产工作阶段观测系统布设和地震资料激发、接收环节具有严格的工作流程和操作规范；认知类知识是教学内容中的最高级别，需要通过复述、组织、发现问题来思考和总结解决，从中了解自己的优势与不足，确定学习兴趣，以便能够实现自身专业素养提升，如获取地震波速度，一种是利用地震测井直接采用仪器测量，另一种是利用常规测井曲线井震标定获得，最后，还可以通过地震资料处理速度转换获得。每种方法都有各自的操作步骤，可以通过实际资料分析确定最优方案获得结果。

图2 学生对知识掌握程度三角图

2.4 阶段化考核体系真实反映学生对知识的掌握程度

目前，比较通用的成绩组成为平时成绩（0%～10%）、实验成绩（10%～20%）、卷面成绩（80%～100%）。考卷试题大多为记忆类的内容，这种模式不利于学生创新思维和能力的培养，为适应细分教学单元的课程团队协同授课模式，探索建立过程化考核体系，即每完成一个教学单元，学生已经明确自己的累计成绩值，最后的闭卷课程考试分值只占一定的比重。其中，理论授课闭卷考试占60%，改变以往常规出题模式，主要设定读图分析题为主；实践教学占30%，包括实验报告完成质量（15%）+实验综合分析能力（15%）；课外前沿授课与随堂小考表现占10%。对于平时授课过程中的随机考试计入学生的平时成绩，因为每位授课教师测试的侧重点有所差异，按课程的总测试次数平均分配总分值，对于额外学习前沿内容的学生，按每次学习提交的学习报告给予额外赋分，前沿内容得分总分不超过5分。此类考核评价体系既可以满足教学效果，同时，避免了学生考前临时突击应付得到学分的问题，极大地调动了学生在整个教学活动过程中的积极性与参与性。

2.5 课程资源同步更新

不断丰富地震勘探原理课程资源，充分利用“互联网+”、云班课等网络教学媒介，选择地震勘探原理国家精品课MOOC 资源、各大油田地球物理勘探技术讲座资源等，建立“线上+线下”课程资源。同时，借助云班课系统，细化资源分类，建立地震勘探原理6 大资源库，包括课程思政、授课视频、教材与参考书、题库、虚拟仿真平台、课外拓展等，课程资源实时对学生共享，并提供各类资源的课下辅导［5-8］。随着地震勘探原理课程教学内容、教学形式的改革，充分利用教师教学、科研成果，将行业内先进技术成果融入课程资源体系之中，确立以授课教师为核心、以提高学生效果为目标的新型课程资源体系。同时，结合国内热点更新教材，融入近年来国家油气勘探向“隐、深、低、非、海”领域发展，叠前、多域、多学科融合智能发展相关素材，以文字、图表形式重点阐述基本原理、概念等专业基础知识，教学实践过程中同步教材以反映教学要求的变化，经多轮研讨定稿，及时更新授课教材。

3 课程教学建设特色

综上所述，以课程组为核心的地震勘探原理课程建设改革的探索具有以下特点。

3.1 合理优化资源配置，形成稳定的地震勘探原理教学梯队

课程组充分发挥授课教师专业特色，选择资料采集、处理及解释相关研究方向多名教师协同授课，通过课程组协调备课，保证各部分授课内容协调一致，合理优化资源，突破教学资源封闭、低效的育人现状，释放教师、信息、技术等创新要素活力，刺激课程体系中每个环节积极性。目前，形成稳定课程教学团队7人，其中，采集方向2人，地震波场理论及资料处理方向3人，资料解释方向2 人。将教师科研成果、专业认知在主干课程和课程间科学合理分配，把不同教师的专业认知实实在在地传递给学生，拓展学生接收课程资源的广度，积极推动专业教师与学生之间的交流、科研成果与教学效果的无缝对接。

3.2 知识点细化，强调实践技能

每个教学单元主讲教师在课程内容详细分类基础上进行知识点细化，根据学生学习能力差异针对性地教学。教学过程中，对于事实类知识、概念类知识、程序类知识要求学生记忆、理解，属于教学过程的初级认知，要求全体学生数量掌握；而对于认知类知识，往往通过应用、实践，在过程中进行分析、评价，不限定结果，重在思考如何解决问题，体现教学过程的高级认知体现教学期望差异性，该部分知识点通常在地球物理知识竞赛、各高校地球物理技能勘探大赛中体现应用。除了课堂教学外，在基本理论、采集工序、数字处理、解释部分细化实践环节运用，增加地震波场模拟、野外地震仪器设备认知、地震采集工序模拟和断层解释、特殊地质现象识别等实验内容，使各部分实验环节内容更加充实，保证实践授课与理论教学内容协调一致。

3.3 立足基础，强调创新，培养拔尖人才

在满足大部分学生的课程能力接受程度上，课程团队精心准备研究型与拓展型的学习素材，主要锻炼学生认知自然科学的“形象思维和逻辑思维”能力。各届学生数量大概有10名，占总学生总数10%～15%。对于部分学生，在学习过程中可以通过预约的方式进行单独约课，根据学生个性差异，由教师单独安排拓展资料学习，达到学生个人能力培养目的。同时，在授课课程中，由不同授课教师专业引导学有余力的学生成立课外兴趣小组，兴趣小组成员可以安排进入教师科研项目中进行数据整理分析工作，针对性地锻炼学生的理论与实践应用能力，重点培养学生主动学习的好习惯，为选拔能力更优、更强的拔尖人才打下基础。

4 结语

《地震勘探原理》课程改革在课程组人员的努力下建立起层次化管理框架，分工明确，各层次教师围绕重点课程建设，彼此协调，增强了团队凝聚力。在教学内容上细分教学单元，以提高实践能力效果为目标，建立了授课团队理论教师与实践教师内部协作模式，保证授课内容实践效率；通过阶段化考核体系，强调过程性教学效果，杜绝考前突击混学分现象，强调学生课程参与性；“线上+线下”丰富教学资源可以拓宽学生视野，为学生专业技能培养和继续深造提供参考和明确方向。基于课程组协同授课的教材改革探索，能够适应学生学习能力差异，设定拓展型选学内容，培养了优秀人才。这些课程建设过程中的实践有利推动了教学团队建设，使《地震勘探原理》专业课程的主讲教师与学生均有所收获，提升了教学质量。