新工科背景下油层物理线上线下混合式教学模式探究

莫 非，黄小亮，游君昱，董明达，田 杰

（1.重庆科技学院石油与天然气工程学院 重庆 401331；2.重庆科技学院非常规油气开发研究院 重庆 401331）

随着新兴产业的迅速发展，传统工科的教育理念难以满足我国经济社会发展的需求[1]。2017年，教育部推出了“新工科”建设计划[2]，提出新工科的教学目标要与产业的发展相匹配。石油行业是关系我国能源安全的重要产业，油层物理是石油工程和海洋油气工程等专业的核心课程。由于油层物理的理论深奥、知识点多、实验多、与油田现场结合紧密[3-5]，学生在学习基础知识的同时，难以兼顾工程实践能力和创新能力的提升，难以达到新工科建设的要求[6]。

线上线下混合式教学是把传统课堂的教学优势和线上教学的优势相结合的一种新型教学模式[7-8]。它最大限度地激发了学生的学习自主性，增强了师生间教与学的互动[9-10]，已成为一种日益重要的教学模式[11-12]。在“新工科”建设背景下，如何发挥线上线下混合式教学模式对油层物理教学效果的提升作用，是值得探究的问题[13-14]。

1 油层物理现有教学模式及存在的问题

1.1 现有模式

油层物理现有的教学模式以传统课堂教学为主，慕课教学为辅的方式进行。

油层物理的主要教学方式以传统课堂讲授的方式开展。教师在授课时，采用PPT对基本概念、理论、方法等进行详细的讲解，在课堂上保证绝大多数学生对知识点的理解掌握。油层物理传统课堂教学也与慕课教学进行了结合。教师根据油层物理知识点制作慕课视频，并上传到互联网，学生在课余时间利用慕课视频进行复习，加强了学生对油层物理知识的理解和掌握。

1.2 存在的问题

一是课堂教学以理论教学为主，学生工程应用能力欠缺。油层物理知识点数量多、难度大的特征导致教师需要花费大量时间讲解基本知识点、理论、方法，学生的学习也以消化吸收基础知识为主，对知识的应用无暇顾及。然而，“新工科”建设要求学生在掌握基本原理的基础上，对知识进行工程应用，解决油田现场的实际工程问题。现有的课堂教学难以满足“新工科”对学生工程应用能力的要求。

二是线上慕课没有充分与线下课堂相结合，仅仅作为线下教学内容的重复。现有的油层物理慕课模式相对简单，慕课视频基本是课堂重点教学内容的精炼版。虽然对学生巩固和掌握课堂知识起到了重要的作用，但是，现有的油层物理慕课教学在学生的思维发散、知识应用上的作用乏善可陈。线上慕课对线下课堂的补充和结合方面仍有待提高。

三是线上学习互动模式单一。油层物理的线上学习以慕课视频播放为主，学生的线上互动大多局限于视频下方的留言讨论。一方面，教师难以实时掌握学生的讨论情况，难以有针对性地对学生进行答疑解惑；另一方面，教师难以设置具有针对性的讨论课题，开拓学生的思维。

2 油层物理线上线下混合式教学模式

2.1 混合式教学资源及平台建设

①在线视频模块。将油层物理教学内容按三大知识体系细分为知识点，针对每个知识点，开展在线课件制作、在线视频录制等工作，建立油层物理知识点全覆盖的在线视频体系。

②在线工程案例库模块。针对油层物理的教学内容，建立符合油田现场常规和非常规油气藏的工程教学案例库，以视频、动画等形式将理论知识与工程实际相结合。

③线上测验模块。针对知识点，开展在线习题库建设，学生在观看在线视频后，可自主开展线上测验，对所学知识进行查漏补缺。

④师生交互平台。在油层物理线上学习平台上搭建在线论坛。教师可在论坛上发布课后研讨课题。学生也可在平台上参与课题的线上讨论，并对教师进行在线提问。教师除了能在论坛上为学生答疑之外，还可了解每个学生在线视频的学习进度、线上测验的成绩，针对每位同学的情况开展因材施教。

2.2 教学模式设计

①在线视频、在线工程案例与课堂教学相结合。教师在线下课堂开展理论及实验教学，学生在线上学习平台观看在线视频进行课前预习和课后复习，学生在线学习工程案例，将理论知识应用于工程实践。三者相结合可以突破传统课堂受教学课时、教学空间、教学手段的限制，学生既能扎实地掌握油层物理基础知识，又能提升自己的工程应用能力。

②线上研讨与线下汇报相结合。学生在线上论坛参与油层物理的课后研讨活动，并通过线下课堂集中汇报研讨结果，教师在此过程中对线上研讨进行引导，对线下汇报进行总结和点评，开拓了学生的思维，强化了学生对油层物理知识的综合应用能力。

③线上测验与线下考试相结合。采用线上测验的手段，教师可实时掌握学生每小节的学习情况，通过线下考试，教师能够了解学生对油层物理知识体系的系统掌握和综合应用情况。二者相互结合，加强了教师对教学质量的掌控。

④线上点对点答疑辅导与线下集中答疑辅导相结合。教师可根据线上论坛的学生提问点对点开展答疑辅导，针对多数学生反馈的问题，教师可在线下课堂进行集中答疑辅导，二者相结合，强化了师生间的互动交流（见图1）。

图1 油层物理线上线下混合式课程教学模式

2.3 组织实施

2.3.1 课程组

根据油层物理线上线下混合式课程教学的特征和要求，课程组需要修订教学大纲、授课计划及相应的考核评价体系，安排最具专业性的课程组成员参与相关章节的在线资源库建设工作，为线上线下混合式课程教学奠定坚实的基础。

2.3.2 教师

教师需要对混合式教学设计进行精心准备，制作与教学内容互补的在线教学视频，精心挑选工程案例，有针对性地设计在线测验和在线研讨课题。教师还需在教学过程中及时关注学生的学习动态，积极引导学生的课后研讨，及时对学生进行线上和线下的答疑辅导，推动混合式教学的顺利实施。

2.3.3 学生

学生利用在线视频进行知识的预习和复习，参与在线测验和在线论坛的研讨活动，并在线下课堂中进行知识的深入学习和研讨结果的汇报。在此过程中，学生积极反馈线上线下混合式课程教学的意见和建议，促进混合式教学体系的持续完善。

3 油层物理线上线下混合式教学评价体系

油层物理线上线下混合式教学评价体系需要结合“新工科”建设对人才工程应用能力培养的要求以及油层物理的课程目标来进行构建。因此，在构建油层物理评价体系时，需要将理论知识水平、工程实践能力、实验动手能力三者有机结合起来进行综合评价。油层物理的评价体系由四部分组成：线上学习成绩、课程报告、实验成绩、期末测试，具体情况如表1所示。其中，理论知识水平通过期末测试和线上学习成绩进行评价，工程实践能力通过课程报告和线上学习成绩进行评价，实验动手能力通过实验测试进行评价。

表1 课程评价体系

4 结论

油层物理线上线下混合式教学模式，将传统课堂教学与线上慕课充分结合起来，既发挥了传统课堂教学在理论知识传授方面的优势，又能利用线上丰富的教学资源以及引导式、发散式的教学方法对学生的工程创新能力进行培养。不仅起到了合理分配教学课时的作用，还激发了学生的学习兴趣，增强了师生间的教学互动，更好地提升了学生的油层物理理论水平和工程实践能力，是在“新工科”要求下培养石油领域创新性工程人才的有利途径。