渗流力学线上线下混合式教学改革与探索

2023-12-26廖凯万涛

创新创业理论研究与实践 2023年22期

廖凯，万涛

（中国石油大学（北京）克拉玛依校区石油学院，新疆克拉玛依 834000）

如何使石油工程专业教育更加符合人才培养的内在规律和石油工程教育的科学内涵，已经成为石油院校应用型人才培养面临的新课题[1]。渗流力学是面向石油工程专业的核心基础课程，与所有石油工程专业学科之间都存在交叉，在学生知识能力培养和知识体系建构中起着承上启下的作用[2]。然而，渗流力学课程内容十分抽象，研究对象是深埋地下的岩石多孔介质，以及蕴含其中的混合流体，兼具理论推导繁多、计算公式复杂等特点，致使学生普遍反馈“难学”[3]。传统的教学方式缺乏对学生能力的针对性培养，学生结课后参加“大创项目”的创新能力不足，解决复杂工程问题的实践能力欠缺[4]。

目前，线上教学平台凭借覆盖面广、自由度高、信息量丰富等优点得到了广泛应用[5-7]，因而，有必要将传统课堂面对面教学的直观、互动优势，与线上教学的灵活性、多样化等特点有机融合，更好地激发学生学习、实践和创新的热情。为此，教学团队基于渗流力学课程特点，以学校2020-2023 学年渗流力学课程的本科生为调查对象，分析教学现状及存在的主要问题，逐一完善线上学习资源、线下授课方式以及课程考核体系，提高教学质量，也为其他同类型课程的线上线下融合式教学工作提供了参考。

1 课程教学现状分析与存在的问题

1.1 线上教学准备不足，实施效果欠佳

从最初的网校发展到当前移动直播授课模式，课程学习已与互联网密切相关[8]。然而，在前期教学实践中，也暴露出授课过程难以掌控、学习效果欠佳的问题[9-10]。调查发现：一些学生没有认真参与直播授课学习；留言板、讨论区等线上互动模块的使用者主要是主动性强的学生，其他学生参与度低；使用直播回放功能的学生不多。

1.2 线下教学方法单一，课堂学习气氛沉闷

渗流力学综合了高等数学、油层物理、流体力学等多个学科的基础知识，理论性强、逻辑严密、公式推导多，学生学习难度大，加上以板书为主的传统授课方式，学生处于被动学习状态，并不能完全理解知识点的本质内涵及前后联系，更难以应用与拓展理论知识[11]。部分学生难以自主建立数学模型和灵活应用所学知识。

1.3 理论知识与生产实践脱节，亟须优化考核方式

传统教学以教材内容传授为主线，最终考核成绩由过程成绩（占比30%）+实验成绩（占比10%）+期末考试成绩（占比60%）组成，其中，过程成绩由考勤率（占比10%）+作业（占比20%）组成。以“标准答案”考核的作业、实验报告和考试成绩占比高达90%，故而学生为了获得高分，精力大多用在记忆答案和考前突击复习，难以激发求知欲，知识内化与应用能力不强[12-13]。

2 基于线上线下混合模式的课程教学改革与应用

针对以上问题，教学团队以培养石油工程专业应用型人才为目标，通过线上云课程资源的整合、线下项目式翻转课堂向传统课堂的融合以及考核体系的重构，形成一套完整有序、切实可行的渗流力学课程教学改革模式。

2.1 线上云课程资源的整合

基于近年来渗流力学课程的线上教学实践，教学团队不断丰富网络平台教学资源，拓宽学生信息反馈渠道，形成“课前引入-课中反复学习-课后巩固与反馈”的线上教学模块。

（1）课前--云端问题引入。

教学团队已基于学习通平台搭建了渗流力学线上课堂，并以问题引入形式，针对该课程五大章节分别自行录制了微视频（例如“渗流数学模型由哪些要素组成”“怎样解决复杂边界条件下的多井干扰问题”等），视频时长10～15 min，以激发学生学习兴趣为主。同时，建立课程微信群，将多媒体课件、电子教材等资料提前发送给学生并下发预习任务，要求学生观看微视频，通过线上平台学习打卡、线下课堂提问与讨论等形式确保学生的参与度，用任务来驱动学生预习，锻炼学生的自主学习能力。

（2）课中--录屏反复观摩。

虽然慕课、爱课程等网络平台也开放渗流力学线上课程，但在课件设计、参考教材、教学内容侧重点等方面存在较大差异。渗流力学课程于2023 年春季学期成功获评校级精品课程，教学团队所有教师共同录制了56 学时（理论课50 学时+实验课6 学时）的完整教学视频，1∶1 还原线下课堂，并将其全部上传至学习通平台。学生可以随时随地在线上教学平台观看教学视频，并根据自身知识掌握情况反复学习。

（3）课后--云端巩固与反馈。

每次课后，教师及时在学习通平台发布章节作业和完成的截止时间。作业包含教材经典习题和案例分析两种类型，经典习题通过标准答案考核，案例分析则采用非标准答案的评价体系，着重考查学生对知识点活学活用的能力。同时，教师引导学生使用平台的留言板和讨论区功能进行信息反馈，掌握学生对教学内容的学习情况，及时调整授课计划，有的放矢地开展教学工作。

2.2 线下项目式翻转课堂与传统课堂的融合

线上教学资源的辅助作用可以为线下课堂节约更多课时，教师能够采用翻转课堂进行教学。教学团队将知识点与工程案例相结合，拆解子项目任务，将其作为学生小组开展研讨、专题报告的主题，探索出“项目案例驱动-小组分工协作”的线下教学模式。

（1）项目案例驱动--激发实践热情。

通过具体的工程案例分析，加强学生对知识的理解及综合应用，在真实工况下引导学生观察现象、提炼问题、挖掘本质规律，进而培养学生的科学精神和创新思维。比如，讲授渗流力学“水平井近井渗流特征”章节时，可以使用主流油藏模拟软件建模，向学生直观对比直井模型渗流场与水平井模型渗流场的差异，并在课后将建模流程上传至学习通平台，鼓励学生自主操作，深刻理解水平井生产过程中的渗流规律。

（2）小组分工协作--挑战复杂问题。

渗流力学翻转课堂的目的在于让学生参与课堂活动，提高学生运用渗流力学知识分析与解决问题的能力。为此，选取合适内容，开展翻转课堂教学，具体实施方式分为2 步：一是小组研讨，将班级学生分为数个小组，各小组自主选题并提出解决方案，以PPT 答辩形式进行学生互评，锻炼学生的综合素养；二是教师将复杂项目案例拆解为数个子项目，学生仍以小组为单位分工协作，通过调研报告形式提交任务，培养学生检索资料、团队协作的能力。

2.3 课程考核体系的重构

为了实现线上线下混合式教学改革的可持续发展，有必要配套全过程、多元化的综合考核方式，以准确把握学生的学习情况。为此，教学团队重新构建了一套“非标准化”考核体系，对成绩比例、内容要素和评分标准做了进一步优化，“非标准化”考核比例提升至45%，具体情况见表1。经调查发现，教与学双方的交流频率明显提高，有效激发了学生的学习热情，结课后的学生评教满意度也大幅提升。