跨專業(yè)性質(zhì)的滲流物理基礎(chǔ)課程建設(shè)與改革

[摘 要]課程建設(shè)品質(zhì)關(guān)系人才培養(yǎng)質(zhì)量，為提高資源勘查工程專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量，西南石油大學(xué)對滲流物理基礎(chǔ)課程進行了建設(shè)與改革。該研究從學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)目標出發(fā)，分析了該課程的開課背景及跨專業(yè)屬性；基于該課程的開課現(xiàn)狀研究了該課程在建設(shè)過程中存在的主要問題及解決措施，利用達成度指標對3年以來的課程建設(shè)與改革效果進行了評價；結(jié)果認為該課程建設(shè)與改革取得了良好的效果，達到了規(guī)定的畢業(yè)要求。該課程建設(shè)與改革經(jīng)驗，可為其他類似的跨專業(yè)課程建設(shè)與改革提供參考。

[關(guān)鍵詞]滲流物理；資源勘查工程；課程建設(shè)；課程改革

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）01-0080-03

西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院資源勘查工程專業(yè)始建于1958年，前身為西南石油大學(xué)建校之初的石油地質(zhì)勘探四年制本科專業(yè)。1999年根據(jù)國家教委專業(yè)目錄調(diào)整要求，專業(yè)更名為“資源勘查工程”。2008年獲批為國家級特色專業(yè)建設(shè)點。目前，本專業(yè)年招生162名，在校生793名。

該專業(yè)的培養(yǎng)目標要求在石油與天然氣等資源的勘查、開發(fā)（開采）與管理等領(lǐng)域培養(yǎng)適應(yīng)我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高級工程技術(shù)人才。因此，2013年該專業(yè)開始開設(shè)油層物理、地下油氣滲流力學(xué)等石油工程專業(yè)基礎(chǔ)課程，為學(xué)生畢業(yè)后有能力從事油氣田開發(fā)的相關(guān)工作打下基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)科專業(yè)建設(shè)與改革的基本要求，在課程建設(shè)與改革過程中需進行有目的的取舍，做到科學(xué)合理、有機綜合、刪繁就簡、重點突出、重于實用、增強復(fù)合型功能[1-3]?？紤]到與石油工程專業(yè)本科生課程學(xué)習(xí)要求有差異，結(jié)合西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)實際，將油層物理和地下油氣滲流力學(xué)這兩門課程整合為一門課程，即滲流物理基礎(chǔ)。該課程由地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院管理，石油與天然氣工程學(xué)院的相關(guān)教師授課及負責(zé)課程建設(shè)，具有跨專業(yè)性質(zhì)。本文通過展示3年來滲流物理基礎(chǔ)的課程建設(shè)狀況、存在的問題、所采取的措施及效果評價，試圖為國內(nèi)其他兄弟高校的資源勘查工程專業(yè)建設(shè)與改革或者其他類似的跨專業(yè)課程建設(shè)與改革提供借鑒。

一、課程簡況

西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)滲流物理基礎(chǔ)課程開課時間為每年秋季的9、10月份，授課對象為大學(xué)本科三年級學(xué)生，48個學(xué)時（含4個學(xué)時實驗課），3個學(xué)分。使用的教材為何更生、唐海主編的《油層物理（第二版）》[4]和李曉平主編的《地下油氣滲流力學(xué)（第一版）》[5]兩本教材。開設(shè)的實驗課程為“巖石孔隙度測定實驗”和“巖石滲透率測定實驗”。每年授課3個班，學(xué)生人數(shù)約250人，其中包括部分轉(zhuǎn)專業(yè)學(xué)生、專升本學(xué)生、修雙學(xué)位的學(xué)生及重修生。截至目前，已對資源勘查工程2011級、2012級和2013級學(xué)生開過滲流物理基礎(chǔ)課程。

二、課程建設(shè)中發(fā)現(xiàn)的問題及解決措施

（一）課程教學(xué)存在較大困難

1.缺乏合適的專業(yè)教材

能調(diào)研到的滲流物理教材有1987年由陳亙賢編著的《油藏滲流物理基礎(chǔ)》[6]和2013年6月由陳軍斌等編著的《滲流力學(xué)與滲流物理》[7]。《油藏滲流物理基礎(chǔ)》教材是針對石油技工學(xué)校學(xué)生課程編寫的，內(nèi)容少，理論基礎(chǔ)不夠，不能滿足本科層次教學(xué)需要。《滲流力學(xué)與滲流物理》實際上是一本滲流力學(xué)專著（見表1），書名中的“滲流物理”指的是油氣滲流的物理過程，而西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)的滲流物理基礎(chǔ)課程中的“滲流物理”不僅包括油氣滲流的物理過程，還包括儲層巖石、儲層流體的基本物理特性，即涵蓋滲流力學(xué)和油層物理這兩門課程的知識體系。此外，從《滲流力學(xué)與滲流物理》教材內(nèi)容來看，其滲流力學(xué)理論知識偏多、偏難，適合于石油工程專業(yè)的本科教學(xué)，不適合于資源勘查工程專業(yè)的教學(xué)。

2.面臨“上課難”和“聽課難”的兩難困境

首先，課程教學(xué)安排不合理。根據(jù)滲流物理基礎(chǔ)課程教學(xué)目標，需要讓學(xué)生掌握滲流力學(xué)和油層物理這兩門課程的基礎(chǔ)知識，導(dǎo)致教學(xué)教材信息量與48學(xué)時的課堂教學(xué)學(xué)時嚴重不匹配。其次，學(xué)生前期基礎(chǔ)知識薄弱。此課之前，學(xué)生未學(xué)過石油工程概論及工程流體力學(xué)等基礎(chǔ)課程，均不知“油井、氣井”“黏度”等為何物，許多學(xué)生以為石油和煤一樣是被挖出來的。當任課教師試圖講解許多不該本課程講的基本概念以及試圖拓展更多知識時，發(fā)現(xiàn)無法在規(guī)定的學(xué)時內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。再次，未實行小班上課，導(dǎo)致教學(xué)效果不理想。因此，滲流物理基礎(chǔ)課程教學(xué)面臨教師“上課難”和學(xué)生“聽課難”的兩難困境：講太快，學(xué)生聽不懂；講太慢，無法完成教學(xué)任務(wù)；講太淺，教師擔(dān)心知識傳授不到位；講太深，學(xué)生缺乏相應(yīng)的專業(yè)基礎(chǔ)知識。

（二）授課對象的意見反饋

通過課后訪談了解了開課學(xué)生對滲流物理基礎(chǔ)課程的看法、學(xué)習(xí)興趣與積極性。該課程的開設(shè)使學(xué)生接觸到石油工程專業(yè)的基礎(chǔ)知識，大部分學(xué)生都表示喜歡這門課程。例如，某學(xué)生甲說：“大一時轉(zhuǎn)專業(yè)考試未考進石油工程專業(yè)，沒想到大三時還能學(xué)到石油工程的相關(guān)課程”。還有些學(xué)生學(xué)完滲流物理基礎(chǔ)這門課程后，對油氣藏如何開發(fā)與開采仍然存在許多好奇與疑問，通過交流發(fā)現(xiàn)其實他們很想學(xué)習(xí)鉆井工程、采油工程和油藏工程這些石油工程主干課程的相關(guān)知識，只是他們不知道這些課程名字而已。同時，也有少部分學(xué)生表示不喜歡這門課程，主要是因為之前沒有學(xué)過石油工程概論、工程流體力學(xué)等相關(guān)課程，許多學(xué)生聽得似懂非懂，于是就逐漸喪失學(xué)習(xí)興趣。另外，還有個別學(xué)生表示只喜歡油層物理課程，不喜歡滲流力學(xué)課程。例如某學(xué)生乙說：“高中時我都不喜歡力學(xué)，看到滲流力學(xué)教材上全是公式與偏微分方程，深感困難?！泵磕晟险n初期，大多數(shù)學(xué)生雖然都說想學(xué)好滲流物理基礎(chǔ)這門課程，也表現(xiàn)出對該課的學(xué)習(xí)興趣與積極性，但當面對382頁的《油層物理》教材和181頁的《地下油氣滲流力學(xué)》教材時，就對如何能學(xué)好這門課程有焦慮感。

（三）提高課程建設(shè)質(zhì)量的有效措施

1.加快《滲流物理基礎(chǔ)》新教材的編寫與出版endprint

2013年滲流物理基礎(chǔ)課程教學(xué)工作結(jié)束后，各班任課教師總結(jié)上課心得體會，邀請學(xué)校資深離退休教授共同討論課程建設(shè)規(guī)劃與改革。2014年春季啟動《滲流物理基礎(chǔ)》新教材的編寫計劃，成立教材編寫小組，由4位教師分工合作，2015年完成了教材初稿合稿，2016年春季學(xué)期完成了教材統(tǒng)一格式編排和校對工作，接著提交主管部門審批，并交付校內(nèi)印刷廠印刷。在編寫新教材的過程中，根據(jù)2014年和2015年的課程教學(xué)情況，教材編寫小組成員實時交流、調(diào)整教材內(nèi)容。新編教材圍繞油氣滲流的巖石物理基礎(chǔ)、流體物理基礎(chǔ)、力學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)及油藏工程基礎(chǔ)等幾個基礎(chǔ)知識點，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，精簡化設(shè)計教材總章數(shù)目及各章題目名稱，著重體現(xiàn)基礎(chǔ)性的教學(xué)內(nèi)容。新編的《滲流物理基礎(chǔ)》教材（見表2）共分6章，各章節(jié)在內(nèi)容篇幅上對《油層物理（第二版）》和《地下油氣滲流力學(xué)（第一版）》兩本教材做了精心的整合與修改，特別在教材難度和深度上進行了精簡設(shè)計，著重講解基本的物理背景、概念、原理及工程應(yīng)用意義，以利于資源勘查工程專業(yè)本科學(xué)生的學(xué)習(xí)。根據(jù)西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)課程設(shè)置情況，因未專門開設(shè)油藏工程基礎(chǔ)課程，在新編教材中增加了一章“油藏工程基礎(chǔ)”內(nèi)容（見表2），將滲流物理基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)的“最終應(yīng)用”落到實處，同時也能回答學(xué)生經(jīng)常提出的“不知學(xué)了有什么用”的問題。此外，新增了附錄章，講解兩個基本的教學(xué)實驗內(nèi)容?？紤]到巖石孔隙度測定實驗相對簡單，將“巖石孔隙度測定實驗”替換為“不可壓縮液體平面徑向流實驗”。

新編的《滲流物理基礎(chǔ)》教材可能還存在一些問題，需要經(jīng)過幾年的校內(nèi)試用，不斷修改、完善后方能出版和推廣使用。

2.加強滲流物理基礎(chǔ)課程的管理與調(diào)控

2013年為滲流物理基礎(chǔ)課程教學(xué)工作首次實踐年，課程建設(shè)處于“無人管”的狀態(tài)，教學(xué)大綱導(dǎo)致各任課教師在課程教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)深度、教學(xué)進度上均存在一定的差異。2014年初為了加強滲流物理基礎(chǔ)課程的管理與調(diào)控，確定了課程建設(shè)負責(zé)人。課程建設(shè)負責(zé)人主要負責(zé)聯(lián)系學(xué)生課代表、各任課教師、實驗教師及學(xué)院教學(xué)管理部門，及時匯總及傳遞信息，組織小組交流討論，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題，以提高課程建設(shè)質(zhì)量。2014年春季學(xué)期確定了教學(xué)大綱，統(tǒng)一了課程教學(xué)的主要內(nèi)容、教學(xué)深度與教學(xué)進度。根據(jù)2014年的課程教學(xué)情況，2015年又在教學(xué)深度和考試難度上做了一些調(diào)整，在能保證學(xué)生掌握該課程知識的基礎(chǔ)上，切實提高學(xué)生的專業(yè)技術(shù)水平。2016年春季，根據(jù)新編教材內(nèi)容，重新擬定了新的教學(xué)大綱。

3.探索了一些提高課程教學(xué)效果的方法

除了使用一些啟發(fā)式、探究式、討論式、參與式等[8-9]教學(xué)方法和手段外，通過建立QQ群和微信群，及時與學(xué)生交流，著重強調(diào)與學(xué)生的心靈溝通，減少他們的學(xué)習(xí)困惑與畏難心理，倡導(dǎo)自主式的學(xué)習(xí)風(fēng)氣。根據(jù)滲流物理基礎(chǔ)課程內(nèi)容多、信息量大的特點，采取多種方式強化第二課堂的學(xué)習(xí)。例如要求學(xué)生必須課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)；每周定時定點安排課后答疑與輔導(dǎo)；學(xué)生隨時預(yù)約任課教師，到教師辦公室答疑。

綜上，針對滲流物理基礎(chǔ)課程的開課特點，通過不斷努力，已解決了該課程建設(shè)存在的主要問題，提升了課程建設(shè)質(zhì)量。

三、課程建設(shè)與改革效果評價

在上滲流物理基礎(chǔ)課程之前，學(xué)生已學(xué)了普通地質(zhì)學(xué)、古生物學(xué)與地層學(xué)及普通巖石學(xué)等地質(zhì)專業(yè)課程，為滲流物理基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)打下了地質(zhì)專業(yè)基礎(chǔ)，但是學(xué)生對地層巖石的認識處于一個“靜的狀態(tài)”，滲流物理基礎(chǔ)課程卻給學(xué)生一個“動的感覺”。可以說，滲流物理基礎(chǔ)課程打開了學(xué)生認識儲層巖石微孔孔隙結(jié)構(gòu)特性，孔隙內(nèi)油、氣、水流體特性以及地下多孔介質(zhì)儲層滲流特性的“眼睛”，開闊了學(xué)生的視野，激發(fā)了學(xué)生對油氣田開發(fā)與開采相關(guān)知識學(xué)習(xí)的興趣。

2016年西南石油大學(xué)資源勘查工程專業(yè)申請中國工程教育專業(yè)認證，滲流物理基礎(chǔ)課程支撐畢業(yè)要求2.2指標點“掌握油氣資源勘探開發(fā)工程基礎(chǔ)知識”，該畢業(yè)要求指標點由滲流物理基礎(chǔ)、鉆井與完井工程基礎(chǔ)和采油工程基礎(chǔ)三門課支撐，支撐權(quán)重分別為0.4、0.3和0.3。因此，滲流物理基礎(chǔ)課程支撐該畢業(yè)要求指標點的權(quán)重系數(shù)最高，亦即達成度目標值最高。根據(jù)認證評估的課程達成度[10-11]指標計算結(jié)果（見表3）：2013年課程建設(shè)達成度為0.281，達到達成目標值的70.25%；2014年課程建設(shè)達成度為0.33，達到達成目標值的82.5%；2015年課程建設(shè)達成度為0.304，達到達成目標值的76%。2013年為第一次開設(shè)滲流物理基礎(chǔ)課程，任課教師對學(xué)生的基礎(chǔ)狀況、授課進度、重難點講解取舍等處于探索階段，表現(xiàn)為課程達成度計算結(jié)果偏低。2014年因加強了課程管理與調(diào)控，課程建設(shè)達成度得到了明顯的提升。2015年達成度又較2014年低的原因是在2014年教學(xué)效果明顯改善的基礎(chǔ)上，為提高學(xué)生的專業(yè)認知水平，增加了教學(xué)深度和考題難度?？傊?，3年的滲流物理基礎(chǔ)課程建設(shè)均達到了資源勘查工程專業(yè)學(xué)生的畢業(yè)要求，可以說取得了良好的效果。

3年的課程建設(shè)與教學(xué)實踐表明，滲流物理基礎(chǔ)課程已獲得了西南石油大學(xué)資源勘查工程各年級學(xué)生的認可，也獲得了西南石油大學(xué)教務(wù)處、教學(xué)發(fā)展規(guī)劃與評估處、地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院和石油與天然氣工程學(xué)院的各級領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)專家的認同。資源勘查工程專業(yè)學(xué)科發(fā)展已離不開滲流物理基礎(chǔ)的課程建設(shè)。

四、結(jié)語

滲流物理基礎(chǔ)課程建設(shè)任重道遠，需要經(jīng)過多年堅持不懈的努力，方能將該課程打造成校級、省級乃至國家級精品課程。高等教育改革的最終目的是培養(yǎng)更多高素質(zhì)的人才[12-13]，希望通過本課程的建設(shè)與改革，為國家培養(yǎng)出更多、更優(yōu)的高級工程技術(shù)人才。

[ 參 考 文 獻 ]

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[責(zé)任編輯：龐丹丹]endprint