“雨課堂+探究學(xué)習(xí)”教學(xué)模式在“提高采收率原理與方法”課程教學(xué)中的應(yīng)用實踐

張立娟　岳湘安　趙仁保

摘? 要：面對油田企業(yè)對提高采收率領(lǐng)域高級專業(yè)技術(shù)人才的需求、現(xiàn)代信息化技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用及研究生課程改革的必要性，中國石油大學(xué)（北京）采收率教學(xué)團(tuán)隊開展了研究生課程“提高采收率原理與方法”的“雨課堂+探究學(xué)習(xí)”教學(xué)模式教改實踐。團(tuán)隊在教學(xué)中利用雨課堂保持學(xué)生課堂的參與度和學(xué)習(xí)熱情，通過探究學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生自主和協(xié)作學(xué)習(xí)能力，融入多元化的考核方式，使其成為學(xué)生學(xué)習(xí)的動力和壓力?！坝暾n堂+探究學(xué)習(xí)”教學(xué)模式的實施，使課程知識體系和教學(xué)思路更加科學(xué)化、系統(tǒng)化，并有利地促進(jìn)了問題庫和習(xí)題庫建設(shè)、多媒體課件制作及課程考核方式的細(xì)化。

關(guān)鍵詞：雨課堂;課程改革;提高采收率原理;研究生教學(xué)

中圖分類號：G642.0? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）43-0049-03

當(dāng)前，隨著油田的深入開發(fā)，中高滲油藏、稠油油藏、復(fù)雜性油藏如低滲透油藏、復(fù)雜斷塊油藏、高溫高鹽油藏等不同類型油藏最終都將面臨如何提高采收率的問題和挑戰(zhàn)[1]?！疤岣卟墒章试砼c方法（Principle and Method of Enhanced Oil Recovery，PMEOR）”是中國石油大學(xué)（北京）面向油氣田開發(fā)工程、石油與天然氣工程及其他相關(guān)專業(yè)開設(shè)的一門研究生課程，旨在培養(yǎng)油氣田開發(fā)工程方面的高級應(yīng)用型人才中發(fā)揮作用。

一、PMEOR課程的教學(xué)思路與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

（一）PMEOR課程特征與專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域

PMEOR課程是一門涉及提高石油采收率原理、方法和技術(shù)的綜合性課程。該課程具有多學(xué)科交叉性強(qiáng)、信息量多、理論與應(yīng)用并重的特點。近年來，隨著提高采收率方法與技術(shù)發(fā)展的日新月異[2]，與之相關(guān)的驅(qū)油劑研發(fā)和系列化工產(chǎn)品在油田的應(yīng)用，使PMEOR課程的學(xué)習(xí)需求專業(yè)范圍不斷擴(kuò)大，學(xué)習(xí)該課程的研究生專業(yè)已拓寬到化學(xué)工程與技術(shù)、海洋油氣工程、材料與化工、資源與環(huán)境、油氣井工程等專業(yè)。此外，當(dāng)前學(xué)術(shù)碩士和專業(yè)碩士以及本博一體化的培養(yǎng)方式，使課程的學(xué)習(xí)對象進(jìn)一步擴(kuò)寬，已由校內(nèi)全日制研究生擴(kuò)展到油田非全日制研究生及博士研究生。

（二）PMEOR課程教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)思路設(shè)計

研究生的PMEOR課程教學(xué)目標(biāo)是讓學(xué)生掌握主要EOR技術(shù)的原理，了解EOR技術(shù)的前沿進(jìn)展，培養(yǎng)分析和解決EOR技術(shù)問題的能力，奠定提高采收率理論和技術(shù)研究的基礎(chǔ)。因此，研究生的PMEOR課程教學(xué)思路是從油藏和石油儲層特點、水驅(qū)開發(fā)后驅(qū)油效率和波及效率低的問題出發(fā)，基于水驅(qū)不同階段的防水、控水及冶水的全過程，認(rèn)識油藏開發(fā)全生命周期的一體化提高采收率技術(shù)，明確改善水驅(qū)提高采收率技術(shù)原理，掌握強(qiáng)化提高采收率技術(shù)的原理，了解提高采收率的相關(guān)實驗方法和幾類典型油藏中提高采收率技術(shù)的應(yīng)用。如圖1所示。

（三）PMEOR課程教學(xué)內(nèi)容

基于PMEOR課程的教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)思路，主要的教學(xué)內(nèi)容包括緒論、石油儲層性質(zhì)、提高水驅(qū)采收率的方法、EOR相關(guān)的實驗方法、EOR技術(shù)原理與技術(shù)發(fā)展前沿、幾類典型油藏提高采收率技術(shù)的應(yīng)用等。緒論部分主要介紹提高采收率的意義，并簡述提高采收率技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀。在石油儲層性質(zhì)方面主要講授石油儲層的微觀結(jié)構(gòu)和宏觀結(jié)構(gòu)，明確水驅(qū)開發(fā)的特點和水驅(qū)開發(fā)后提高采收率的潛力，在此基礎(chǔ)上講授提高水驅(qū)采收率的方法。EOR相關(guān)的實驗方法部分，重點介紹如何通過實驗方法研究和評價驅(qū)油劑提高驅(qū)油效率的能力與提高波及效率的能力及在油藏中注入及驅(qū)油的效果。EOR技術(shù)中驅(qū)油劑或調(diào)剖劑在油藏中良好的驅(qū)油性能是成功實施EOR技術(shù)的前提。EOR技術(shù)原理與技術(shù)發(fā)展前沿部分，主要介紹化學(xué)驅(qū)油技術(shù)、氣驅(qū)技術(shù)、深部調(diào)剖技術(shù)、熱力采油技術(shù)及其它提高采收率技術(shù)，如微生物采油和物理法等采油技術(shù)，重點講授技術(shù)原理、適用性、應(yīng)用情況、問題及新進(jìn)展。在幾類典型油藏提高采收率技術(shù)的應(yīng)用部分主要研討提高采收率技術(shù)在低/超低滲透油藏、中高滲高含水油藏和稠油油藏的應(yīng)用。

二、“雨課堂+探究學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式與教改實踐

PMEOR課程是理論課，兩年前，一直采用板書為主、多媒體為輔的教學(xué)方式。教師作為課程的主導(dǎo)者，學(xué)生作為參與者。這種教學(xué)方式的優(yōu)點是教學(xué)內(nèi)容講解系統(tǒng)化較好，所涉及的教學(xué)內(nèi)容可以做到精講;缺點是學(xué)生所獲得的信息量有限，實踐的機(jī)會少。當(dāng)前，信息化手段的發(fā)展和應(yīng)用，極大地促進(jìn)了課堂教學(xué)多樣化教學(xué)模式的發(fā)展，基于互聯(lián)網(wǎng)平臺的線上教學(xué)博得了廣大學(xué)生的喜愛。其中，雨課堂是線上教學(xué)中一個比較穩(wěn)定且應(yīng)用較廣的教學(xué)平臺。

（一）雨課堂教學(xué)方式的引入

雨課堂具有立體化的特點，是一種基于手機(jī)微信端和辦公軟件PPT多媒體來支持師生互動的新型智慧教學(xué)工具[3]。如何讓學(xué)生像教師一樣充滿熱情地學(xué)習(xí)，需要教師在教學(xué)過程中給予學(xué)生更多實踐和互動的機(jī)會。雨課堂將復(fù)雜的信息技術(shù)手段融入PPT多媒體和微信中，在課外預(yù)習(xí)與課堂教學(xué)間建立溝通橋梁。使用雨課堂時，教師可以將帶有視頻、習(xí)題、語音的課前預(yù)習(xí)課件推送至學(xué)生手機(jī)，使師生及時溝通反饋。課堂上實時答題、彈幕互動，能使學(xué)生專注度大大提高。雨課堂科學(xué)覆蓋了課前、課上、課后的每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，為師生提供完整立體的數(shù)據(jù)支持。

（二）探究學(xué)習(xí)教學(xué)方式改革

探究學(xué)習(xí)的教學(xué)方式使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中成為主導(dǎo)者[4]。如何讓學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)樽灾鲗W(xué)習(xí)，這就需要讓學(xué)生自己直接面對問題，自己去嘗試尋求解決問題的辦法，從而發(fā)揮學(xué)生主動性，讓學(xué)生將自學(xué)變?yōu)榱?xí)慣，提高解決問題的能力。問題探究教學(xué)模式是在教師引導(dǎo)下由教師提出問題，調(diào)動學(xué)生探究問題的積極性，將學(xué)生置于主體地位，讓學(xué)生通過獨立思考、交流討論、查閱資料等形式，聯(lián)系所學(xué)知識，歸納問題的核心，找到解決的問題方法和概括總結(jié)出一般原理等，從中培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新性的思維能力。在問題探究式教學(xué)過程中，教師要精選問題，把握好“量”“強(qiáng)”“難”的度，吸引學(xué)生的興趣。

（三）“雨課堂+探究學(xué)習(xí)”的課堂教學(xué)實踐

1. 建設(shè)問題庫和習(xí)題庫。教學(xué)團(tuán)隊成員分別對提高采收率研究領(lǐng)域中普遍關(guān)注的問題整理與歸類、開展習(xí)題、測試題目的編制及油田應(yīng)用案例的調(diào)研和總結(jié)。經(jīng)過分類與梳理，分別形成雨課堂中知識點練習(xí)所用的習(xí)題庫和探究思維訓(xùn)練所用的問題庫。習(xí)題庫中的問題是面向?qū)W習(xí)課程的全部學(xué)生，用于課上參與回答的。素材是以WORD格式呈現(xiàn)，目的是強(qiáng)化課程知識點。基于雨課堂教學(xué)特點，分別設(shè)置了判斷題、選擇題和填空題三類題型，從而加深學(xué)生對提高采收率原理知識點的理解。問題庫是面向單個學(xué)生或根據(jù)學(xué)生所在的學(xué)院、專業(yè)進(jìn)行分組的學(xué)生，在課下以作業(yè)的形式下發(fā)，需要以個人或小組的方式單獨交給老師。老師在課下批閱，找出典型的作業(yè)，根據(jù)探究問題的不同，課上展現(xiàn)方式不同。一種方式是老師在課上進(jìn)行點評總結(jié)，另一種方式是學(xué)生在PPT匯報后研討。PMEOR課程教學(xué)中問題庫主要包括三類探究類問題：提高采收率領(lǐng)域前沿?zé)狳c類問題;提高采收率科學(xué)問題的研究方法類問題;提高采收率技術(shù)應(yīng)用類問題。

2. 制作基于雨課堂的多媒體課件。采收率教學(xué)團(tuán)隊結(jié)合PMEOR課程教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)行了課件結(jié)構(gòu)設(shè)計，注重課件在設(shè)計上的直觀性、邏輯性、層次性和互動性。在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊重點開展了課前預(yù)習(xí)材料制作、課上主體教學(xué)內(nèi)容制作和課下學(xué)習(xí)材料制作，有效提升教學(xué)知識傳播的效果。因此，科學(xué)高效地制作課件使課件本身可以體現(xiàn)學(xué)生對知識點的理解，反饋學(xué)生課下作業(yè)的完成情況、反映學(xué)生對探究問題的思考，避免學(xué)生因為課件設(shè)計不夠精細(xì)、缺乏互動性、缺少技術(shù)性和缺乏創(chuàng)新性等問題而影響學(xué)習(xí)效果。

3. 優(yōu)化課程考核。PMEOR課程教學(xué)中以形式多樣化考核方式代替單一刻板的考核方式，更有激勵作用。PMEOR課程教學(xué)實踐中注重學(xué)習(xí)過程中的考核，主要采取以下幾種方式：在平時成績部分增加成績比例，平時成績由以往的10%增加至40%;在過程環(huán)節(jié)考核上增加探究類問題作業(yè)、雨課堂預(yù)習(xí)和隨機(jī)測試等成績構(gòu)成;在期末試題上增加思維開放性題目。題目本身沒有統(tǒng)一的答案，教師通過綜合開放性題目加強(qiáng)學(xué)生對油田開發(fā)中提高采收率問題的理解、提高采收率技術(shù)原理的掌握及相關(guān)技術(shù)研究與應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的了解。

三、PMEOR課程的后續(xù)建設(shè)路徑

（一）跟蹤完善教學(xué)內(nèi)容

1. 教學(xué)內(nèi)容融入思政元素。2020年教育部印發(fā)的《高等學(xué)校課程思政建設(shè)指導(dǎo)綱要》指出，專業(yè)教育課程要根據(jù)專業(yè)特點和育人目標(biāo)，增加課程的知識性、人文性，提升引領(lǐng)性、時代性和開放性[5]。教師可結(jié)合PMEOR課程特點和石油工業(yè)發(fā)展需求，以鐵人王進(jìn)喜、新時期鐵人王啟民、大慶新鐵人李新民等眾多先進(jìn)典型事例，樹立學(xué)生正確的學(xué)術(shù)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生勇于探索和鉆研的精神。

2. 更新教學(xué)內(nèi)容。提高采收率是油田開發(fā)永恒的主題，面對國內(nèi)外油田對提高采收率技術(shù)需求的快速增長，提高采收率理論與技術(shù)研究不斷深化和量化。教師應(yīng)及時將國內(nèi)外提高采收率理論與技術(shù)的最新研究成果融入PMEOR課程，始終保持課程的新鮮度。

（二）持續(xù)優(yōu)化課件設(shè)計

從課程的內(nèi)容、體系、邏輯和實踐四個方面出發(fā)，進(jìn)一步完善課件設(shè)計。根據(jù)學(xué)生課上學(xué)習(xí)、課后答疑、結(jié)課后反饋及已到油田工作的學(xué)生的體會，進(jìn)一步理清課程重點、難點及問題點內(nèi)容的課件設(shè)計，加強(qiáng)課程內(nèi)容的可看懂性、可讀懂性和可理解性。

（三）編寫教學(xué)相適應(yīng)的教材

截至2020年12月，國內(nèi)外有關(guān)提高采收率原理方面的教材、著作較多，大多針對石油高校本科生參考使用，目前國內(nèi)還沒有適合作為PMEOR課程的研究生教材。為滿足研究生教學(xué)需要，后續(xù)根據(jù)本門課的教學(xué)內(nèi)容，中國石油大學(xué)（北京）采收率教學(xué)團(tuán)隊將開展《提高采收率原理與方法》研究生教材編寫工作。

兩年來的PMEOR研究生課程教學(xué)改革實踐表明，“雨課堂+探究學(xué)習(xí)”教學(xué)模式有助于學(xué)生在獲取知識過程中迸發(fā)出思想的火花，在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力方面初見成效。“雨課堂+探究學(xué)習(xí)”教學(xué)模式的實施，使課程知識體系和教學(xué)思路更加科學(xué)化、系統(tǒng)化，并有利地促進(jìn)了問題庫和習(xí)題庫建設(shè)、多媒體課件制作及課程考核方式的細(xì)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 袁士義，王強(qiáng). 中國油田開發(fā)主體技術(shù)新進(jìn)展與展望[J]. 石油勘探與開發(fā)，2018，45（04）：657-667.

[2] 王銳，倫增珉，呂成遠(yuǎn)，等. 中外提高采收率新技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 油氣地質(zhì)與采收率，2021，28（05）：81-86.

[3] 段瑋，姜濤. “雨課堂”在“技術(shù)經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用與思考[J]. 教育教學(xué)論壇，2021，29（07）：141-144.

[4] 熊明國，李晶晶. 問題探究在主動式課堂教學(xué)模式中的應(yīng)用研究[J]. 科教文匯（中旬刊），2020（11）：68-69+72.

[5] 高山山. 高校理工學(xué)科專業(yè)課程思政體系建設(shè)探討[J]. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2021，42（11）：142-143.

（責(zé)任編輯：淳潔）

基金項目：中國石油大學(xué)（北京）研究生教育質(zhì)量與創(chuàng)新工程項目“《提高采收率原理與方法》基于雨課堂和問題探究式教學(xué)模式的課程改革”（項目編號：yjs2020027）。

作者簡介：張立娟（1977—），女，博士，中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院講師，研究方向：提高采收率理論與技術(shù);岳湘安（1957—），男，博士，中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院教授，研究方向：提高采收率理論與技術(shù);趙仁保（1971—），男，博士，中國石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院教授，研究方向：稠油火驅(qū)及提高采收率理論與方法。