油層物理學課后作業(yè)現(xiàn)狀及改進探索

鄒 杰 陳克勇 侯大力 謝潤成 黃 亮

（成都理工大學能源學院 四川·成都 610059）

0 引言

油層物理學是石油工程專業(yè)的一門專業(yè)必修課，既是滲流力學、采油工程、鉆井工程、油藏工程等后續(xù)課程學習的基礎，又與石油工程的現(xiàn)場應用緊密聯(lián)系，對本專業(yè)的學生培養(yǎng)有重要意義[1]。油層物理學具有涉及知識面廣、機理深、應用性強的特點[2]。課程內(nèi)容不僅包含物理化學相關(guān)知識，比如測比表面積的氮氣吸附法、氣體的相態(tài)變化[3]，也包含高等數(shù)學相關(guān)知識，比如利用微積分推導達西定律，給學生學習本門課增加了難度，容易導致學習積極性低，降低授課趣味性。因此，如何實現(xiàn)油層物理學的高效教學成為石油工程專業(yè)學生培養(yǎng)的重要任務，也是擺在相關(guān)專業(yè)教師面前的教學難題。

課后作業(yè)是課堂教學的必要環(huán)節(jié)，是教師課堂教學的延伸，通過課后作業(yè)的有效設計，可達到鞏固所學知識、加深內(nèi)容理解、理論聯(lián)系實際的效果，對課堂教學起到“畫龍點睛”的作用[4]。因此，課后作業(yè)的有效設計是油層物理學高效課堂教學的重要內(nèi)容。然而，目前油層物理學課后作業(yè)主要采用教材的課后習題，類型單一，缺乏層次性和趣味性，且與石油工程現(xiàn)場應用差別大。這些問題導致課后作業(yè)達不到期望的教學效果，甚至對學生的學習積極性起到負面影響。

本文從油層物理學課后作業(yè)設計的具體問題出發(fā)，提出了改進課后作業(yè)設計的原則和方法，結(jié)合筆者的教學經(jīng)歷，闡述了課后作業(yè)設計方法的可行性及有效性。

1 油層物理學課后作業(yè)設計現(xiàn)狀

1.1 作業(yè)類型單一，缺乏實用性和趣味性

當前油層物理學的課后作業(yè)往往直接來自教材的課后習題，教師根據(jù)考試重點為學生選取與授課內(nèi)容相關(guān)的一道或幾道題目，學生完成作業(yè)相當于考試的“預熱”，這就是典型的教師為考試布置作業(yè)，學生為考試學習，根本達不到“培養(yǎng)學生解決工程問題的能力”這一本科培養(yǎng)目標。比如第一章第三節(jié)的儲集巖滲透率，教材課后作業(yè)就是在給出達西定律所需各項參數(shù)的情況下，套用達西定律求滲透率。這種作業(yè)無法讓學生將學習的知識與現(xiàn)場問題聯(lián)系起來，空洞乏味，既缺乏實用性也缺乏趣味性，使學生漸漸喪失學習興趣，長此以往，也會滋生對本專業(yè)的厭倦。不可否認，這種作業(yè)對提高最終的期末考試成績有一定的幫助，但是違背了高校本科教育的初衷，得不償失。

1.2 簡單重復，缺乏層次性

目前油層物理學課后作業(yè)多是對教學大綱內(nèi)容或者考試重點內(nèi)容的機械重復，層次性單一，不符合學生學習水平參差不齊的客觀情況。由于學生的學習能力、學習基礎不盡相同，對掌握課堂知識點難易程度不同。比如，數(shù)學基礎薄弱的同學學習達西定律較吃力，物理基礎好的同學在推導毛管壓力公式時就相對輕松。此外，課后作業(yè)的作用不是僅僅針對知識點的掌握，還應有對講授知識點的拓展、探究、應用等。在上述兩種情況下，機械重復的作業(yè)缺乏層次性，既不能促進全體學生的發(fā)展，也沒有全部發(fā)揮課后作業(yè)應有的作用。

1.3 粗略評價，缺乏交互性

對課后作業(yè)的評價是教師認識教學質(zhì)量、評價學生學習狀態(tài)的第一手資料，是整正教學節(jié)奏改進教學方式的依據(jù)，因而具有非常高的教學價值。然而目前教師在評閱學生作業(yè)時不夠重視，浪費了課后作業(yè)反饋出的重要信息。比如在批改作業(yè)時僅有簡單的“對號”“錯號”“日期”，沒有深究不同質(zhì)量作業(yè)的背后原因，無法確定是課堂教學的問題還是學生本身學習態(tài)度的問題，也沒有把握住課后作業(yè)這一教師學生“一對一”交流的機會，沒有將作業(yè)信息統(tǒng)計總結(jié)，用以改善課堂教學或者針對具體學生做出相應措施。

2 油層物理學課后作業(yè)設計的原則

2.1 課后作業(yè)設計要以學生為主體

課后作業(yè)的設計要突出學生的主體性，充分考慮學生不同的學習水平和學習態(tài)度，在保證作業(yè)可寫的前提下，又要達到考察、訓練、拓展等方面的作用。爭取學習水平薄弱的同學能夠參與課后作業(yè)，學習態(tài)度一般的學生有興趣主動完成而非應付作業(yè)，從而可以獲得全部學生的課后作業(yè)信息。

2.2 課后作業(yè)設計要系統(tǒng)化

課后作業(yè)的設計要有系統(tǒng)性，既要針對課堂教學重點內(nèi)容的掌握，考察學生的學習效果，又要起到不同知識點之間的連接作用，鋪墊后續(xù)知識點或者回顧已學知識點，還要對已講授知識起到拓展啟發(fā)的效果，讓學生運用油層物理學知識的同時感受到油層物理學的魅力。

2.3 課后作業(yè)設計要多樣化

形式單一的課后作業(yè)缺乏吸引力，易使學生厭倦從而喪失學習興趣，尤其是對本來學習態(tài)度就一般的學生。并且，油層物理學本身就具有涉及知識面廣、實用性強的特點，單一的作業(yè)形式也不符合該課程的培養(yǎng)目標。因此，油層物理學的課后作業(yè)設計應采用多樣的形式，從傳統(tǒng)的課后習題方式發(fā)展到閱讀資料、書寫報告、寫小論文、做匯報、小組完成等形式，在鞏固知識掌握的前提下培養(yǎng)學生多維度的能力，豐富油層物理學課后作業(yè)的內(nèi)涵。

3 油層物理學課后作業(yè)設計的改進措施

3.1 增強課后作業(yè)的實用性趣味性，提高學生的學習積極性

對石油工程專業(yè)的學生，學習油層物理學不僅要掌握課程要求的基本知識，還應該了解現(xiàn)場石油工程如何解決相應的實際問題，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力。因此，在設計油層物理學課后作業(yè)時，教師就應該著重考慮將所學知識與生產(chǎn)現(xiàn)場結(jié)合起來，向?qū)W生展現(xiàn)所學知識能夠為生產(chǎn)現(xiàn)場解決什么問題，在這個過程中有哪些要素需要綜合考慮，所學知識與生產(chǎn)實踐存在哪些無法避免的出入等問題。以第一章第三節(jié)儲集巖滲透率中的滲透率實驗測量為例，考試內(nèi)容要求掌握的是氣測滲透率的方法、步驟以及原理，而在實際應用過程中卻不僅僅如此。給學生布置測量一組巖心樣品滲透率的方案的作業(yè)，不僅能夠檢驗學生對氣測滲透率原理的掌握情況，還可以考查學生綜合設計方案的能力，以及所學知識點間聯(lián)系，如氣體滑脫效應對滲透率測量的影響，液測滲透率在較致密儲集巖中的可重復性問題，不同氣體對氣測滲透率的影響，測量采用氦氣相比于氮氣的優(yōu)勢與劣勢等等。這樣的課后作業(yè)設計不是針對某一個知識點的考察，而是對滲透率相關(guān)知識的綜合考察，直接反映實際應用問題，使得學生在做作業(yè)時候體驗到現(xiàn)場工程問題的復雜性和技術(shù)含量，進而體會到解決現(xiàn)實問題的成就感。此外，實用性的課后作業(yè)往往能夠兼具趣味性，這是因為讓學生體會到學以致用，所學內(nèi)容能夠解決現(xiàn)實問題，自然地增強了作業(yè)的趣味性。有時課后作業(yè)無法保證實用性僅能提供趣味性，例如讓學生課下閱讀達西的生平，通過該方式可以使學生在了解達西傳奇經(jīng)歷的同時達到預習達西定律的目的，兼具了趣味性和預習任務。

3.2 增強課后作業(yè)的層次性，促進全體學生的學習發(fā)展

油層物理學是石油工程專業(yè)大二的課程，該階段的學生已經(jīng)在學習情況、學習態(tài)度等方面表現(xiàn)出了差異，如果教師僅設置偏簡單或者偏難的課后作業(yè)，會降低受眾群體外學生的作業(yè)參與度，無法起到課后作業(yè)應有的作用甚至起到反作用。因此，油層物理學課后作業(yè)的設置應當充分考慮當前學生學習能力及態(tài)度的差異性，設計多難度層次的課后作業(yè)，使全體的學生都會機會參與到課后作業(yè)中，達到做作業(yè)的目的。仍以第一章第三節(jié)儲集巖的滲透率為例，教師布置作業(yè)“不同流動形式的達西定律的推導”，讓學生自選推導哪種流動形式?；A薄弱、學習態(tài)度一般的學生可能只會推導線性單向流動，而學習主動且對使用微積分有信心的學生會選擇徑向或者球向流動。再比如，課堂講解了多種測量儲集巖孔隙度的實驗方法后，布置作業(yè)：假設生產(chǎn)單位委托學生測量一批巖心的孔隙度，學生會采用什么樣的方案，并解釋原因。這種開放性的作業(yè)自然照顧到全體學生，對知識掌握熟練的學生在回答問題時會選擇多種測量方法，而知識掌握一般的學生會選擇較單一的測量方法。此外，增強課后作業(yè)的層次性不僅指要照顧不同學情的學生，還體現(xiàn)在作業(yè)設計的目的要多層次：有的作業(yè)設計為鞏固練習所學知識，有的作業(yè)設計為下節(jié)課內(nèi)容做準備，有的作業(yè)是對已學內(nèi)容的拓展延伸。

3.3 豐富課后作業(yè)的形式，增強多樣性

單一做題形式的課后作業(yè)容易打消學生學習的積極性，也無法滿足課后作業(yè)多層次、趣味性、實用性的要求。教師應該豐富課后作業(yè)的形式，除了做題外，還應該包括從傳統(tǒng)的課后習題方式發(fā)展到閱讀資料、書寫報告、寫小論文、做匯報、小組完成等形式。如針對第一章第六節(jié)儲集巖其他的物理性質(zhì)，考慮到教學大綱對本部分內(nèi)容的要求是了解，可以讓學生通過小組匯報的形式講解不同的性質(zhì)。學生既學習了知識，也培養(yǎng)了小組合作、匯報的能力，大大調(diào)動了全體學生的積極性。再比如針對第一章第二節(jié)孔隙度和第三節(jié)課滲透率的重要知識點之一是孔隙度和滲透率的關(guān)系，該部分可以布置作業(yè)要求學生完成頁巖孔隙度滲透率關(guān)系的最新研究進展。通過該作業(yè)，學生可以鍛煉查閱中英文文獻的能力，了解行業(yè)最新研究進展，又培養(yǎng)了書寫學術(shù)報告的能力。多樣性的課后作業(yè)使學生耳目一新，也大大豐富了課后作業(yè)的鍛煉內(nèi)容，從傳統(tǒng)的僅僅為應付考試的鞏固知識點，到解決綜合工程問題中的閱讀、溝通、合作等能力。

3.4 強化互動，增強作業(yè)的交流性

弱交流性的作業(yè)設計無法完成教師學生互相了解的任務，教師不清楚學生的學習效果，學生不清楚教師的教學重點，因此，油層物理學的作業(yè)需要精心設計、認真批改完成師生交流的任務。以往布置課后習題作為作業(yè)是弱交流性的，而開放性的作業(yè)具有很強的交互性。比如要求學生寫一篇關(guān)于“孔隙結(jié)構(gòu)對頁巖氣勘探開發(fā)的重要性”的小學術(shù)論文，學生通過完成改作業(yè)就可以向教師反饋豐富的信息，包括自主調(diào)研文獻的能力、學習主動性、總結(jié)概括的能力、知識內(nèi)涵的掌握程度等。而教師應該認真批改作業(yè)，從知識層面、技能層面等對學生給予幫助和鼓勵。交互性作業(yè)設計有助于教師在授課期間掌握學情，及時調(diào)整授課方案，全面開發(fā)出課后作業(yè)的教學價值，為課堂教學服務。

4 結(jié)語

油層物理學的課后作業(yè)是該課程學習的重要環(huán)節(jié)，教師只有充分重視課后作業(yè)的設計才能與課堂教學相得益彰，實現(xiàn)油層物理學的高效教學。筆者在總結(jié)分析目前高校油層物理學課后作業(yè)設計現(xiàn)狀的基礎上，指出了課后作業(yè)設計應遵守的原則，并提出了具體的改進方法。通過增強課后作業(yè)的實用性趣味性、層次性和多樣性，使課后作業(yè)達到預期的目的，促進學生全面發(fā)展，培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力。