[摘 要] 近年來,線上線下混合式教學(xué)蓬勃發(fā)展。“測井方法與原理”是一門歷史悠久的工科課程,地球物理測井是地下信息探測的重要手段之一,在油氣勘探開發(fā)等多個領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用。在線上課程、混合式課程快速發(fā)展的當(dāng)下,如何更好地實(shí)現(xiàn)地球物理測井專業(yè)課程的教學(xué),對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和學(xué)科傳承具有重要意義。介紹了地球物理測井專業(yè)課混合式教學(xué)探索,探討了混合式教學(xué)的合理性,并分析了課程建設(shè)的前沿方向。線上線下混合式教學(xué)可以充分發(fā)揮現(xiàn)代化信息技術(shù)的優(yōu)勢,可有效推動地球物理測井專業(yè)課程建設(shè)和教學(xué)改革。
[關(guān)鍵詞] 地球物理測井;混合式教學(xué);課程建設(shè);教學(xué)模式
[基金項(xiàng)目] 2021年度西南石油大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“基于信息化技術(shù)的勘查技術(shù)專業(yè)在線資源升級與混合式教學(xué)實(shí)踐”(X2021JGYB008)
[作者簡介] 趙 軍(1970—),男,四川鹽亭人,博士,西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院系主任,教授,主要從事地球物理測井解釋與評價研究;巫振觀(1991—),男,福建大田人,博士,西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院助理研究員,碩士生導(dǎo)師,主要從事地球物理測井研究。
[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-9324(2025)07-0145-04 [收稿日期] 2023-12-22
地球物理測井屬于應(yīng)用地球物理的范疇,是油氣等礦產(chǎn)資源勘探開發(fā)不可或缺的技術(shù),在地下信息探測中發(fā)揮著重要作用[1]。地球物理測井技術(shù)以井孔為支點(diǎn),以地下介質(zhì)“傳聲”“導(dǎo)電”“放射性”等物理性質(zhì)為媒介,借助聲波、電磁波等發(fā)射-接收傳感器,實(shí)現(xiàn)地層含油氣性、地層結(jié)構(gòu)等信息的確定。
近年來,網(wǎng)絡(luò)教育資源和線上教育蓬勃發(fā)展。作為一門歷史悠久的工科課程,如何建設(shè)好、利用好線上教學(xué)資源,加快推進(jìn)課程教學(xué)改革進(jìn)程,以滿足混合式及線上教學(xué)需要迫在眉睫。西南石油大學(xué)“測井方法與原理”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)為適應(yīng)現(xiàn)代信息技術(shù)融合新形勢,結(jié)合專業(yè)和課程特點(diǎn),在省級精品課程建設(shè)基礎(chǔ)上,開展了線上線下混合式教學(xué)探索和思考。本文將結(jié)合西南石油大學(xué)“測井方法與原理”課程教學(xué)實(shí)踐,探討地球物理測井專業(yè)課混合式教學(xué)的可行性與未來發(fā)展。
一、課程背景與特點(diǎn)
“測井方法與原理”是勘查技術(shù)與工程專業(yè)的核心專業(yè)課程,內(nèi)容涵蓋了聲波、電法、放射性、核磁等多種測井方法的基本原理、儀器設(shè)計(jì)和應(yīng)用,是地球物理測井方法的核心課程之一。由于地球物理測井涉及的物理方法眾多,各類方法實(shí)施又需要以特定的儀器為載體,測量的信息類型多樣、影響因素繁多,導(dǎo)致“測井方法與原理”課程教學(xué)面臨重大挑戰(zhàn)。
地球物理測井是油氣勘探開發(fā)的重要支撐,因而,各大石油高校建校之初,便紛紛設(shè)立了“測井方法與原理”課程。在過去的數(shù)十年中,圍繞“如何上好‘測井方法與原理’課程”這一問題,一代代教育工作者付出了巨大的努力,進(jìn)行了大量有益的嘗試和探索。以西南石油大學(xué)為例,“測井方法與原理”課程設(shè)立于1958年建校之初,最早是石油地質(zhì)勘查和物探兩個專業(yè)的核心專業(yè)基礎(chǔ)課程;1986年,學(xué)校調(diào)整專業(yè)設(shè)置,新增測井專業(yè),作為測井專業(yè)主干課程的“測井方法與原理”依據(jù)測井方法分類拆解為三門獨(dú)立課程,包括“電法測井原理”“聲波測井原理”和“放射性測井原理”,總課時也大幅增加至225學(xué)時;至20世紀(jì)90年代,三門課程重新合并,整合為拆解前的“測井方法與原理”,總學(xué)時減少至100學(xué)時以內(nèi);進(jìn)入21世紀(jì),隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步、多媒體技術(shù)的大量涌入,“測井方法與原理”課程的教學(xué)資源也得到了較大程度的提高,測井儀器、測井?dāng)?shù)據(jù)、解釋成果等資料以圖片、視頻的方式走入課堂。
整體而言,“測井方法與原理”課程的特點(diǎn)包括:(1)知識點(diǎn)覆蓋面廣,其涉及聲波、電磁學(xué)、核物理基礎(chǔ)、巖石物理、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)等多門課程知識;(2)測井方法種類繁多,為解決層出不窮的地質(zhì)和工程問題,測井技術(shù)在發(fā)展過程中形成了多種方法,存在新舊技術(shù)共存的情況;(3)工程屬性顯著,本課程的教學(xué)須大量結(jié)合工程實(shí)際,包括具體的儀器結(jié)構(gòu)、井下測量環(huán)境等。
二、線上線下混合式教學(xué)探索與分析
(一)線上線下混合式教學(xué)模式設(shè)計(jì)
“測井方法與原理”涉及的知識面廣,對學(xué)生的知識體系有較高的要求,是一門交叉性和綜合性較強(qiáng)的課程。傳統(tǒng)線下教學(xué)作為最主要的教學(xué)方式,有其強(qiáng)大的生命力和重要性,與此同時,新興的線上教學(xué)有諸多優(yōu)勢,具體到“測井方法與原理”這門課上,主要表現(xiàn)在以下幾個方面:(1)課程涉及眾多物理方法,經(jīng)常需要引用前序課程的定理、結(jié)論等知識,線上教學(xué)可以將相關(guān)資源附在課程中,方便學(xué)生查閱;(2)課程涉及大量測井儀器、測井曲線、解釋成果等需要圖片或視頻展示的內(nèi)容,這方面線上資源具有更強(qiáng)的優(yōu)勢;(3)課程中測井原理、曲線校正、資料處理等相關(guān)內(nèi)容適合學(xué)生編程實(shí)現(xiàn),線上教學(xué)便于提供相應(yīng)基礎(chǔ)代碼和建立分享平臺。
為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合,充分利用線上教學(xué)優(yōu)勢,“測井方法與原理”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)借助互聯(lián)網(wǎng)、多媒體等多種手段,開展“線上+線下”的混合式教學(xué),初步形成了“線上輸入、線下輸出、教學(xué)相長”的教育教學(xué)模式。“線上輸入”是指將課程知識點(diǎn)的講授錄制成教學(xué)視頻上傳,學(xué)生自主吸收,對于重點(diǎn)、難點(diǎn)可反復(fù)觀看理解;“線下輸出”是學(xué)生通過線上學(xué)習(xí)和資料查閱,將知識點(diǎn)歸納總結(jié)內(nèi)化,并在課堂上與教師、同學(xué)交流;“教學(xué)相長”則是學(xué)生在交流討論中消除困惑,教師根據(jù)學(xué)生反饋不斷完善線上資源,實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的相互促進(jìn)。為保證混合式教學(xué)的順利開展,教學(xué)團(tuán)隊(duì)建立了豐富的課程資源:教學(xué)課件、教學(xué)視頻、測井解釋圖版、資料處理規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)等線上資源;搭建了電法和聲波測井實(shí)驗(yàn)室、野外測井生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地等平臺。
(二)探索多樣化教學(xué)評價機(jī)制
在新工科更高層次要求和教育教學(xué)手段快速發(fā)展的當(dāng)下,傳統(tǒng)考核方式已經(jīng)難以滿足全面評價的需求[2]。為適應(yīng)混合式教學(xué),同時優(yōu)化學(xué)習(xí)效果評價方法,教學(xué)團(tuán)隊(duì)改變了傳統(tǒng)僅依靠期末試卷檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的考核方法,增加了隨堂測試、自學(xué)成果匯報(bào)等,通過多種形式評價學(xué)生對課程的掌握情況,突出過程評價在教學(xué)評價中的重要性。新方法一方面實(shí)現(xiàn)了評價的多樣性和全面性,另一方面完成了對授課效果的“即時反饋”,通過突出過程性評價,可以及時了解學(xué)生對知識的掌握情況,這是對學(xué)生“學(xué)習(xí)”和教師“講授”的雙重評價,對于后期調(diào)整教學(xué)方式方法頗有益處。
(三)“以賽促學(xué)、以賽促教”提升教學(xué)深度
近年來,國內(nèi)各類的學(xué)科競賽、專業(yè)技能大賽發(fā)展迅速,在推動創(chuàng)新人才培養(yǎng)等方面發(fā)揮著越來越重要的作用。一方面,各類競賽活動激勵廣大學(xué)子在專業(yè)知識的基礎(chǔ)上,開展創(chuàng)造性或?qū)嵱眯缘奶剿鞴ぷ?,是課堂教學(xué)的重要推廣和提升;另一方面,如何把握教學(xué)重心,借助各類大賽促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)效果、教師教學(xué)方法的革新,成為擺在高校教師面前的一大挑戰(zhàn)。
2015年,首屆全國大學(xué)生測井技能大賽正式開辦,經(jīng)過多年努力,已成為廣受工業(yè)界和高校認(rèn)可的國家級賽事,是促進(jìn)高校測井基礎(chǔ)理論和基本技能教學(xué)與油田和企業(yè)單位需求有機(jī)融合的重要推進(jìn)劑?!皽y井方法與原理”是測井技能大賽的專業(yè)基礎(chǔ)課程,為真正做到教有所成、學(xué)有所用,真正貫徹“以賽促學(xué)、以賽促教”理念,教學(xué)團(tuán)隊(duì)開展了深入研究,在教學(xué)中提出契合實(shí)際的工程問題,積極引導(dǎo)學(xué)生將理論知識應(yīng)用于生產(chǎn)需要。在師生的共同努力下,西南石油大學(xué)代表隊(duì)在歷屆大賽中均獲得了一等獎、二等獎的好成績,這也是對課程“以賽促學(xué)、以賽促教”改革成效的最好檢驗(yàn)。
2023年,西南石油大學(xué)承辦了第七屆全國大學(xué)生測井技能大賽,教學(xué)團(tuán)隊(duì)以此為契機(jī),進(jìn)一步加強(qiáng)了“賽—教”結(jié)合。具體說來,在教學(xué)大綱框架的指導(dǎo)下,教學(xué)過程中有意識地融合、引導(dǎo)、突出大賽結(jié)合點(diǎn),夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識;豐富線上資源,大量推送實(shí)際測井資料、往年大賽真題、測井解釋案例等,實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用;整理地質(zhì)、儀器等多方面的內(nèi)容,極大拓寬知識面,反向助力課堂知識理解。最終,西南石油大學(xué)代表隊(duì)的兩支本科生隊(duì)獲得團(tuán)體一等獎的好成績。
(四)保障教學(xué)梯隊(duì)合理,培養(yǎng)優(yōu)秀青年教師
“測井與方法原理”課程涉及知識面廣,涵蓋了電法測井、聲波測井、核測井及核磁測井等,課程內(nèi)容包括各類測井方法的物理基礎(chǔ)、數(shù)學(xué)推導(dǎo)、儀器設(shè)計(jì)以及工程應(yīng)用。為提升教學(xué)內(nèi)容的深度和廣度,課程依據(jù)任課教師研究方向講授一類測井方法,有效確保教學(xué)質(zhì)量。盡管當(dāng)前課時已壓縮至80個學(xué)時,但是借助任課教師的“術(shù)業(yè)專攻”,課程仍然能最大限度地提高教學(xué)質(zhì)量。與此同時,由教學(xué)團(tuán)隊(duì)帶頭人負(fù)責(zé)整個課程的串講,緊緊圍繞地球物理測井解決的地質(zhì)問題,梳理不同測井方法的理論基礎(chǔ)和共同目標(biāo),確保不同測井方法之間不因?yàn)椴煌處煹闹v解而割裂。
合理的教學(xué)梯隊(duì)是課程順利、高效開展的重要保障,圍繞“測井方法與原理”課程建立了一支由3名教授、1名副教授、1名講師組成的教學(xué)團(tuán)隊(duì),形成了資深教師、中年教師和青年教師配備完善、梯隊(duì)合理的教學(xué)力量。老教師在學(xué)科知識體系、教學(xué)方式方法等方面具有無可替代的作用,中青年教師則對現(xiàn)代信息技術(shù)具有更高的接受度,通過老—中—青梯隊(duì)化教學(xué)團(tuán)隊(duì)的建立,可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢,確?;旌鲜浇虒W(xué)改革的推進(jìn)。此外,為確保課程教學(xué)的傳承性和教學(xué)質(zhì)量,對新進(jìn)教師開展系統(tǒng)培訓(xùn),并建立“傳幫帶”機(jī)制,將培訓(xùn)落實(shí)到每一堂課上。
三、關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)混合式教學(xué)的思考
盡管“測井方法與原理”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)開展了線上線下混合式教學(xué)的初步探索,起到了一定作用,但是對于如何借助信息化技術(shù)使開設(shè)了六十余年的“老”課程煥發(fā)“新”活力,仍有大量工作需要開展。
(一)突出課程思政建設(shè),推動專業(yè)課程同向同行
推進(jìn)新工科課程思政教育是實(shí)現(xiàn)立德樹人根本任務(wù)的必然要求[3],因而,“測井方法與原理”課程建設(shè),特別是線上資源建設(shè)須進(jìn)一步豐富課程思政元素,促進(jìn)知識傳授、價值塑造和能力培養(yǎng)的多元統(tǒng)一。深入剖析測井裝備“引進(jìn)—仿制—自研”的國產(chǎn)化歷程,厚植愛國主義情懷,激發(fā)強(qiáng)國志向;結(jié)合測井方法在解決地質(zhì)問題過程中不斷豐富、發(fā)展的過程,培養(yǎng)敢為人先、勇于突破的精神;通過生產(chǎn)實(shí)習(xí)訓(xùn)練,樹立艱苦奮斗、勤儉節(jié)約思想。
具體來說,“測井方法與原理”課程的思政教學(xué)可依托以下幾個方面實(shí)施:(1)中國石油測井發(fā)展史的積極引導(dǎo):“測井方法與原理”課程涉及方法眾多,每一種方法背后都有石油人為國家和行業(yè)奉獻(xiàn)與奮斗的身影,結(jié)合測井具體方法與國家測井工業(yè)發(fā)展歷史,形成“榜樣的力量”;(2)方法技術(shù)發(fā)展的專業(yè)思維:測井技術(shù)的發(fā)展一方面是適應(yīng)地質(zhì)問題的變化,另一方面是來源于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,測井方法的前進(jìn)軌跡、測井技術(shù)的關(guān)鍵細(xì)節(jié),都在無形中培養(yǎng)學(xué)生逐步具備測井工程師的專業(yè)素養(yǎng)和能力;(3)實(shí)踐出真知的思政強(qiáng)化:在理論課程教學(xué)中,在學(xué)生意識中埋下嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度、專注精益工匠精神的種子,在實(shí)驗(yàn)課程和實(shí)踐實(shí)習(xí)中,學(xué)生通過動手操作、試錯、糾正,逐步體會科學(xué)與工程的內(nèi)涵。
(二)進(jìn)一步優(yōu)化線上線下布局,促進(jìn)教學(xué)模式多元發(fā)展
充分發(fā)揮線上和線下優(yōu)勢,探索豐富多元的教學(xué)模式,大力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。完善線上資源,以多種“視聽”形式展示晦澀的原理、方法,強(qiáng)化現(xiàn)代信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合;探索翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式,增加師生互動、生生互動環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)線下課堂“聽講”到“討論”的轉(zhuǎn)變;豐富評價機(jī)制,形成“線上學(xué)時+課堂表現(xiàn)+報(bào)告答辯+期終測試”的多樣化評價體系。具體說來,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)與油田服務(wù)公司培訓(xùn)部門的合作,共享生產(chǎn)現(xiàn)場的培訓(xùn)資料,特別是緊密結(jié)合測井工作的視頻資源,讓課本知識具象化、形象化;應(yīng)當(dāng)加大線上資源開發(fā)力度,通過微課、短視頻等方式剖析知識點(diǎn),方便學(xué)生線上學(xué)習(xí)和自主學(xué)習(xí);應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加生產(chǎn)實(shí)習(xí)學(xué)時數(shù),充分發(fā)揮線下教學(xué)優(yōu)勢。
(三)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),激發(fā)教師團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新活力
須強(qiáng)化任課教師立德樹人的正確意識,建設(shè)健康完善的教學(xué)梯隊(duì)。形成一支以資深教師為主導(dǎo)、中年教師為主力、青年教師為動力的教學(xué)團(tuán)隊(duì),深入貫徹“傳幫帶”精神,打造充滿活力的優(yōu)秀教學(xué)團(tuán)隊(duì)。具體說來,加強(qiáng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)師資隊(duì)伍建設(shè),需要做到:(1)強(qiáng)化師德師風(fēng)學(xué)習(xí)和建設(shè),團(tuán)隊(duì)成員應(yīng)始終堅(jiān)守職業(yè)道德,認(rèn)真遵守職業(yè)道德和倫理準(zhǔn)則,建立自我監(jiān)督和互相監(jiān)督機(jī)制;(2)制定明確的教育愿景和目標(biāo),團(tuán)隊(duì)成員通力協(xié)作,共同為課程建設(shè)努力;(3)充分發(fā)揮資深教師、中年教師的教育教學(xué)經(jīng)驗(yàn),向青年教師分享經(jīng)驗(yàn)、提供建議和提供支持;(4)充分調(diào)動青年教師動力,向課程建設(shè)注入新的活力,鼓勵青年教師勇于嘗試新的教學(xué)方式方法,激發(fā)其在教學(xué)資源建設(shè)方面的熱情。
結(jié)語
線上線下混合教學(xué)模式發(fā)展迅猛,表現(xiàn)出強(qiáng)勁的生命力和適應(yīng)教育趨勢的優(yōu)勢,以“測井方法與原理”為代表的地球物理測井課程面臨新的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。通過線上線下教學(xué)模式精心設(shè)計(jì),結(jié)合地球物理測井專業(yè)特色和多樣化教學(xué)評價機(jī)制,深度融合學(xué)科競賽和新技術(shù)發(fā)展,混合式教學(xué)也將極大推動課程建設(shè)發(fā)展。整體而言,地球物理“測井方法與原理”課程的線上線下混合式教學(xué)仍處于探索階段,仍須整個教學(xué)團(tuán)隊(duì)乃至國內(nèi)各大石油高校通力合作,搭建全面、細(xì)致、深入的線上資源,推動課程的混合式教學(xué)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1]譚茂金.基于交叉學(xué)科的地球物理測井研究生教學(xué)探索[J].中國地質(zhì)教育,2010,19(2):9-13.
[2]秦臻,章月華,魏康健,等.地球物理測井虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)考核模式改革研究及探索[J].科技風(fēng),2023(24):25-27.
[3]程超,范翔宇,劉詩瓊,等.勘查技術(shù)與工程專業(yè)課程思政內(nèi)容的探索[J].中國地質(zhì)教育,2020,29(4):47-51.
Exploration and Thinking on the Mixed Teaching of Geophysics Logging Professional Course
ZHAO Jun, WU Zhen-guan
(School of Geoscience and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu, Sichuan
610500, China)
Abstract: In recent years, the online and offline mixed teaching has developed vigorously. Logging Methods and Principles is an engineering course with a long history, geophysical logging is one of the important means of underground information detection, and it plays an important role in oil and gas exploration and development. With the rapid development of online courses and mixed courses, how to better realize the teaching of geophysical logging professional courses is of great significance to the development of national economy and subject inheritance. This paper introduces the mixed teaching exploration of geophysics logging professional course, discusses the rationality of mixed teaching, and analyzes the frontier direction of course construction. Online and offline mixed teaching can give full play to the advantages of modern information technology, and can effectively promote the construction and teaching reform of geophysical logging professional courses.
Key words: geophysical logging; mixed teaching; curriculum construction; teaching mode