跨專業性質的滲流物理基礎課程建設與改革

[摘 要]課程建設品質關系人才培養質量，為提高資源勘查工程專業人才培養質量，西南石油大學對滲流物理基礎課程進行了建設與改革。該研究從學科建設和人才培養目標出發，分析了該課程的開課背景及跨專業屬性；基于該課程的開課現狀研究了該課程在建設過程中存在的主要問題及解決措施，利用達成度指標對3年以來的課程建設與改革效果進行了評價；結果認為該課程建設與改革取得了良好的效果，達到了規定的畢業要求。該課程建設與改革經驗，可為其他類似的跨專業課程建設與改革提供參考。

[關鍵詞]滲流物理；資源勘查工程；課程建設；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

西南石油大學地球科學與技術學院資源勘查工程專業始建于1958年，前身為西南石油大學建校之初的石油地質勘探四年制本科專業。1999年根據國家教委專業目錄調整要求，專業更名為“資源勘查工程”。2008年獲批為國家級特色專業建設點。目前，本專業年招生162名，在校生793名。

該專業的培養目標要求在石油與天然氣等資源的勘查、開發（開采）與管理等領域培養適應我國社會主義現代化建設需要的高級工程技術人才。因此，2013年該專業開始開設油層物理、地下油氣滲流力學等石油工程專業基礎課程，為學生畢業后有能力從事油氣田開發的相關工作打下基礎。根據學科專業建設與改革的基本要求，在課程建設與改革過程中需進行有目的的取舍，做到科學合理、有機綜合、刪繁就簡、重點突出、重于實用、增強復合型功能[1-3]。考慮到與石油工程專業本科生課程學習要求有差異，結合西南石油大學資源勘查工程專業實際，將油層物理和地下油氣滲流力學這兩門課程整合為一門課程，即滲流物理基礎。該課程由地球科學與技術學院管理，石油與天然氣工程學院的相關教師授課及負責課程建設，具有跨專業性質。本文通過展示3年來滲流物理基礎的課程建設狀況、存在的問題、所采取的措施及效果評價，試圖為國內其他兄弟高校的資源勘查工程專業建設與改革或者其他類似的跨專業課程建設與改革提供借鑒。

一、課程簡況

西南石油大學資源勘查工程專業滲流物理基礎課程開課時間為每年秋季的9、10月份，授課對象為大學本科三年級學生，48個學時（含4個學時實驗課），3個學分。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（第一版）》[5]兩本教材。開設的實驗課程為“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，學生人數約250人，其中包括部分轉專業學生、專升本學生、修雙學位的學生及重修生。截至目前，已對資源勘查工程2011級、2012級和2013級學生開過滲流物理基礎課程。

二、課程建設中發現的問題及解決措施

（一）課程教學存在較大困難

1.缺乏合適的專業教材

能調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》[6]和2013年6月由陳軍斌等編著的《滲流力學與滲流物理》[7]?！队筒貪B流物理基礎》教材是針對石油技工學校學生課程編寫的，內容少，理論基礎不夠，不能滿足本科層次教學需要。《滲流力學與滲流物理》實際上是一本滲流力學專著（見表1），書名中的“滲流物理”指的是油氣滲流的物理過程，而西南石油大學資源勘查工程專業的滲流物理基礎課程中的“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，即涵蓋滲流力學和油層物理這兩門課程的知識體系。此外，從《滲流力學與滲流物理》教材內容來看，其滲流力學理論知識偏多、偏難，適合于石油工程專業的本科教學，不適合于資源勘查工程專業的教學。

2.面臨“上課難”和“聽課難”的兩難困境

首先，課程教學安排不合理。根據滲流物理基礎課程教學目標，需要讓學生掌握滲流力學和油層物理這兩門課程的基礎知識，導致教學教材信息量與48學時的課堂教學學時嚴重不匹配。其次，學生前期基礎知識薄弱。此課之前，學生未學過石油工程概論及工程流體力學等基礎課程，均不知“油井、氣井”“黏度”等為何物，許多學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，發現無法在規定的學時內完成教學任務。再次，未實行小班上課，導致教學效果不理想。因此，滲流物理基礎課程教學面臨教師“上課難”和學生“聽課難”的兩難困境：講太快，學生聽不懂；講太慢，無法完成教學任務；講太淺，教師擔心知識傳授不到位；講太深，學生缺乏相應的專業基礎知識。

（二）授課對象的意見反饋

通過課后訪談了解了開課學生對滲流物理基礎課程的看法、學習興趣與積極性。該課程的開設使學生接觸到石油工程專業的基礎知識，大部分學生都表示喜歡這門課程。例如，某學生甲說：“大一時轉專業考試未考進石油工程專業，沒想到大三時還能學到石油工程的相關課程”。還有些學生學完滲流物理基礎這門課程后，對油氣藏如何開發與開采仍然存在許多好奇與疑問，通過交流發現其實他們很想學習鉆井工程、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，也有少部分學生表示不喜歡這門課程，主要是因為之前沒有學過石油工程概論、工程流體力學等相關課程，許多學生聽得似懂非懂，于是就逐漸喪失學習興趣。另外，還有個別學生表示只喜歡油層物理課程，不喜歡滲流力學課程。例如某學生乙說：“高中時我都不喜歡力學，看到滲流力學教材上全是公式與偏微分方程，深感困難。”每年上課初期，大多數學生雖然都說想學好滲流物理基礎這門課程，也表現出對該課的學習興趣與積極性，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》教材時，就對如何能學好這門課程有焦慮感。

（三）提高課程建設質量的有效措施

1.加快《滲流物理基礎》新教材的編寫與出版endprint

2013年滲流物理基礎課程教學工作結束后，各班任課教師總結上課心得體會，邀請學校資深離退休教授共同討論課程建設規劃與改革。2014年春季啟動《滲流物理基礎》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年春季學期完成了教材統一格式編排和校對工作，接著提交主管部門審批，并交付校內印刷廠印刷。在編寫新教材的過程中，根據2014年和2015年的課程教學情況，教材編寫小組成員實時交流、調整教材內容。新編教材圍繞油氣滲流的巖石物理基礎、流體物理基礎、力學基礎、數學基礎及油藏工程基礎等幾個基礎知識點，優化教學內容，精簡化設計教材總章數目及各章題目名稱，著重體現基礎性的教學內容。新編的《滲流物理基礎》教材（見表2）共分6章，各章節在內容篇幅上對《油層物理（第二版）》和《地下油氣滲流力學（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計，著重講解基本的物理背景、概念、原理及工程應用意義，以利于資源勘查工程專業本科學生的學習。根據西南石油大學資源勘查工程專業課程設置情況，因未專門開設油藏工程基礎課程，在新編教材中增加了一章“油藏工程基礎”內容（見表2），將滲流物理基礎課程學習的“最終應用”落到實處，同時也能回答學生經常提出的“不知學了有什么用”的問題。此外，新增了附錄章，講解兩個基本的教學實驗內容?？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》教材可能還存在一些問題，需要經過幾年的校內試用，不斷修改、完善后方能出版和推廣使用。

2.加強滲流物理基礎課程的管理與調控

2013年為滲流物理基礎課程教學工作首次實踐年，課程建設處于“無人管”的狀態，教學大綱導致各任課教師在課程教學內容、教學深度、教學進度上均存在一定的差異。2014年初為了加強滲流物理基礎課程的管理與調控，確定了課程建設負責人。課程建設負責人主要負責聯系學生課代表、各任課教師、實驗教師及學院教學管理部門，及時匯總及傳遞信息，組織小組交流討論，發現問題，解決問題，以提高課程建設質量。2014年春季學期確定了教學大綱，統一了課程教學的主要內容、教學深度與教學進度。根據2014年的課程教學情況，2015年又在教學深度和考試難度上做了一些調整，在能保證學生掌握該課程知識的基礎上，切實提高學生的專業技術水平。2016年春季，根據新編教材內容，重新擬定了新的教學大綱。

3.探索了一些提高課程教學效果的方法

除了使用一些啟發式、探究式、討論式、參與式等[8-9]教學方法和手段外，通過建立QQ群和微信群，及時與學生交流，著重強調與學生的心靈溝通，減少他們的學習困惑與畏難心理，倡導自主式的學習風氣。根據滲流物理基礎課程內容多、信息量大的特點，采取多種方式強化第二課堂的學習。例如要求學生必須課前預習、課后復習；每周定時定點安排課后答疑與輔導；學生隨時預約任課教師，到教師辦公室答疑。

綜上，針對滲流物理基礎課程的開課特點，通過不斷努力，已解決了該課程建設存在的主要問題，提升了課程建設質量。

三、課程建設與改革效果評價

在上滲流物理基礎課程之前，學生已學了普通地質學、古生物學與地層學及普通巖石學等地質專業課程，為滲流物理基礎課程學習打下了地質專業基礎，但是學生對地層巖石的認識處于一個“靜的狀態”，滲流物理基礎課程卻給學生一個“動的感覺”。可以說，滲流物理基礎課程打開了學生認識儲層巖石微孔孔隙結構特性，孔隙內油、氣、水流體特性以及地下多孔介質儲層滲流特性的“眼睛”，開闊了學生的視野，激發了學生對油氣田開發與開采相關知識學習的興趣。

2016年西南石油大學資源勘查工程專業申請中國工程教育專業認證，滲流物理基礎課程支撐畢業要求2.2指標點“掌握油氣資源勘探開發工程基礎知識”，該畢業要求指標點由滲流物理基礎、鉆井與完井工程基礎和采油工程基礎三門課支撐，支撐權重分別為0.4、0.3和0.3。因此，滲流物理基礎課程支撐該畢業要求指標點的權重系數最高，亦即達成度目標值最高。根據認證評估的課程達成度[10-11]指標計算結果（見表3）：2013年課程建設達成度為0.281，達到達成目標值的70.25%；2014年課程建設達成度為0.33，達到達成目標值的82.5%；2015年課程建設達成度為0.304，達到達成目標值的76%。2013年為第一次開設滲流物理基礎課程，任課教師對學生的基礎狀況、授課進度、重難點講解取舍等處于探索階段，表現為課程達成度計算結果偏低。2014年因加強了課程管理與調控，課程建設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年教學效果明顯改善的基礎上，為提高學生的專業認知水平，增加了教學深度和考題難度?？傊?年的滲流物理基礎課程建設均達到了資源勘查工程專業學生的畢業要求，可以說取得了良好的效果。

3年的課程建設與教學實踐表明，滲流物理基礎課程已獲得了西南石油大學資源勘查工程各年級學生的認可，也獲得了西南石油大學教務處、教學發展規劃與評估處、地球科學與技術學院和石油與天然氣工程學院的各級領導及相關專家的認同。資源勘查工程專業學科發展已離不開滲流物理基礎的課程建設。

四、結語

滲流物理基礎課程建設任重道遠，需要經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更多高素質的人才[12-13]，希望通過本課程的建設與改革，為國家培養出更多、更優的高級工程技術人才。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 李凈紅，楊明玲，張燕霞.資源勘查工程專業應用技術型人才培養模式探討[J].石油教育，2016（1）：28-30.

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[3] 張樹明，孫占學，姜勇標，等.資源勘查工程專業之知識體系和課程體系構建探討——以我院資源勘查工程專業為例[J].中國地質教育，2006（4）：102-108.

[4] 何更生，唐海主編.油層物理（第二版）[M].北京：石油工業出版社，2011.

[5] 李曉平.地下油氣滲流力學（第二版）[M].北京：石油工業出版社，2015.

[6] 陳亙賢.油藏滲流物理基礎[M].北京：石油工業出版社，1987.

[7] 陳軍斌，王冰，張國強.滲流力學與滲流物理[M].北京：石油工業出版社，2013.

[8] 韓時琳.注重師生互動 提高教學效果[J].中國高教研究，2003（4）：90-91.

[9] 卞小強，孫博文.油層物理教學現狀分析與改革措施探討[J].石油教育，2016（1）：34-38.

[10] 熊振海，薛斌.目標達成度在《物理化學》課程教學質量評價中的應用[J].中國科教創新導刊，2014（10）：43-45.

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[12] 聶仁仕，范翔宇.高等理工科院校應注重培養外向型人才[J].教育進展，2012（2）：24-29.

[13] 聶仁仕，范翔宇.高校學生差異化特征的量化評分方法研究[J].大學教育，2013（10）：115-120.

[責任編輯：龐丹丹]endprint