工程碩士研究生高等油層物理課程建設

楊勝來+龐潔瓊+曹仁義+李春蘭+王秀宇

[摘 要]針對世界石油工業的發展趨勢，以及油氣田開發工程專業工程碩士學位研究生培養的需求，中國石油大學（北京）以培養高質量研究生為目標，進行了高等油層物理課程建設，通過優化教學內容、改進教學手段、開發課程資源、進行實驗教學、實施網絡教學等，建立了一套先進、科學的教學體系，提高了教學質量和教學效果，加強了工程碩士研究生的科研能力、創新思維、工程應用能力的培養。

[關鍵詞]高等油層物理；課程建設；網絡教學；教學質量

[中圖分類號] G642.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）01-0179-03

近年來，教育主管部門提倡創新人才培養模式，培養創造性人才、工程型人才。工程碩士研究生的培養目標是培養具有工程能力的高級技術人才。作為工程碩士研究生的培養專業，油氣田工程專業面向石油工業的主戰場，培養具有扎實基礎的、能夠解決工程實際問題的高級技術、管理和科研人才。

高等油層物理是油氣田開發工程領域研究生的學位課、核心課程。為了適應石油行業技術和理論的發展，滿足新時期石油行業對工程碩士人才培養的需求，高等油層物理教學團隊多年來不斷進行課程體系建設，進行教學內容、教學手段、課程資料、網絡教學、師資隊伍等方面的改革和建設，以培養高質量研究生為目標，建立了理論教學、實驗教學、網絡平臺等一體化課程教學體系。

一、課程概述

高等油層物理課程是石油與天然氣工程領域研究生的學位課、核心課程，油層物理學的知識貫穿于油氣藏開發的全過程，在培養石油工程專業人才中起著承上啟下的重要作用。其主要講述和研究石油勘探與開發工程領域所涉及的油氣賦存、滲流、運移的微觀物理現象、過程、機理及其數理描述。其目的是深層次描述和研究儲層多孔介質中的油氣滲流物理現象及滲流機理，為油氣藏特別是復雜油氣藏的高效合理開發，提高油氣藏采收率提供理論依據。通過學習，研究生能掌握堅實的理論和實踐基礎，為后續專業課的學習、學位論文的開展以及從事油氣田開發和開采工作打下良好的基礎。

高等油層物理課程作為石油工程本科專業課油層物理的進一步擴展和延伸，對本科所學知識進行了回顧，并著重對一些重要內容和理論進行深入和展開。本課程內容可分為八個章節。

第一章系統闡述儲層流體的物理化學性質，包括油、氣、水以及注入流體，如CO2、聚合物、表面活性劑等的性質及其變化規律，掌握它們的高壓物性參數及其獲取方法。

第二章系統闡述儲層巖石的物理性質，包括砂巖骨架性質、孔隙結構、孔隙度及非均質性、滲透率及各向異性、裂縫中的滲流、儲層的電學性質等。

第三章研究儲層應力敏感、啟動壓力梯度、邊界層理論、氣體等溫吸附等理論。

第四、五章分別講述儲層潤濕性和毛管力、相對滲透率曲線，從微觀入手，研究多相流體在儲層中的微觀滲流機理，理解和掌握多相流體在儲層巖石中的分布與流動規律。

第六章研究非常規油氣儲層的物理性質和油氣賦存狀態，以及開發機理。

第七章介紹物理模擬的相似理論，包括量綱理論、相似理論以及常規水驅油相似準則，掌握三維物理模擬實驗的技術及應用原理。

第八章重點介紹物理法采油的原理，并結合這一領域的研究成果，介紹有關新工藝和新技術。高等油層物理課程具有基本概念多、基礎理論多、實驗多等特點，學科交叉率高，建立在多種基礎學科之上，且研究對象不可見，為學生的學習帶來了一定的困難，因此有必要進一步探討課程建設的方案與實施，以推動課程建設質量的提高，使學生能更好地掌握這門課程。

二、課程建設的方案與實施

為了適應石油行業技術和理論的發展，滿足新時期石油工程人才培養的需求，本教學團隊從課程結構與教學內容、教學手段、課程資料、網絡教學、師資隊伍等方面開展了工作，以高等油層物理課程建設為主線，以培養高質量研究生為目標，以合理的師資隊伍為保證，建立了集理論教學、優秀教材、實驗操作、網絡平臺等為一體的先進、科學、完整的綜合教學體系。

（一）課程結構與教學內容的調整

隨著油田實際需要以及油層物理學的不斷發展，學校在教學內容上也在不斷改革，這些改革主要表現為優化知識結構體系，合理安排教學環節、教材建設和突出實踐環節。

1.改革教學內容、優化知識結構體系

高等油層物理作為石油工程油氣田開發專業研究生必修課，以專業培養方案為依據，精選教學內容，確定儲層流體物性、儲層巖石物性和儲層巖石流體相互作用、實驗-測試手段、模擬方法等內容為主講內容。講授內容特別包括了油層物理學發展的新技術和新方法，追蹤石油工業發展前言，及時將國內外最新油層物理方法、技術，科研實踐中的研究成果和油田實例滲透到教學內容中，并且每學期邀請兩位油田現場專家做講座，與學生互動交流，使學生在掌握基本知識理論的同時，可以了解油層物理學的新進展。

2.合理安排教學環節

高等油層物理課程通過不斷地探索與實踐，形成了系統、科學的教學環節體系，即“理論教學—課題研討—專家講座—實驗操作”，使學生能過多方面掌握高等油層物理課程所涉及的基本原理及有關基本概念、基本計算方法和基本實驗操作。

3.重視教材建設

為了滿足石油行業對高素質專業技術人才和國際性人才的需求，教學團隊編寫了體系完整、結構嚴謹的教材，目前已出版教材3部，其中不乏英文版教材。同時，隨著教學內容的改革，所使用的教材也在及時補充更新，科學引用典型實例，保證理論與實踐相結合；參考和吸收國內外在相關領域的最新進展和技術，與時俱進。

4.突出實踐環節

高等油層物理是一門建立在實驗基礎上的、理論與實踐并重的課程。為提高教學水平和教學效果，讓學生深刻理解油層物理學的基本理論和基本知識，本課程開設了實驗教學環節。通過實驗，學生不僅加深了對基本概念和基礎理論的理解，還能夠鍛煉動手能力，掌握有關實驗操作技能，激發了學習熱情和興趣。endprint

（二）教學手段的改革

高等油層物理課程內容繁雜、綜合性強，有很多難講難懂的內容，多年來教學團隊都在努力探索新的教學方法和手段，積極開展教學改革研究，優化教學方法，力圖使教學效果達到最佳。通過探索與實踐，該課程形成了以學生為主體，開展啟發式、探究式、討論式、參與式教學的教學模式，同時，充分運用多媒體技術、視聽技術、電子網絡教材，滿足教學需求、提高授課質量。

1.采用啟發式教學方式

結合高等油層物理課程的特點，采用由易到難、由淺入深、循序漸進的策略，培養研究生的創新思維和實踐能力。加強對學生的引導，在課程開始講授以前，介紹本專業知識體系結構及專業要求，回顧本科所學的油層物理學，引導學生對所學課程及相關課程的作用與聯系，介紹本課程的特點、主要內容及學習方法，避免死記硬背，提倡理解記憶。教學過程中以學生學習為主體，開展啟發式、探究式、討論式、參與式教學。

2.加強教與學的互動

打破傳統填鴨式的教學方式，建立和諧的師生關系。鼓勵師生之間在課堂上相互交流和討論，充分發揮教師的主導性和學生的主觀能動性，形成師生互動、學生互動的教學模式。同時也可以培養學生發現問題、提出問題、分析問題和解決問題的能力。

實施作業批改制度。習題練習是學以致用最直接的方式，將課堂上所學的知識進行初步應用和實踐，通過練習和思考，不僅可以“溫故”，還可以“知新”，學生可以向教師提出不懂的問題和新的見解，教師要對作業進行批改并對存在的問題重點探討和解決。

3.研討課教學模式

本課程設置了單獨調研、小組交流、課堂演講與討論等方式，并安排8～10個學時進行研討課。

在課程之初，學生組建研討小組，選擇感興趣的2～3個課題進行調研和討論。隨著課程的進行，不斷探索、研究，靈活運用和拓展所學的知識，充分發揮學生的科研能力、溝通合作能力和演講能力。

授課教師要積極向學生介紹石油工程專業相關核心期刊及外文期刊，鼓勵學生廣泛閱讀相關科技文獻，并選擇2個自己感興趣的課題進行文獻調研，并提交2篇相關內容的調研報告。在此基礎上，組織學生就所調研的課題展開研究探討，培養學生的創新思維，提高科研能力。

（三）課程資料建設

為了將理論知識與其在石油工程領域的實踐應用更好地結合起來，盡可能建設一批優秀的、有價值的課程資料，從而促進教學質量的提高。課程資料來源主要包括教材及參考教材，國內外優秀論文，習題集和各種多媒體資料等，充分體現高等油層物理課程的主要內容及學科發展態勢和前緣成果。

另外，為了生動形象地呈現教學材料，教學團隊自行研制和開發完善了課堂教學和實驗教學多媒體課件，制作了內容精煉、重點突出的多媒體課件，課件中包含大量的現場圖表；并制作了動畫片，對主要課程內容應用三維動畫進行模擬。將課件、動畫及課堂板書進行有機結合，生動形象，能增加教學信息量，改善授課效果。

（四）網絡教學建設

進行網絡課程建設是課程建設的一個重要任務。我們建成了鏈接在學校主頁的精品課程網站，網站建設包括上傳資料、建立研討平臺、對界面進行操作及對功能進行完善等。

教學團隊將課程教學大綱、編制的多媒體教學課件、動畫、習題、教案、錄像和學習資料分別鏈接在課程網頁上。教師的課堂講授全程錄像，分章節上傳到網絡教學平臺，提供在線播放和下載，學生可以隨時隨地觀看視頻和資料。

1.課程資料充分體現了高等油層物理課程的主要內容及學科發展態勢和前緣成果，包括教材及參考教材、國內外優秀博士碩士論文、習題集和各種多媒體資料等。有價值的課程資料，能促進教學質量的提高。

2.為了生動形象地呈現教學內容，教師自行研制了內容精煉、重點突出的多媒體教學課件，課件中包含大量的現場應用圖表，開發完善的實驗教學多媒體課件。

3.制作動畫片，對主要課程內容應用三維動畫進行模擬。

4.在視頻中穿插習題和小測驗，不僅能強化學生剛剛學過的知識，而且可以給其留出思考和吸收的時間。

5.在討論區提出自己的思考和問題，研究生與教師都可以直接在討論區進行討論，以及師生互動和生生互動。教師整理學生在平臺上提出的問題，最后反饋到教學中。建立作業提交評分系統、答疑系統、討論交流系統和階段測驗系統，研究生可以通過階段測驗系統進行自我檢測。

6.設立專用郵箱，研究生可以將自己的問題和感想上傳到郵箱中，與老師及其他同學進行交流、討論。

網絡教學具有很多優勢：①極具開放性，打破傳統教學在時空上的局限，師生可隨時交流，甚至異地交流；②自主性強，教師和學生均具有更多的自主選擇性；③易于資源共享，更新速度快；④具有極強的交互性，能夠綜合教師輔導、小組討論、習題測驗等多種教學方式。

（五）師資隊伍建設

師資隊伍的建設直接關系著課程體系的建設和教學質量的提高，因此課程建設的一個重要任務就是組建高素質的教學隊伍。為加強師資隊伍建設，課程組形成了“老中青”相結合，既分工明確又精誠合作的教學團隊，具有豐富的科研經歷及教學經驗，老教師發揮“傳幫帶”作用，青年教師年富力強具有事業心。同時，教師在教學工作中，要明確教學思想，端正教學態度，不斷提高自身素質和教學水平，不斷更新教學理念。

1.開展教師培訓計劃

高校要通過國內外同類課程教學經驗調研、培訓、訪學等渠道提升教師的教學能力，使其不斷更新專業知識，采用先進的教學方法，提高教學質量。要鼓勵教師錄制教學精品課程，鼓勵教師進行教學內容和教學方法改革，勇于探索，大膽創新，激發學生的學習興趣。

2.建立教學交流機制

要建立完善的教學交流機制，定期組織教師集體備課、互相聽課，每學期開展2～3次研討會，旨在激勵教師相互交流教學經驗、取長補短、相互促進，共同探討各種課程建設方案和觀念。endprint

3.建立內部監管機制

要建立健全的內部監管機制，嚴格檢查所有授課教師的講稿、教案和教學日歷等教學文件，規范教學團隊，并定期組織教師進行試講和聽課，及時反饋意見，增加授課教師對教學工作的責任感。

三、結語

高等油層物理課程建設方案的確立與實施，初步建成了先進的課程體系，實現了研討式教學，實現了教學活動的主體性、創新性、情感性和有效性的整體統一，使課堂教學煥發出新的生命活力。隨著網絡課程建設的不斷探索、不斷完善和不斷發展，其必將在今后的教學改革中發揮出越來越大的作用。然而技術發展和課程建設無止境，今后仍然會有新的技術、新的教學方法、新的傳媒技術不斷涌現，高校需要進一步進行課程建設（例如目前正在建設基于手機APP的教學系統），而課程建設的核心是知識體系的建設。

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[責任編輯：劉鳳華]endprint