地震資料地質(zhì)解釋研討性教學模式的構(gòu)建與實踐

尹志軍徐懷民王英民 孫思敏 孫盼科

[摘 要]地震資料地質(zhì)解釋是國內(nèi)外地質(zhì)及石油高等院校地質(zhì)工程、資源勘查工程等專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。基于課程特點和培養(yǎng)目標，通過教學內(nèi)容的系統(tǒng)優(yōu)化、教學方式的積極改革、實踐環(huán)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)置和考核方式的靈活調(diào)整，構(gòu)建地震資料地質(zhì)解釋課程研討性教學模式，這種教學模式在實踐中取得了良好的教學效果。

[關(guān)鍵詞]地震資料地質(zhì)解釋；課程體系；研討性教學模式；資源勘查

[中圖分類號] G642 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）03-0086-03

地震資料地質(zhì)解釋就是根據(jù)地震信息對地下地層的地質(zhì)特征進行合理重構(gòu)，如地層層序、構(gòu)造及斷裂系統(tǒng)、沉積體系及巖相組合、生儲蓋組合、流體分布、溫壓系統(tǒng)等，它幾乎涵蓋了油氣成藏的各種地質(zhì)要素和地質(zhì)過程[1]。近年來，隨著地震勘探分辨率的大幅提高和各種新的解釋技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，地震資料進一步應(yīng)用于儲層構(gòu)型、薄砂層平面分布探測、流體分布動態(tài)監(jiān)測等油氣藏開發(fā)地質(zhì)的研究，為油田開發(fā)方案的部署、滾動擴邊等提供了重要的地質(zhì)基礎(chǔ)。地震資料地質(zhì)解釋是從事現(xiàn)代油田勘探開發(fā)工程技術(shù)人員或科研人員必備的專業(yè)技能。地震資料地質(zhì)解釋一直是國內(nèi)外地質(zhì)及石油高等院校地質(zhì)工程、資源勘查工程等專業(yè)本科生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。

地震資料地質(zhì)解釋這門課程具有重要性和實踐性強的特點，這種特點決定了傳統(tǒng)的照本宣科、滿堂灌的填鴨式教育難以取得好的教學效果。研討式教學是以解決問題為中心的教學方式，它在教學過程中強調(diào)教師的引導作用，充分發(fā)揮學生的主觀能動性，以學生為主體，教師設(shè)計有啟發(fā)性的問題，引導學生通過查閱文獻、相互討論，提出解決問題的方法，進而達到讓學生熟練掌握基本技能的教學目的[2][3][4]。從2014年開始，筆者在我校《創(chuàng)新班、卓越班課程教學方法改革》項目的資助下，充分發(fā)揮我校創(chuàng)新班、卓越班小班教學的優(yōu)勢，系統(tǒng)地開展了地震資料地質(zhì)解釋課程研討性教學方法的探索，包括教學內(nèi)容的系統(tǒng)優(yōu)化、教學方式的積極改革、實踐環(huán)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)置和考核方式的靈活調(diào)整等，初步構(gòu)建了適應(yīng)創(chuàng)新班、卓越班學生特點和授課模式的地震資料地質(zhì)解釋研討性教學模式，在連續(xù)3個年級的課程教學中進行實踐，取得了良好的教學效果。

一、課程教學內(nèi)容體系的優(yōu)化

地震資料地質(zhì)解釋課程是一門實踐性非常強的專業(yè)技能課程，一般是在大學三年級開設(shè)。通過前期基礎(chǔ)課程的學習，學生已經(jīng)掌握了巖石、地層、構(gòu)造、油藏等基本地質(zhì)概念，初步積累了包括沉積模式、構(gòu)造模式在內(nèi)的各種地質(zhì)知識。地震資料地質(zhì)解釋課程的教學目的，就是讓學生掌握應(yīng)用地震資料提供的各種信息對上述地質(zhì)要素進行解釋的基本方法，熟悉地震資料地質(zhì)解釋的基本流程，初步掌握利用地震資料開展含油氣盆地分析、圈閉識別和油藏綜合評價的基本技能。基于課程的特點和教學目標，我們對課程的教學內(nèi)容進行了系統(tǒng)的梳理，將課程的教學內(nèi)容依據(jù)地震資料所能解決的地質(zhì)問題劃分為3大基本教學模塊，即地震層序解釋模塊、地震構(gòu)造解釋模塊和地震沉積解釋模塊。

（一）地震層序解釋模塊

層序是指地下具有成因聯(lián)系的一套地層單元，其頂?shù)捉缑鏋椴徽厦婊蛘哒厦妗５貙訉有蚴歉鞣N地質(zhì)要素的載體。地震層序解釋就是應(yīng)用地震資料確定地下不同級別層序地層單元的空間展布，其核心是識別出各種層序單元的界面。在本模塊教學內(nèi)容的設(shè)計中，我們首先要幫助學生梳理地層層序界面的基本類型，如不整合面與整合面的地質(zhì)意義，不整合面中角度不整合與平行不整合的區(qū)別，不整合界面上下地層的產(chǎn)狀及其與界面的接觸關(guān)系等，要讓學生明白不整合面與整合面在地震層序解釋中的重要意義。在此基礎(chǔ)上，引入與地質(zhì)界面對應(yīng)的地震反射界面這個本模塊最基本的概念，重點介紹地震反射界面基本類別（不整合面和整合面）、地震反射界面形成機制有哪些、地震反射界面的等時性等。在深入理解地震反射界面概念的基礎(chǔ)上，安排本模塊的核心內(nèi)容，即各種地震反射界面的地震響應(yīng)特征，包括地震反射同相軸的振幅、頻率和連續(xù)性特征，界面上下地震反射的終止模式，如上超、下超、頂超、削蝕等，地震反射界面的剖面識別、追蹤及空間閉合的基本方法，最后安排地震層序單元劃分的原則、級別、步驟等教學內(nèi)容，并通過編繪不同級別地震層序單元的時間等厚圖嘗試解釋沉積中心的位置及沉積演化歷史。以上各部分內(nèi)容涵蓋了地震層序解釋的基本概念、基本原理和基本方法，知識性與技能性有機結(jié)合，為開展后續(xù)的地震構(gòu)造和地震沉積解釋奠定了堅實的基礎(chǔ)。

（二）地震構(gòu)造解釋模塊

構(gòu)造是指地下地層在地應(yīng)力的作用下發(fā)生變形變位而呈現(xiàn)的各種地質(zhì)幾何體。其中最重要的構(gòu)造現(xiàn)象為不同類型的褶皺和各種斷層，它們是構(gòu)造油氣藏形成的基本要素，是地震資料地質(zhì)解釋的核心內(nèi)容之一。地震構(gòu)造解釋就是以地震資料為基本手段，識別包括褶皺和斷裂在內(nèi)的各種構(gòu)造現(xiàn)象，具體內(nèi)容包括構(gòu)造的外部幾何形態(tài)、規(guī)模大小、空間分布、構(gòu)造的形成時間、構(gòu)造期次與演變過程，以及構(gòu)造圈閉的識別與綜合評價等。本模塊的教學內(nèi)容可以分為三個層次，首先是應(yīng)用地震資料解釋構(gòu)造的形態(tài)特征、規(guī)模大小和空間分布的基本方法，其次是確定構(gòu)造的形成期次與演化的思路和主要步驟，最后是構(gòu)造圈閉的成圖及其有效性評價。本模塊的教學內(nèi)容核心是培養(yǎng)學生應(yīng)用地震資料開展構(gòu)造解釋的基本技能，我們將教學內(nèi)容細分為復雜構(gòu)造形態(tài)的地震響應(yīng)、斷層的地震剖面和切片識別標志、典型構(gòu)造樣式的地震綜合解釋、圈閉綜合評價及構(gòu)造活動時期分析方法五個小專題，循序漸進，確保學生熟悉地震構(gòu)造解釋的基本流程，基本掌握地震構(gòu)造解釋的基本技能。

（三）地震沉積解釋模塊

地震沉積解釋模塊的教學內(nèi)容安排在地震地層和地震構(gòu)造解釋之后。我們希望通過本模塊內(nèi)容的學習，能培養(yǎng)學生利用地震信息開展組成地層的巖相、沉積相和儲層分布規(guī)律解釋的基本技能。這是地震資料地質(zhì)解釋一個新的應(yīng)用領(lǐng)域，在鉆前生儲蓋預測、隱蔽油氣藏識別等方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在進行課程教學內(nèi)容的梳理過程中，我們依據(jù)教學大綱，確定本模塊的核心是讓學生掌握區(qū)域地震相解釋技術(shù)，為更高層次的巖相和儲層預測奠定基礎(chǔ)。因此，課程的教學內(nèi)容應(yīng)從地震相概念入手，讓學生明白地震相與沉積相的內(nèi)在聯(lián)系。教學的基本內(nèi)容包括地震信息的類型及其地質(zhì)地球物理意義，地震相標志的定義及其在沉積相解釋中的意義，地震反射結(jié)構(gòu)和外部幾何形態(tài)的類型，地震相劃分與編圖基本流程，地震相向沉積相轉(zhuǎn)換的思路、方法、原則和步驟等。綜合技能的內(nèi)容為典型沉積體的地震識別，包括沖積扇、扇三角洲、三角洲在內(nèi)的各種扇體和碳酸巖沉積中生物礁的地震響應(yīng)特征。擴展的內(nèi)容是如何處理地震相分析過程中的多解性和各種陷阱，提高地震相解釋的合理性和準確性。

以上三大模塊構(gòu)成了地震資料地質(zhì)解釋課堂教學內(nèi)容的核心，體現(xiàn)了課程實踐性強的基本特點。課程以解決實際地質(zhì)問題為導向，三大模塊教學內(nèi)容涵蓋了地震資料地質(zhì)解釋工業(yè)流程的主要環(huán)節(jié)，單一模塊有自己的核心內(nèi)容，模塊之間的相互銜接，循序漸進，逐步深入，形成了完整的地震資料地質(zhì)解釋課程教學體系。

二、教學方式的改革

對于以概念、理論為主的專業(yè)基礎(chǔ)課，課堂上教師講解基本的概念、理論和方法，學生聽課，做作好筆記，課程以學生對概念的理解、理論的把握和方法的熟練掌握為基本的教學目的。地震資料地質(zhì)解釋是一門偏重技能培養(yǎng)的課程，重點培養(yǎng)學生解決實際地質(zhì)問題的能力，側(cè)重知識的應(yīng)用、流程的熟悉和問題的解決，實踐性非常強，因此，有必要對傳統(tǒng)的教學方式進行改革，以適應(yīng)課程新的教學內(nèi)容體系[5]。在課堂教學過程中，我們充分利用創(chuàng)新班、卓越班小班授課的條件，摒棄傳統(tǒng)的填鴨式的授課方式，積極引入研討性的教學方式，重點在授課方式、課堂討論、案例分析等方面進行合理的改革。

在課堂上，我們把三大模塊的教學內(nèi)容細化為需要解決的具體地質(zhì)問題，重點闡述該地質(zhì)問題的地質(zhì)意義，地震解釋該問題需要應(yīng)用到的地震信息及其相關(guān)原理，地震解釋方法及其基本流程等。同時針對不同問題精心準備單項技能訓練素材，引導學生設(shè)計最優(yōu)的地震資料地質(zhì)解釋方案，讓學生實際動手完成相應(yīng)地質(zhì)問題的解釋，掌握地震資料地震解釋的基本方法，切身體驗并熟悉地震資料地質(zhì)解釋的基本流程，培養(yǎng)學生地震資料地質(zhì)解釋的基本技能。例如在進行地震層序解釋的課堂教學中，我們準備了實際的地震剖面，讓學生直觀認識地震反射同相軸、波組和波系的基本特征，親身感受這三種地震波組合在地震反射界面追蹤和閉合中的作用，觀察地震反射界面上下地震反射的基本特征，并在課堂上完成同相軸、波組和波系的追蹤和解釋。學生完成課堂作業(yè)后，當堂對學生的完成情況進行有針對性地點評，分析學生在實際案例解釋中存在的問題，啟發(fā)學生對案例不同的解釋方案發(fā)表各自的意見，讓學生在充分討論的基礎(chǔ)上達到熟練掌握地震資料地質(zhì)解釋技能的目的。

三、實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置

以技能培養(yǎng)為目標的課程實踐環(huán)節(jié)尤為重要[6][7]。除了在課堂上采用案例啟發(fā)式的研討性教學以外，我們還精心設(shè)置了地震資料解釋綜合能力培養(yǎng)的實踐環(huán)節(jié)——地震資料地質(zhì)解釋課程設(shè)計。該設(shè)計以我國西部某油田的三維地震資料為素材，選取21條地震測線，在為期兩周的時間內(nèi)，讓學生應(yīng)用課堂所學的知識和掌握的技能，開展該工區(qū)二疊系-白堊系地震資料地質(zhì)解釋的綜合研究，包括地震標志層的識別和追蹤、不整合面的判定和解釋、斷層的解釋和閉合、主要標志層構(gòu)造圖的編制、剖面上主要地震相標志的確定、給定目的層區(qū)域地震相的分析等，把課堂講授的三大模塊教學內(nèi)容有機地融合到該綜合研究中，讓學生在綜合解決上述地質(zhì)問題的基礎(chǔ)上將課堂上掌握的各單項地震資料地質(zhì)解釋技能形成完整的配套技術(shù)，激發(fā)學生應(yīng)用地震資料解決地質(zhì)問題的專業(yè)興趣。最后要求學生編寫針對該工區(qū)地震資料地質(zhì)解釋的綜合成果報告，報告中要體現(xiàn)課程設(shè)計的基本目的、應(yīng)用資料情況，研究思路和技術(shù)流程，詳細介紹地震地層、地震構(gòu)造和地震相解釋的基本方法、具體成果，各種地質(zhì)現(xiàn)象的剖面和平面特征，綜合地層層序、圈閉和沉積特征，預測研究區(qū)有利的油氣聚集帶，提出工區(qū)有利的勘探目標。最后，分小組要求學生就自己的成果在課堂進行交流，鼓勵學生發(fā)表創(chuàng)新性的觀點，提出新的地質(zhì)解決方案，以達到培養(yǎng)學生文字表達和成果交流的能力。課程設(shè)計這一綜合實踐環(huán)節(jié)的鍛煉，可以幫助學生加深對地震資料地質(zhì)解釋基本理論和方法的理解，讓學生進一步熟悉地震資料地質(zhì)解釋的基本流程，能更加系統(tǒng)性地掌握地震資料地質(zhì)解釋的基本技能。

四、考核方式的調(diào)整

在課程研討性教學模式的構(gòu)建和實踐過程中，我們對課程的考核方式進行了必要的調(diào)整，調(diào)整涉及考核過程、考核內(nèi)容和評價標準等多個方面。我們采用多階段過程控制的考核方式，平時成績和期末考試成績各占50%。平時成績的依據(jù)是課堂內(nèi)容知識的掌握程度、課堂練習完成的情況、實踐環(huán)節(jié)地質(zhì)問題解決方案的合理性、地質(zhì)圖件編制的規(guī)范性以及成果報告的學術(shù)性等多個方面，以學生的地震資料地質(zhì)解釋的能力為核心評價標準，基于課堂問題回答情況、專項練習完成情況、實踐環(huán)節(jié)成果報告水平以及多媒體匯報能力等多方面形成學生的平時評定成績。期末考試以實際地震剖面的地質(zhì)解釋為考試內(nèi)容，在給定的地震剖面上，要求學生開展給定參考點的地震反射界面的追蹤，判別地震反射界面的類型及其地質(zhì)意義，劃分不同級次的地震地層單元，識別剖面上斷點的準確位置，完成剖面上斷層的解釋及其組合，分析與斷層伴生的各種褶皺，確定典型的地震相類型，合理推斷沉積環(huán)境。考試的內(nèi)容涵蓋了課程教學體系中地震層序解釋、地震構(gòu)造解釋和地震相解釋三大模塊的全部內(nèi)容，既能考查學生對基本概念、基本方法和基本原理的掌握程度，又能評判學生地震資料地質(zhì)解釋能力的強弱。平時成績與期末考試成績并重，考查結(jié)果更加客觀、更加公正，這種考核方式得到了學生的普遍認可。

五、結(jié)語

在構(gòu)建地震資料地質(zhì)解釋研討性教學模式過程中，我們緊緊圍繞培養(yǎng)學生應(yīng)用地震資料地質(zhì)解釋能力的教學目標，對教學內(nèi)容進行了模塊化的系統(tǒng)設(shè)計，形成了完善的地質(zhì)資料地質(zhì)解釋教學內(nèi)容體系。通過采用啟發(fā)式、案例式研討性教學方式，可以更好地幫助學生理解地震資料地質(zhì)解釋的基本概念，讓學生熟悉地震資料地質(zhì)解釋的基本流程、掌握地震資料地質(zhì)解釋的基本技能；實踐環(huán)節(jié)的設(shè)置可以進一步培養(yǎng)學生地震資料地質(zhì)解釋的綜合技能；基于課程的多階段考核方式能夠更好地反映學生對知識的掌握程度、地震資料解釋技能的高低以及綜合解決地質(zhì)問題的能力，成績的評定更加客觀，這調(diào)動了學生學習的積極性。通過三年的摸索與實踐，我們初步建立了適應(yīng)課程特點的研討性教學模式，在連續(xù)三個年級的教學中取得了良好的教學效果。

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[責任編輯：陳 明]