滲流力學課程教學方法探究

孫曉飛 蔡林峰 李朋 張艷玉 劉永革

[摘? ? ? ? ? ?要]? 21世紀以來，隨著課程化改革的推進，在全新的教育模式中實現了教學資源的共享。石油天然氣工程類專業在新的課程改革中結合實際發展的情況以及滲流力學課程標準，在國家推進精品課程建設的大背景下，實現課程的全面升級與創新。通過一系列的措施，如，課件的開發、視頻課程的制作、仿真實驗室的建立，對滲流力學進行全方位、多元化、寬廣度的分析整合，推出新的精品課程。課程的建設一定程度上帶動了教育、教學水平的提高，教育模式的改革以及實現了優質教育的平臺化共享，推進整個課程體系的發展。同時，課程模式的改革在一定的程度上推進教學模式以及教學手段的多方面發展。實踐課程發展證明，該課程的理論化建設成果在石油以及天然氣類工程的創新發展中有著很好的示范影響力。

[關? ? 鍵? ?詞]? 滲流力學;CAI課件;網絡視頻;虛擬實驗室

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）01-0028-02

滲流力學，很明顯屬于流體力學的一個重要分支，是綜合研究流體在多孔介質中是否有流動性質規律的一門重要的學科。滲流力學課程作為石油天然氣探測、開發與開采的知識性理論基礎，在大數據、信息化大發展的背景下，研究地下油氣層的流動性規律，主要的研究發展目標就是通過課堂的實際講學讓學生充分掌握滲流力學的基本概念、先進的理論以及能夠運用實際的技巧去解決滲流力學問題。

一、滲流力學的課程建設

在實際的課堂教學中讓學生掌握油氣滲流的基本的運動規律以及化學方程式的建立方法，進一步明確滲流力學的基礎理論知識，學好這些專業化知識有利于下一步的油氣開采以及提升原油的回收效率，通過專業課的學習以及平時的實踐操作解決滲流力學的問題可以有效提升學習的效率，很好地適應我們的教學以及日后的實踐操作。[1]

平時的教學過程中要注重學生動手操作能力的培養，通過具體的實驗課程讓學生掌握基本的實驗課技巧，學會儀器的使用以及儀表表盤設備的綜合操作和測試方式，進一步使學生形成嚴謹的作風，提高其實踐的操作能力以及科學的創新思維。

為了進一步貫徹教育部以及教科委關于進一步深化課程改革以及建設精品課程的方案實施意見，結合石油以及天然氣工程類專業發展的前景以及學科固有的知識特點，從一些方面進行進一步的闡釋，在綜合構建大平臺的基礎上建設課程探究的一體化進程。

二、滲流力學CAI課件開發

這一款軟件的綜合開發，通過利用基礎的Authorware 7.0軟件編制開發CAI課件，打包發布成為EXE文件，可在個人電腦和網絡中使用。在具體的開發以及實驗過程中，應用基礎的軟件去編制動畫的功能，軟件會自動生成滲流力學方面的視頻動畫，然后用動畫的形式將這些知識生動形象地展示給學生，學生在一定的操作儀器上通過自己對實驗按鈕的親自操作，可以直觀地看到一些視頻演練，進一步理解滲流力學的整個發展過程。[2]同時，該系統有專屬的語言講解模式，在學生的實際課堂中，語言的講解配合課堂中的PPT的文字性的內容可以讓學生對本課的理解程度更加深刻。在每一章每一節的PPT內容中涵蓋主要內容的解析以及公式方法的詳細推演過程。CAI課件系統的綜合開發就是利用信息化、數據化的模式，在課堂的實際教學過程中，利用章節內容的概括、形象動畫的展示以及語言聲音的導讀、公式詳情的推演等一步步地闡釋該課件的基礎功能。由于課程理論性較強，我們在綜合運用CAI課件的基礎上進行一系列的創新，比如，針對理論性很強的章節，把其中的計算推導以及公式演變等植入該章節的視頻講解或者PPT中，讓學生可以更好地理解其中的內容，更好地理順思路，辨析整個問題的來龍去脈。另外，我們可以在課堂進行專項練習，這就要求CAI軟件系統有很好的展示、兼容、運行能力。更能激發學生的學習興趣以及學習的積極性。這樣輔助化的教學模式，可以達到相當好的學習效果以及理想化的學習動態。我們的系統就是在整合線上線下資源的同時，結合實際的情況，對課本的內容進行綜合理論化分析，借助課件的形式將章節的內容進行必要的展示、對形象化的內容進行視頻的演練、對具體的公式化內容進行詳細的推演、對模塊化的東西進行組織整合。

三、滲流力學課程網絡視頻制作

依照國家精品課建設的相關性標準，滲流力學課程網絡視頻制作必須和國家的精品課程標準相結合，在吸取先進經驗的基礎上，必須保證視頻拍攝的規范化以及視頻在同類的課程中具有先進性，在以上的建設基礎上進一步提升滲流力學的標準化課程建設。首先，這一標準化的建設模式有利于促進教學模式的改革，以此能夠更好地適應新時代發展的基本要求，在信息化、網絡化、數據化模式發展的當下實現歷史性跨越。其次，這一標準化建設有助于促進教育的公平，讓所有的學生以及整個社會共同享受教育資源的優質化模式。最后，有利于在同類同等的高校中形成一種良好的競爭模式，一個學校的建設可以得到其他學校的廣泛模仿，從而推進同類高校課程的改革以及教育模式的更新換代。課程依據現實的動態理論知識以及最新的科研成果，進行詳細化的理論研究，力求做到國內領先、國際先進化水平。教育的全方面網絡化、智能化、信息化已經成為時代發展的潮流，也有要面臨許許多多的問題以及挑戰。比如：如何解決好高校教師之間以及同類型學校之間的競爭問題;如何進一步促進教育水平的提高;如何實現模式化的變更以及改革;如何進一步促進理論化動態模式在新視野下的運行發展;如何實現教學的公平性、公開性、共享性。可制作一些相關性的視頻以及課件去進行效果的反復分析以及論證。[3]

四、滲流力學虛擬實驗室建立

在虛擬仿真的實驗室建設中，基于模式的可控化建設以及虛擬的原型技術，對我們的幾何微觀處理模型進行整體性分析，可以在建造模型的基礎上，進行課件運用以及視頻動畫的滾動播放，通過“不可壓縮液體的平面徑向穩定滲流”“單相液體壓力恢復不穩定滲流”等實驗可以解決一些基本的問題，也可以通過動畫的形式生動再現。

虛擬仿真實驗室是基于大數據平臺的一體化處理以及模式化的整體分析，基于CAI課件研發的基礎上進行一定的創新。通過模塊化的三維立體模型進行幾何狀態、功能延伸、制作變更以及產品的統一建模等方式去進行全方位的分析，綜合運用大數據模式、實驗分析模式、采集互換模式等去進行處理。

五、滲流力學課程建設特色與成效

在國家精品課堂計劃方針的統一協調部署下，滲流力學國家級精品課程已經走過幾個年頭。滲流力學國家級精品課程作為行業以及教育內的先進課程，始終把科研、教育、就業統籌在一起進行發展。在滲流力學國家級精品課程資源綜合利用的基礎上，成立了一種開放共享式的合作平臺，著眼于國家精品課程的建設去積極促進課程的進一步研發、創新。在教學模式、學習氛圍、教學體系的優化、教學結構的改變以及教學效果的實現方面都發揮著積極的作用。

具體化的成效如下所示：

1.課堂內部的教學與視頻CAI課件等的制作緊密的結合在一起，通過建立虛擬化的仿真實驗室可以形成多樣化、全方位、寬角度的教學模式。在視頻課程的綜合帶動下，現代化、信息化教學手段得到了更新換代。綜合教學模式的整體化變遷以及教育效果的全方位呈現，可以很好地實現教學平臺質量的全面提升。

2.針對滲流力學國家級精品課程，可以依托大數據庫資源，對教學資源進行優化整合，對教學目標、內容、形式、手段、方法進行一定的創新。根據課程的獨有特色進行技術的全方位整合，在遵循基本原則的基礎上進行技術性融合以及模型化建立。既要注意探究結果的正確性，同時，對探究的過程也要充分重視。我們在思考基本的思路時就要統籌考慮一些問題：如何形成鮮明的主題以及風格迥異的教育設計;如何進一步提高學生的觀察能力、雙向思維能力、分析診斷能力以及解決問題的能力。

3.在平臺建立的基礎上，通過多維度的知識層次以及多廣度的知識框架去運行整個系統。滲流力學國家級精品課程在綜合多方面資源的基礎上，進行資源的有效整合以及共享。在“十三五”教育教學目標大框架的模式下，借助教育改革的潮流以及新課程標準，進一步實現高校的教育質量在上一個新的臺階。改革是一個系統化的工程，借助資源共享的新型理念以及就業大環境的影響，我們的課程立足于實踐化的操作。同時，滲流力學國家級精品課程或者說這一門學科也是考研的重要專業學科。我們的課程也從另一方面為廣大的考生提供一個全新的學習平臺以及學習的工具。

六、結束語

在長期的課程建設下以及實驗證明下，可以得出該課程的建設對人才的培養有促進作用。正是在學校的大力推廣下，我們的平臺建設又邁上了一個全新的臺階。滲流力學國家級精品課程通過課件、虛擬仿真實驗等形式去啟發學生、教導學生，有利于教學模式的更新換代以及課程的全方面開展，推進了教學內容、教學方式和手段向廣度、深度發展，教學對象向相關專業延伸。這一課程是在新課程標準的指導下，通過一系列的培養和教育，最終培養出創新化、實踐化、理論化兼有的示范性人才。

參考文獻：

[1]張樹才，王明俊.基于虛擬現實技術的課件制作方式研究[J].科技信息，2010（21）：72-73.

[2]林玉保，楊清彥，劉先貴.低滲透儲層油、氣、水三相滲流特征[J].石油學報，2016，27（S1）：124-128.

[3]鐘會影，尹洪軍.《滲流力學》網絡虛擬實驗室輔助教學模式探索[J].實驗科學與技術，2012，10（6）：98-100.

編輯 張 慧