以能力培養為導向的應用型專業課實踐教學改革探索

國景星 李紅南 劉太勛

摘 ? ?要：文章基于以學生為中心、以成果為導向的教育理念，以資源勘查工程專業應用型核心課程“油氣田地下地質學”課程為例，聚焦學生實踐技能、研究能力、創新意識，從構建“三位一體”實踐教學體系，即強化基本技能訓練提升實踐能力、推進探究式教學培養創新意識、開展綜合性課程設計提升綜合分析與創新能力三大途徑保障實踐教學改革方案順利實施及教學效果。

關鍵詞：油氣田地下地質學;成果導向教育;實踐教學;研究能力;創新意識

中圖分類號：G642.0 ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ?文章編號：1002-4107（2022）03-0047-04

美國能力運動發起人戴維·麥克利蘭認為，只有核心能力才是學生成功就業和可持續發展的關鍵要素[1]。關于核心能力，不同學者持有不同看法。周開發、曾玉珍認為學生核心能力包括個人效能、知識能力、學術能力、技術能力和社會能力[2]。張揚、冀蘆沙綜合國內外的標準和要求，認為核心能力主要包括知識能力、技術能力、學習能力、個人素質能力、職業道德、全球思維、創新創業能力等七個方面[3]。

實踐教學在高等工程教育中的重要地位毋庸置疑，培養成效不僅關系到學生基本專業能力構建程度，更關系到教學目標達成及社會或用人單位對教學質量的認可[4-5]。因此，有必要積極推進并持續改進實踐教學。學生通過不同形式的實踐教學活動將理論知識、方法技術與工程實際有機融合，不僅有助于鞏固所學專業知識和基本技能，有助于培養學生實際動手能力，提升學生解決實際問題的能力[6]，還可以激發學生的學習興趣，提升學生的思辨意識和創新能力，對實現現代化強國的戰略目標至關重要[7]。因此，優化實踐體系教學框架、踐行實踐教學改革、改進實踐教學評價標準，是課程建設的重要方向，更是全面提升高等工程教育質量的保證。

本文針對資源勘查工程專業核心課程“油氣田地

下地質學”，以2015和2018年兩次接受全國工程教育認證工作為契機，開展基于OBE工程教育理念， 以學生為中心、以能力培養為導向、持續質量改進的課程實踐教學模式探索與實踐，以期實現增強學生專業核心能力、提升工程人才培養質量的目標。

一、以能力培養為導向，構建“三位一體”實踐教學體系

為了促進學生對理論知識、方法技術的理解，有效整合知識體系，并將知識、方法、技術應用于油田勘探開發地質的實際研究，提升學生解決復雜地質問題的能力及創新能力，助推學生自我發展、自我革新[8-11]，通過近幾年的教學實踐，逐步構建并完善了“油氣田地下地質學”課程實踐教學體系，該體系包括基本技能訓練、熱點及難點問題探究式教學、綜合設計與研究等實踐教學環節。相對于過去的實踐教學體系，新增探究式實踐教學環節，突出開放性、自主性和探索性;強化基本技能訓練，訓練項目由過去的4項增加到如今的8項，訓練性質由過去的編圖訓練轉變為如今的編圖、計算、分析相結合的多元化、系統性訓練，使得基本技能訓練覆蓋面更廣，有助于提升學生專業基本技能和專業素養;課程設計由原來的教師給定研究任務、研究思路和具體要求，轉變為教師設定主要目標，學生依據總體目標以及各自的專業知識與方法學習掌握情況，自主設計具體研究項目（分目標）、研究技術路線并付諸實施，在實施中發現問題、及時交流并解決問題，突出研究方案設計、基礎資料信息挖掘、研究內容差異性與創新性。實踐教學體系的基本框架見圖1。

二、精心組織和實施“三位一體”實踐教學改革方案，提升學生核心能力

（一）圍繞核心內容，強化技能訓練，提升實踐技能

作為專業核心課程，“油氣田地下地質學”具有四個鮮明特色：（1）課程內容豐富，主要包括以獲取地下地質資料為主要目的的鉆井地質、服務油田勘探，特別是開發地質的五項重點專題等。（2）用于開展地下地質研究的直接地質資料有限，測井等間接資料豐富多樣但具不確定性。（3）理論與推理假說并存、方法與技術多元，需要基于實際需求加以優選和綜合。（4）應用性極強，課程內容直接服務于油田勘探開發各個階段地質研究與油氣生產，并在實踐中得以不斷豐富、完善和提高。

基于以上課程性質以及研究需要，以研究或應用專題為對象模塊化教學內容，設計圍繞各教學模塊及研究重點、研究核心的技能訓練項目，強化理論與實踐的結合，培養學生專業基本素養與實踐能力，為研究與創新奠定基礎。具體實施過程包括三個關鍵環節：（1）設計、優選訓練題目，在原有的油層對比剖面圖、小層平面圖、斷面構造圖及油田地質剖面圖編圖訓練的基礎上，為了滿足各研究專題、研究核心的需要，新增巖心綜合錄井圖、沉積微相平面圖、儲層非均質性分析及油氣儲量計算四個訓練項目，進一步提升學生應對各研究專題中核心圖件編繪能力。（2）針對每一項基本技能訓練，加強對原始資料或數據類型與收集渠道的理解，明確訓練目的及其在各專題研究中的作用，落實理論與實踐相結合，實現“學中做、做中學”。（3）開展問題分析與討論，增強問題意識與分析能力。例如，在沉積微相平面分布圖的編制中，經常出現將砂層厚度等值線簡單理解為沉積亞相或微相邊界線現象，引導學生深入分析沉積亞相或微相的劃分依據，砂層厚度只是劃相依據之一，還需要考慮與砂層厚度相關的砂層數量、測井曲線特征、滲透率特征、含油性特征等其他因素。

（二）推進探究式教學，培養學生探索精神、分析能力及創新意識

“油氣田地下地質學”課程體系的不斷完善及教育水平的不斷提升，得益于油田開發實踐的持續深入、實踐中新問題的不斷出現，以及為了解決新問題、提升開發效果的理論創新和方法創新等。例如，地質與測井密切結合，不僅解決地下資料不足的問題，而且派生出邊緣學科“測井地質學”，拓寬了研究領域，創新了研究方法;地質與數學及計算機技術的深度融合，不僅縮短了數據處理及研究周期，并且將傳統的定性為主分析研究拓展為定性與定量結合、多方法探索對比，使地質研究、地質推論依據更加充分，提升了結論與認識的可信度。為此，積極倡導學生廣泛調研，引導學生關注和分析地質類、地球物理測井等資料在解決地下地質問題方面的相似性和差異性，傳統地學類方法、地球物理方法、計算機技術等交叉融合對解決油田開發地質問題帶來的優勢，并根據探究式選題設計，選擇或自擬題目，在任課教師、專業指導教師的指導下，從深度調研與資料收集、閱讀理解與精細對比、歸納總結與研討交流等環節培養學生的思辨意識、創新精神和研究能力。

在具體實施過程中，對選題設計與數量要求實施動態管理。在選題設計方面，密切跟蹤油田開發地質研究進展以及實施中學生總結與交流中暴露出的不足等，對選題題目進行調整。在選題數量方面，以資源勘查工程專業2016級和2017級為例，考慮到資源勘查工程專業2016級將該課程安排在第六學期，學生面臨的學習時間和精力投入充足，因此，學生要在兩組選題中各選一題[10]，完成兩個選題的調研與總結。資源勘查工程專業2017級該課程由第六學期推后至第七學期，由于學生面臨考研及找工作等情況，每位學生在調整后的選題中自主選擇一個題目，每個選題不超過5人，以保障每個班的選題覆蓋面，避免選題過于集中或重復，同時有助于總結交流時根據選題進行分組，較好地落實了學習與研究相結合，從而實現了兩方面轉變：一是由“重學輕思”到“學思結合”的轉變[12];二是由“記憶知識”學習觀向“應用知識”學習觀轉變，實現“由學到研、以研促學、由研促創”的目標[13]。

（三）開展綜合性課程設計，培養綜合能力和創新能力

作為課程三大類主要實踐教學活動之一，除了關注學生對理論和方法的總體掌握、在未來研究中作用的理解之外[14]，還要注重培養學生以下能力：（1）學生在課程設計中的主體性。（2）基于研究目標的整體設計能力培養。（3）收集整理基礎資料，充分理解各種基礎資料與目標任務之間的關系，深入挖掘各類基礎資料的應用價值。（4）基于各研究目標核心圖件的編制以及參數計算。（5）研究報告編寫中對圖件、數據的綜合分析等。

例如油氣儲量計算看似簡單，僅需要獲取兩個關鍵參數——含油面積及油層平均有效厚度——即可結合其他資料完成儲量計算，實則貫串對基礎資料、各基礎或核心圖件作用以及各圖件相互關系理解的綜合考察。其中包括多個關鍵環節：其一，由已知的各口井油層數據，通過油藏剖面圖的繪制，獲取油水界面海拔高程;其二，通過油層頂界面構造圖，結合油水界面海拔高程數據，在油層頂界面構造圖中獲取外含油邊界線;其三，以外含油邊界線、砂巖厚度等值線中的砂巖尖滅線等為基礎，結合各井油層有效厚度數據，編繪小層平面圖，準確落實有效厚度零線及有效厚度等值線。通過以上三個環節的實施及核心基礎圖件邏輯關系的準確理解，方可由小層平面圖準確讀取含油面積，并根據小層平面圖特征采取科學、適當方法求取油層平均有效厚度，由此使得學生在實踐中進一步學習并深入理解和掌握基本理論、基本方法，準確把握基礎圖件之間的相互關系，分析、研究各基礎圖件專項研究中的作用，做到學習、作圖、研究、分析有機融合。

在“儲層特征分析”中，包括基本要求和拓展性要求兩個層次。基本要求主要包括：編制砂層厚度平面分布圖及沉積微相平面分布圖，重點分析儲層的分布特征，掌握儲層研究核心圖件編制及其在儲層特征分析中的作用。拓展或提高包括基于給定的測井曲線及油層儲集物性等信息，結合理論課中有關沉積微相分析、儲層非均質性分析等知識和方法的學習，啟發學生深入思考和探索：（1）如何利用測井曲線開展沉積相分析？（2）可以開展哪些方面的儲層非均質性分析？（3）能否開展儲層非均質性定量分析？分析的定量指標有哪些？（4）依據自己的分析與判斷，開展研究設計，列出預期成果（包括儲層非均質性定量描述）。通過拓展性研究方案制定與實施，培養學生基于復雜地質問題的研究設計能力、研究實施能力、探索與創新能力，由此實現“設計、研究、分析、創新”一體化，培養和提升學生的設計、研究與創新能力。

通過以上實踐教學改革，除了提升學生的專業素養、實踐技能、研究能力、創新能力之外，還有助于提升學生的協作精神與團隊意識。一是在探究式教學環節，相似或相同選題的學生組成研究小組，整合調研內容，分工協作完成匯報PPT制作及匯報交流;二是通過課程設計中分組開展油層對比、繪制對比圖、讀取對比結果，培養學生的協作意識及團隊精神。

三、強化實踐教學在學習評價中的占比，激發實踐源動力，提升教學效果

考試是評價人才質量的重要手段，也是促進教學相長的有效途徑。科學設置考核模式及考核內容，不僅有利于全面考察學生學習情況和教學效果，更有助于引導學生由被動學習向“學習、作圖、研究、分析”一體化、注重實踐應用、提升綜合能力方向轉變，積極主動地投入實踐教學，為培養應用型、創新型人才奠定扎實基礎。為此，“油氣田地下地質學”課程考核，一方面采取以能力培養為導向的多元化考試改革方案，突出考核過程化、形式多元化、內容開放性和靈活性等[15];另一方面，強化實踐教學考核，提高實踐教學考核在各環節、各形式考核中的占比，激發學生實踐動力，積極開展實踐教學，增強學生的中心意識、主體意識及自主性。具體方案如下：（1）基本技能訓練環節，強化圖件準確性、規范化，在成績總評中占比20%。（2）探究式教學環節，突出調研廣度與深度、綜合分析及總結交流，在成績總評中占比10～15%。（3）期末綜合考試環節，從不同層面考核實踐應用能力，主要包括作圖與分析、計算與分析、綜合分析題等，在期末筆試考試中占比20～25%。以上三項實踐教學考核在“油氣田地下地質學”課程成績總評中占比不低于50%，最高可達60%。（4）課程設計屬于“油氣田地下地質學”課程綜合實踐，從研究設計與平時工作情況（20%）、圖件質量（準確性、規范性等，30%）、綜合報告（50%）等三個方面進行考核。相較于早前評價中重點強調圖件質量以及綜合報告的系統性、完整性而言，調整后的評價方案：第一階段，新增研究設計考察，根據設計路線（圖）的邏輯性、完整性等給予評價;第二階段（研究設計的實施過程），除了圖件質量之外，強化核心圖件關系理解方面的檢查與評價、拓展性研究開展情況;第三階段，在綜合報告中，除了重點關注和檢查對核心圖件的分析及報告系統性、邏輯性之外，突出基于實際資料的應用潛力挖掘、拓展或創新性研究的總結描述（分析深度、定量指標及準確性等）。

四、結語

構建“三位一體”實踐教學體系為提升學生核心能力搭建平臺，從強化基本技能訓練提升實踐能力、推進探究式教學培養創新意識、開展綜合性課程設計、提升綜合分析與創新能力來保障實踐教學改革方案順利實施及教學效果，通過完善實踐教學考核體系、提升實踐教學在學習評價中的占比以激發學生積極開展實踐教學原動力。貫徹落實了以學生為中心、以成果為導向的教育理念，實現了理論與實踐有機結合，由知識性學習向研究性學習轉變，做到“學習、作圖、研究、分析”一體化，學生的專業素養、實踐技能、研究能力、創新思維、團隊意識等得到有效提升，為服務油氣勘探開發實踐與創新研究提供有效保障。

參考文獻：

[1]楊啟霞，尤東江，孫洪偉，等.新工科視域下環境類人才培養? ? 模式改革探索與思考[J].科教導刊，2021（4）.

[2]周開發，曾玉珍.新工科的核心能力與教學模式探索[J].重? ? 慶高教研究，2017（3）.

[3]張揚，冀蘆沙.新工科背景下基于學生核心能力培養的地? ? 方高校教學模式創新[J].山東農業工程學院學報，2019（1）.

[4]孫晶，張偉，任宗金，等.工程教育專業認證畢業要求達成度? ? 的成果導向評價[J].清華大學教育研究，2017（4）.

[5]覃荷瑛，刑心魁.突出工程能力和創新能力培養的土木工? ? 程專業實踐教學體系[J].高等建筑教育，2017（3）.

[6]陸鑫，任立勇.基于OBE工程教育理念的課程實踐教學? ? 模式探索[J].實驗科學與技術，2018（6）.

[7]蔚婧，李道江，郭西京.新工科背景下的高校實踐教學改革? ? 探索[J].物聯網技術，2019（2）.

[8]李輝.建設創新實踐平臺 提升大學生創新能力[J].中國高? ? 等教育，2013（17）.

[9]王香婷.深化人才培養模式改革 提升大學生創新實踐能?   力[J].實驗技術與管理，2014（9）.

[10]國景星，李紅南，張立強.研究性教學模式在應用型專業? ? ? 課中的實踐探索——以油氣田地下地質學為例[J].高教? ? ? 論壇，2019（2）.

[11]國景星，李紅南，張立強，等.OBE理念下“油氣田地下地? ? ? 質學”課程教學設計及實踐[J].中國地質教育，2019（2）.

[12]范士杰，彭秀英，樊彥國，等.OBE理念下“地圖學”課程教? ? ? 學設計與實踐[J].高等理科教育，2016（6）.

[13]史秋衡，郭建鵬.我國大學生學情狀態與影響機制的實證? ? ? 分析[J].教育研究，2012（2）.

[14]國景星.“油氣田地下地質學”課程設計的實踐與探索[J].? ? ? 中國地質教育，2010（2）.

[15]國景星，李紅南，張立強.以能力培養為導向的多元化考? ? ? 試改革探索與實踐——以“油氣田地下地質學”考試改? ? ? 革為例[J].中國地質教育，2017（2）.

2407500520363