案例教學在“高等油藏工程”課程的實踐及應用

楊滿平 施而修 韓鑫

[摘 要] 案例教學是培養專業學位研究生的一種重要教學手段，“高等油藏工程”是石油與天然氣工程專業學位研究生一門重要的學位課程，通過多年的教學準備和實踐，對該課程案例教學存在的案例典型性不足、學生參與案例教學的程度和積極性不高、教學效果不夠等問題進行了深入的分析和改進。通過完善案例庫資料，提高案例庫質量，采用多種教學模式并在教學中引入思政元素，并建立了比較完善的教學和實踐案例庫。同時，通過完善案例教學的評價機制，對課堂教學和項目實踐效果進行評價，為進一步提高案例教學效果提供依據。實踐表明，案例教學是培養學生主動學習的最重要途徑，能夠提高教學效果。

[關鍵詞] 案例教學;案例庫;高等油藏工程;實踐

[基金項目] 2019年度河北省教育廳省級研究生專業學位教學案例庫立項項目“油氣藏開發動態分析案例庫建設及應用”（KCJSZ2019028）

[作者簡介] 楊滿平（1974—），男，湖南永州人，博士，燕山大學車輛與能源學院副院長，教授，主要從事油氣田開發及開采領域理論及教學研究。

[中圖分類號] TE34-4;G643.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-9324（2022）18-0149-04 [收稿日期] 2021-06-28

引言

專業學位是針對社會特定職業領域的需要，培養具有較強的專業能力和職業素養，能夠創造性地從事實際工作的高層次應用型專門人才而設置的一種學位類型。培養專業學位研究生，就是重點培養具有較高專業知識水平與較強實際工作能力的應用人才，因此，對學生實踐能力的培養尤為重要。而案例教學則是提高教學效果和培養學生實踐能力的一種重要的教學方法，非常適合于專業學位研究生的課程教學[1，2]。

案例教學（Case Method）是一種開放式、互動式的新型教學方式，是由美國哈佛法學院前院長C. C. Langdell于1870年首創，后經哈佛企管研究所所長W. B. Doham推廣，并從美國迅速傳播到世界許多地方，被認為是代表未來教育方向的一種成功教育方法。如1991年，Kowalski提出案例教學法可以訓練學生的推理、思索、解決問題的能力[3];1992年，Shulman將案例教學法定義為將案例作為教學媒介的一種教學方法[4];1996年，Merseth提出案例教學法包括大班級及小團體的討論、案例中的角色扮演或案例撰寫等[5]。20世紀80年代，案例教學引入我國，并逐漸得到廣泛應用[6-9]。

“高等油藏工程”課程是石油與天然氣工程專業學位研究生的一門專業學位課程，該門課程的核心內容是要求學生掌握各種油藏動態分析方法，對油氣藏的開發動態進行綜合分析，找出相應的開發規律并總結開發中存在的問題，并在此基礎上找出影響油氣藏開發效果的主要因素，提出相應的開發調整對策。該課程對研究生理論知識、專業與實踐技能具有很高的要求，涵蓋了包括油氣田開發地質學、滲流力學、油層物理等多學科知識，對于培養學生的專業能力及提升綜合素質等方面具有重要作用。因此，在課程的教學過程中案例教學就顯得尤為重要，通過一個合適的油氣藏真實開發案例進行教學，讓學生充分掌握油氣藏動態分析的方法、內容、目標和意義，并且在本課程項目實施過程中，要求每位學生自主完成一個油藏的案例分析，進一步加深學生對該方法的認識和利用。油藏動態分析案例庫建設及案例教學實踐，有助于增強該課程授課的針對性及增強學生對專業知識的把握和應用能力，對于石油與天然氣工程專業的研究生投入專業實踐，以及在油氣田開發領域從事研究工作具有非常重要的實踐意義。

一、目前案例教學存在的問題

案例教學是“高等油藏工程”課程教學過程中一種非常重要的教學方法，但在案例教學實施過程中往往存在一些問題，導致本課程的案例教學達不到預期效果，主要表現在以下幾個方面。

（一）案例的典型性

油藏動態分析方法多、內容廣，如何找到一個既能夠適用于絕大部分油藏動態分析方法，也能夠覆蓋所有分析內容的案例尤為重要，因此案例的代表性和典型性就非常重要。我國油氣藏類型比較復雜，不同的油氣藏類型在開發過程中出現的生產規律和問題也各不相同，需要采取不同的動態分析方法，有針對性地開展分析。

比如我國東部分布普遍的陸相復雜斷塊油藏，其開發主要受到斷層、儲層非均質的影響，很難形成較好的注采系統，因此開發效果一般比較差，此類油藏要開展動態分析，需要對油藏地質特征取得精細和準確認識的基礎上進行，才能找到影響開發效果的主要因素，并提出有針對性的開發調整對策。

（二）學生參與案例教學的程度和積極性

從目前實施案例教學后的反饋看，影響學生參加案例教學的程度和積極性主要表現在以下幾個方面：授課學時有限，教師難以對所有知識點進行詳細講授，學生需要花一定的時間自學一些相關的知識;學生的專業基礎素質存在比較大的差別，特別是一些轉專業的學生，專業基礎相對要差一些;有關油氣藏方面的知識比較抽象，學生難以理解;學生對油田實際案例了解并不充分，也沒有參加過類似的案例教學，參與案例教學及案例分析沒有頭緒。上述原因導致學生參與案例教學的程度比較低，積極性也難以提高，因此需要進一步完善案例教學的內容及學生參與案例教學的過程。

（三）案例教學的效果

案例教學對專業學位研究生來說，一定程度上解決了課堂教學理論與實踐脫節的弊端，是培養專業學位研究生職業能力的重要手段。但在實際教學中，仍然面臨以下一些問題，影響到案例教學的效果：案例的典型性、數量和質量是否達到要求，案例教學是否能夠覆蓋所有的重點和難點，學生對案例教學的適應性及參與程度如何，學生是否做了提前準備，學生的學習效果如何考核和評價，教學設施難以保證案例教學的順利實施等。目前“高等油藏工程”課程案例庫存在典型性不足，難以覆蓋所有重點知識，案例數量少、質量偏低等突出問題，導致案例教學的實際效果并不突出。

二、案例教學的改革及實施

（一）完善案例庫資料，提高質量

油藏動態分析案例庫中的每一個案例，都由大量的靜動態數據組成，包括油藏的基本特征數據和油藏開發動態數據。數據是否充分完整，決定了案例庫的質量。因此，在已經建成的案例庫的基礎上，需要繼續收集完善數據，并確保每個案例庫的數據達到以下要求：目標案例為真實油藏;油藏動靜態數據齊全，且所有數據都為真實數據;開發油水總井數達到30口井以上;油藏開發已經達到5年以上;油藏開發類型多樣。數據類型則包括：油藏基本特征數據，包括但不局限于油藏的地層特征、構造特征、沉積特征、儲層巖石、儲層物性、流體性質、滲流特征、敏感性、溫度壓力特征;油藏類型及儲量等;油水井基礎數據（井名、井位坐標、井類型、井史）;油水井生產數據（油、水井月生產數據）;油藏（斷塊或區塊）生產歷史數據;生產措施數據（壓裂、酸化、補孔等）;生產測試數據（產液剖面、吸水剖面、示蹤測試、壓力測試）;相關圖件（構造井位圖、連通圖及有效厚度等值線圖等）。

（二）注重課程思政教學

案例教學過程中，增加了課程思政教學的內容，主要在以下兩個知識點的教學過程中融入課程思政教學案例。

1.油藏動態分析方法。在講解油藏動態分析需要處理大量動靜態數據進行綜合分析時，引入智能油田的發展現狀及發展趨勢。經過近20年的發展，油氣田開發已初步實現了數字化、網絡化、自動化，并開始向智能化目標邁進。從最初的油田歷史數據歸檔管理及生產、管理、經驗數據的實時采集及存儲，到集成油田員工、油井、設備等信息實現互通互聯、統一管理，再到生產數據的自動采集、傳輸和儲存，油井與設備的遠程控制、自動優化，自動報警、自動關停，最終實現利用已有大量知識及經驗對油田進行智能化開發的目的。相應地，數字油田技術的應用范圍也逐漸從井筒、油井擴展到油氣藏、油氣田，并將最終實現全資產覆蓋。因此，智能油田是數字油田未來的發展方向，最終目標是實現全部油田資產的智能化開發運營。通過這個案例教育學生要提高創新意識，努力擴展自己的知識面，學習大數據及人工智能等方面的知識。

2.產量遞減分析。在講解油藏生產階段劃分穩產階段時引入大慶油田5000萬噸持續多年穩產的故事。大慶油田創造了世界同類油田開發史上的奇跡：1976年起，實現年產原油5000萬噸以上連續27年高產穩產，實現年產原油4000萬噸以上連續12年持續穩產。如今，已經開發建設了60余年的大慶油田依然能夠以較高的產量穩產。“當好標桿旗幟，建設百年油田”，探索老油田的發展新路，大慶油田展示著資源型國有企業的張力與活力。通過這一案例教育學生，科技是第一生產力，創新和科技進步是油田保持長期穩定生產的主要原因。

（三）多種教學模式的應用

根據“高等油藏工程”課程的特點和教學要求，結合學生知識背景和學習特點，在案例教學過程中，以現代教學理念為指導，提倡教師為主導、學生為主體的教學模式，對教學方法進行了探索和改革。主要的教學模式和方法包括多媒體教學法、課堂互動、案例教學法、項目式教學和網絡輔助教學等。講解采用多媒體課件，通過大量的圖像和動畫能夠更直觀，加深學生的理解和記憶，課堂中還加入大量的互動和討論，讓學生主動學習課程的重點和難點，同時案例教學和項目式教學能夠提高學生對油田實際問題的處理能力，網絡輔助教學有助于師生在課下和線上的互動，讓學生能夠隨時與教師交流溝通，并獲得大量的線上資源輔助學習。通過多種教學模式的應用，確保案例教學能夠獲得最佳的教學效果。

三、案例教學應用效果評價

（一）案例教學評價機制

案例教學評價機制可以作為提升教育質量的依據。完善的案例教學評價機制不僅關注定性評價，更應關注定量評價，應該對案例教學的目標、內容、教學階段、效果等評價指標進行賦值打分，具體評價標準應考慮案例教學是否激發了學生的求知欲，使學生掌握了相關油藏工程理論和方法;是否提高了學生分析和解決油田復雜問題的能力;以及是否提高了教師的案例教學能力等。因此，案例教學評價應將教學的特點予以突出，同時對于整體學習效果諸如學習成績、課堂參與案例教學情況、課后項目完成情況等予以打分，并且將學生實際完成項目的成績占40%。合理的成績比例不僅能夠有效提升學生的參與熱情，更有利于學生思維能力的拓展，真正做到理論與實踐相結合，提高學生解決實際工程問題的能力。在分析學生各項成績的同時，要總結案例教學存在的問題并不斷改進，進一步提高案例教學效果及教師的案例教學能力。

（二）課堂教學效果評價

案例教學方式的引入將課前、課中和課后三個環節有機銜接起來，促使學生充分利用課余時間，提高了教學的有效性和延續性;加強了教師與學生的互動，增強課堂教學活力，提高課堂教學質量。具體教學效果表現在以下幾方面：學生學習專業課的興趣大大提高，由原來的被動接受知識轉變為主動學習專業知識，學習效果顯著提升;學生參加案例教學和課堂討論的積極性較高，達到了鍛煉學生動手能力的目標;實施案例教學后的學生更愿意獨立思考，部分學生能夠主動提出一些與課程相關的科學問題，并且嘗試去分析和解決問題;學生整體成績比較優秀;教師通過案例教學也能夠不斷改進自己的教學方法，提高教學效果。

（三）項目效果評價

在案例教學完成后，布置一個油藏動態分析項目，要求學生在課后自主完成，即通過課堂學習的油藏動態分析方法，按照要求完成一個實際油藏案例的分析，內容包括油藏特征、開發動態與開發效果分析，以及影響油藏開發效果的主要因素及評價，最終提出針對性的開發調整對策。通過這個案例分析項目，學生既鞏固了所學的知識，還獲得了較好的教學效果，主要表現在：學生自主完成一個項目，達到了鍛煉專業學位研究生能主動解決復雜工程問題的目標;項目成績占比較大，有助于提升學生參加項目的積極性;研究生在參加案例分析項目后積累了項目經驗，所有學生都主動報名參加中國石油工程設計大賽并取得優異成績。

結論

高等油藏工程案例教學及項目的實施，對提高石油與天然氣工程專業學位研究生的專業知識水平和工程應用能力意義重大。

第一，案例教學是一種實踐性、互動式的教學方法，是以案例為依托，以學生為中心，以問題為起點，以自主學習為基礎，以討論交流為手段，以提高學生分析與解決問題的能力為目的，以及加深學生對基本理論的理解而開展的理論與實踐相結合的教學方法。案例教學對教學效果的提高是顯而易見的。第二，案例教學是培養學生主動學習的最重要途徑，案例的使用有助于縮短教學情境與實際生活情境的差距，提高學生學習的積極性與創造性。但必須要保持案例的典型性和完整性，并增加一些學生感興趣的內容，確保案例教學內容豐富而不枯燥無味。第三，不斷豐富本課程案例庫的數量，完善案例庫的質量，確保所有學生都能參與案例教學及案例分析項目并獲得提高。第四，結合其他課程優秀的評價辦法，建立本課程案例教學的評價機制或評價體系，分析案例教學的效果，為進一步提高案例教學效果提供依據。第五，充分利用網絡教學和線上資源的優勢，推動課前、課中和課后三個教學環節緊密結合，為案例教學提供支撐。

參考文獻

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Practice and Application of Case Teaching in Advanced Reservoir Engineering Course

YANG Man-ping， SHI Er-xiu， HAN Xin

（School of Vehicle and Energy， Yanshan University， Qinhuangdao， Hebei 066004， China）

Abstract： Case teaching is an important teaching method to cultivate professional degree postgraduates. Advanced Reservoir Engineering is an important degree course for professional degree postgraduates of petroleum and natural gas engineering. Through years of teaching preparation and practice， it is found that there are some problems in case teaching， such as the lack of typicality of cases， the low degree and enthusiasm of students to participate in case teaching， and the teaching effect is not good enough. By improving the case database materials， improving the quality of the case database， adopting a variety of teaching modes and introducing ideological and political elements into the teaching， a relatively perfect teaching and practice case database has been established. At the same time， by improving the evaluation mechanism of case teaching， we can evaluate the effect of classroom teaching and project practice， so as to provide the basis for further improving the effect of case teaching. Practice shows that case teaching is the most important way to cultivate students’ active learning， which can improve the teaching effect.

Key words： case teaching; case base; Advanced Reservoir Engineering; practice