油氣地質學線上線下混合式教學探索與實踐

常象春　張濤　張鵬飛

摘? 要：基于線上線下混合教學理念，論述當前油氣地質學課程建設面臨的問題，介紹線下教材與線上教學資源的優選使用，探索與實踐優化線上線下教學設計、升級線下教學方式、多元化線上資源利用融合和多維度教學考核等對教學組織設計等教學改革，取得具有一定推廣價值的教學效果。

關鍵詞：慕課；混合式教學；師生互動；油氣地質學；課程建設

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）11-0035-04

Abstract： Based on the concept of online and offline hybrid teaching， this paper discussed the challenge sencountered during the teaching course of Petroleum Geology， introduced the optimization of online and offline teaching resources， explored and practiced the teaching reforming design， including the optimization of online and offline teaching design， improvement of online and offline teaching methods， combination of multiple online resources， examination of multi-dimension. The exploration and practice have obtained teaching effects with certain popularization value.

Keywords： MOOC; hybrid teaching; interaction between teacher and student; Petroleum Geology; curriculum construction

在大學的傳統教學中，普遍采用的是教師課堂傳授知識、學生課后練習作業的“灌輸式”教學，教學過程中容易形成學生積極性不高、互動性不強，教師授課容易變為讀PPT、對知識的擴展受制于教學經驗，嚴重影響了學生綜合分析問題能力和創新思維能力的培養，人才培養質量沒有保障[1]。隨著信息技術的飛速進步和經濟社會發展對創新人才的迫切需求，線上輔助、“互聯網+”、混合式教學模式得到了廣泛應用與發展[2]。特別是疫情期間“停課不停教、停課不停學”的要求下，線上教學得到了空前的推廣應用。但線上教學也存在著因師生不直接見面，缺乏對學生聽課過程的有效監督，線上教學氛圍不足，教學效果難以保證等問題。《教育部關于一流本科課程建設的實施意見》（教高〔2019〕8號）文件提出建設線上一流課程、線下一流課程、線上線下混合式一流課程、虛擬仿真實驗教學一流課程和社會實踐一流課程的“雙萬”課程計劃。這正是貫徹落實習近平總書記關于教育的重要論述和全國教育大會精神、落實新時代全國高等學校本科教育工作會議要求、把教育教學改革成果落實到課程建設上的具體體現。其中線上線下混合式課程指的是基于慕課、專屬在線課程（SPOC）或其他在線課程，運用適當的數字化教學工具，結合本校實際對校內課程進行改造，安排20%～50%的教學時間實施學生線上自主學習，與線下面授有機結合開展翻轉課堂、混合式教學，打造在線課程與本校課堂教學相融合的混合式“金課”。

特別是后疫情時代，線上線下混合式教學規模進一步擴大，增強了師生、生生之間的互動與交流，有利于師生在交流溝通中共同進步，更好地實現教學相長、因材施教[3]。如何面對這一全新的教學模式，充分發揮師生互動交流由被動到主動、教學內容由抽象到形象、高校間占有教學資源的平衡化、教學過程由教師為主到師生共同為主角等有益轉變，形成線上線下優勢互補式混合教學，調動師生積極性、主動性，全面提升人才培育質量，意義重大。本文以山東科技大學油氣地質學課程為例，探索并實踐了線上線下混合式教學，取得了明顯成效。

一? 課程建設基礎及要解決的問題

油氣地質學課程（也有叫石油地質學、石油天然氣地質學）是地礦油高校地質類專業，如資源勘查工程、勘查技術與工程、地質學等的重要專業課程，山東科技大學自1999級起，在原地質工程專業的學位課煤田油氣地質學中設置了該部分內容，從2003級起，油氣地質學獨立設為地質工程專業學位課程。此后，2005年起原地質工程專業調整為資源勘查工程專業，該課程成為獨立的學位課程。同時在勘查技術與工程專業和地球物理專業設置了相應的專業選修課（課程名稱為能源地質學）。該課程的開設為拓寬學生的學術視野和就業、深造范圍提供了強有力地支撐。

油氣地質學作為一門專業核心課程，前人在知識構建、教學內容優化、實踐與研究性教學方面取得了豐富的成果[2，4]。但傳統課堂教學模式也面臨著教學課時壓縮、學生學習被動、知識抽象難記等問題。如何抓住當前線上線下相結合的教學改革契機，創新教學組織模式，契合工科專業認證提出的OBE目標，提升人才培養質量，是課程建設和教學改革急需探討的問題，具體包括以下幾個問題。①如何創新教學形式，探索線上線下結合方式，解決混合式教學“1+1>2”的顯著效果問題。②如何豐富教學環節，發揮多元化資源的優勢，解決學生課堂參與度低的問題。③如何優化教學資料來源，解決課程內容更新滯后的問題。④如何改革考核方式，多環節考核，強化應用和實踐，解決學生“會考不會用”的問題。⑤如何貫徹OBE理念，探索產出導向教學，改變“教師主導、全堂灌輸”的教學模式。

二? 教學資源的選用

（一）? 教材與參考書選用

目前在高校廣泛使用的是兩個系列的教材，一是繼承了原石油部高校的教材理念（生→儲→蓋→圈→運→保），從最初由張厚福和張萬選主編、石油工業出版社出版的《石油地質學》，到目前發展為中國石油大學（北京）柳廣弟主編、由石油工業出版社出版的國家規劃教材《石油地質學》，該教材為“九五”“十五”“十一五”“十二五”及“十三五”國級規劃教材（自“十一五”起，知識結構也改為儲→蓋→圈→生→運→保），使用率高、使用面廣。另一個系列繼承了原地礦部高校的教材理念（儲→蓋→圈→生→運→保），從最初潘鐘祥主編、地質出版社出版的《石油地質學》教材，目前發展為中國地質大學（北京）陳昭年主編并由地質出版社出版的《石油與天然氣地質學》，以及中國地質大學（武漢）何生等主編并由中國地質大學出版社出版的《石油及天然氣地質學》。此外還有中國石油大學（華東）蔣有錄等主編的《石油天然氣地質與勘探》、成都理工大學徐國盛等主編的《石油與天然氣地質學》、中國海洋大學張金亮等主編的《石油地質學》等。課堂教學的教材選用，本著經典、影響大、更新快的原則，以國家級規劃教材為首選，其他教材作為重要教學參考。

（二）? 線上資源優選

線上教學資源采取“一線多點”的選用原則，“一線”是以中國大學MOOC（慕課）國家精品課程在線學習平臺提供的一門國家級精品資源共享課為線上資源主線，貫穿課程線上教學的全過程；“多點”是結合翻轉課堂及學生課前預習過程中，使用教育部主導建設的多個國家級精品課程網上公開教學資源，作為學生自學及個別知識點補充教學，這些教學資源都是面向公眾公開的。

本課程“一線”資源選用的是來自中國大學慕課網、西北大學王震亮主講的石油與天然氣地質學（https：//www.icourse163.org/course/NWU-1206666802，以下簡稱資源A）。該線上課程使用的教材是中國石油大學（北京）柳廣弟等主編的國家級規劃教材《石油地質學》及西北大學王震亮主編的《石油與天然氣地質學》多媒體電子教材。本校油氣地質學課程與選用的線上資源教材相同，教學目標一致，課程內容體系基本吻合，而且已經取得了使用授權。

對于“多點”資源的使用，主要是配合翻轉課堂和課前預習，同時少量應用于具體知識點的課堂教學補充。涉及到的教學資源如下：資源B，柳廣弟等主講，國家級在線開放課程石油地質學，（http：//www.icourses.cn/sCourse/course_6100.html）；資源C，山紅紅等主講，國家精品視頻公開課走近石油，網易公開課（http：//open.163.com/newview/movie/courseintro？newurl=M8E4OD5M0）；資源D，張衛東等主講，國家精品課石油工業概論，中國大學慕課（https：//www.icourse163.org/course/UPC-1001953009）；資源E，張立強等主講，山東省精品課油氣田開發地質學，中國大學慕課（https：//www.icourse163.org/course/UPC-1206458814）。

三? 線上線下混合式教學設計

（一）? 優化線上線下教學安排

線上線下混合式教學設計是影響和決定教學效果的重要環節，作為教學主體的老師，必須根據課程的內容特點、共享或自建的線上資源情況、學生的知識背景等進行合理有效統籌安排。在以學生為中心的理念下，重點考量課前、課中、課后三個教學階段的特點分類安排相關方案，將線上學習不受時間空間限制且學習時間可自由安排、實現“學習→討論→反饋→再學習”的教學流程、順式帶網絡熱點入專業知識等優勢融入教學全過程[3]。

作為資源勘查工程專業的學位課，本校油氣地質學的計劃課時為40學時，以油氣地質的核心要素“生、儲、蓋、圈、運、保”為主體知識。根據章節教學內容的特點選擇教學組織方式。總體上講，翻轉課堂、基于線上資源的課前預習等是主要的教學方式，文獻調研報告根據章來穿插安排。在線測試在每一章結束后依托線上平臺實施。同時，在課下（課前和課后）通過QQ群交流對學生的預習、復習等進行引導和答疑。教學分為線下講授20次，共分為緒論、第一章天然天然氣油田水的成分與性質、第二章石油天然氣的生成、第三章油氣儲層與蓋層、第四章圈閉與油氣藏、第五章石油天然氣運移、第六章油氣聚集與油氣藏形成、第七章含油氣盆地與油氣聚集單元和第八章油氣分布與主控因素。

（二）? 升級線下教學方式

1? 抽象枯燥的知識生動形象講

地質類專業的一大特殊性，在于其研究對象及形成演化過程是以百萬年為單位，動輒幾百萬、幾千萬，甚至上億年，而且目標物往往都是地下深處難以直接看得見摸得著，因而相關知識的傳授會相對抽象難以理解，基本原理與基本方法聽起來似乎理論性過強而顯枯燥。用生活中常見的事物現象來比喻、來參照會大大提升理解能力。如圈閉的概念指的是能夠阻止油氣溢散，提供油氣聚氣的一個場所，涵蓋儲層、蓋層、遮擋物三個要素。形象所指如上課的教室就如同一個圈閉，聽課座位類似儲層要素，是用來儲集油氣（落座上課學生）的；屋頂類似蓋層要素，阻止油氣向上溢散的（玩笑說沒有屋頂，學生可以翻墻課）；門鎖類似于遮擋物要素，約束油氣繼續運移的（約束學生進進出出）。還可以順便就這一概念進行延伸，讓學生思考圈閉這個概念中有沒有油氣的要求？正如沒有學生上課的教室能不能稱為教室？很形象很通俗地把圈閉的概念及要素說清楚。

2? 被動灌輸的知識互動學

線下教學更多的是老師在講，學生在聽在記，多媒體教學的應用讓多數學生連筆記都不愿記，直接問老師拷走PPT課件，極大影響教學效果，因而激發學生互動思考，由被動變主動性非常關鍵。如指示油氣運移的含氮化合物參數有何依據如何使用。先讓學生回憶高中化學講過有機化合物都是立體結構，并非黑板上簡單書寫成平面式結構，甲烷就是正四面體結構。在調動大家回憶思考后講到，有些化合物雖然具有相同分子量、相同分子式，但可能存在多種空間構型的同分異構體，形象如人體，四肢代表了不同官能團，四肢的不同擺放會產生不同的空間位阻效應。讓學生思考一下，下課后，什么樣的四肢形態更容易從人流擁擠的樓道走下去？而什么樣的形態幾乎不容易往前走？思考后大家都能想到當然是雙手下垂（屏蔽式）要比張開雙臂（裸露式）更易前行，正好對應于含氮化合物的異構體空間效應，這樣很容易理解在運移的前行方向上含氮化合物的分布模式，定性與定量評價指標輕松掌握。

3? 模塊零散的知識集成用

油氣地質學有八章內容，其核心知識包括生、儲、蓋、圈、運、保六大要素，雖然獨立成章、自獨立為重，但知識學習中不能各自孤立、零散碎片化，要前后形成合力，有機結合。如圈閉這個要素中，講到利用油氣柱高度占比圈閉閉合高度的比例來表征油氣充滿度時，單從概念上看主要涉及到油氣來源的充足程度，以及溢出點影響下的閉合高度。這時可以讓學生結合其他知識點進行思考，是不是油氣非常充足時就一定能達到100%的充滿度呢？其實，前面蓋層知識要素中講到，蓋層并不能無限制地阻止油氣向上溢散，存在一個油氣臨界高度問題，指的是油氣柱高度不斷增高會產生更多的浮力，達到某一邊界（臨界高度），在浮力和毛細管力的合力下，油氣會突破蓋層而散失。因而，判斷圈閉中油氣充滿度時，不僅要考慮通過溢出點的散失，前提還要考慮臨界高度與閉合高度的大小關系，這樣就自然地把前后多個知識點串在一起，有機結合。

（三）? 多元化線上資源與線下教學結合

線上資源利用分為：①課前預習階段，主要包括觀看線上資源、初步了解基本概念與特征； ②課中輔助階段，一般以線下講授為主，結合線上資源，掌握核心內容；③課后研討階段，通過建立課程QQ討論群，提出研討主題、布置調研任務、完成作業等實現知識鞏固和深化（表1）。

以第三章油氣儲層與蓋層為例，前三節（3.1儲集層的概念、3.2巖石的孔隙性和滲透性、3.3 碎屑巖儲集層）、第四節（3.4 碳酸鹽巖儲集層）、第五節（3.5 其他巖類儲集層）、第六節（3.6 蓋層及其封閉性儲集）共安排4次課8個學時，分別安排課前預觀看資源E、資源B，理解孔隙性和滲透性兩個概念、常見的碳酸鹽巖儲集空間類型、特殊儲層的類型、蓋層的主要特點等概念性知識；課中配合線下講授在線學習資源A，深刻理解孔隙性和滲透性的影響因素和評價方法、碎屑巖與碳酸鹽巖儲層物性的影響因素、特殊儲層的形成過程、蓋層的封閉機理等核心要點；課后以課程QQ群主題討論、課后小作業進行知識鞏固與延伸，對儲層微觀表征方法、碳酸鹽巖洞穴、蓋層的評價等知識適當擴展，并利用智慧樹平臺提交和完成考核。

（四）? 多維度成績考核

成績評定向過程考核傾斜，占比超過50%，取消常規期末“一考定終身”式考核。成績評定時綜合考慮以下幾個方面：課堂表現（20%）、在線測試（20%）、文獻報告（15%）和期末考試（45%）四個環節。其中，課堂表現環節的比重提高，主要考查課前利用線上資源進行預習的情況，考查的方式是課堂回答問題，師生互動。在線測試主要使用線上平臺的測試題庫，完成對知識點掌握的評定。期末考試的比重降低。

四? 結束語

油氣地質學主要面向油氣與非常規資源的勘探與開發，課程本身的定位就決定了其要承擔起重實踐、強應用的知識與能力傳授。工程教育專業認證又提出以學生學習產出為導向，即強調OBE的教育理念。因此將OBE理念與重實踐人才的培養高度契合下的人才是社會的真正所需[5-6]。

為了進一步提升線上線下混合教學成效，要持續探索后疫情階段及之后長期的混合式教學與已開展的疫情階段線上教學有著實質性的差別，持續探索如何將新的教學手段、優質的課程資源與混合式教學相結合。要建立教學持續改進機制，通過多元化方式，科學及時地收集學生的反饋信息，并及時改進教學，依托混合式教學研究，在“教”和“學”兩端形成新的方法和模式。要加強教學資源開發與富媒體教材建設，在使用現有國內優質資源的同時，開發適合各校特色和需求的教學資源，結合虛擬仿真實驗資源，搭建油氣地質學實驗教學平臺；要不斷探索考核方式的創新與優化，以產出引導“教”，以考核引導“學”。

參考文獻：

[1] 陳鵬飛.線上線下混合式翻轉教學：轉變大學生學習理念的突破口[J].河南司法警官職業學院學報，2021，19（4）：106-112.

[2] 李凈洪.混合式教學模式在“石油地質學”課程教學的探索與實踐[J].中國地質教育，2020，29（1）：76-80.

[3] 張紅.后疫情時代線上線下混合式教學探究[J].決策探索（下），2021（11）：79-80.

[4] 柳廣弟，孫明亮.“石油地質學”課程研究性教學探索與實踐[J].中國地質教育，2013，22（1）：43-47.

[5] 王雪冬，韓軍.雙萬計劃背景下的地質工程專業課程混合式教學改革與實踐[J].高教學刊，2020（18）：14-17.

[6] 國景星，李紅南，張立強，等.OBE理念下“油氣田地下地質學”課程教學設計與實踐[J].中國地質教育，2019，28（2）：39-44.

基金項目：山東省本科教改項目“新工科背景下行業高校傳統地質類專業的升級改造與創新人才培養模式”（M2020257）；山東科技大學教學研究“群星計劃”重點項目“新工科背景下行業高校傳統地質類專業的升級改造與創新人才培養模式”（QX2020Z04）；山東科技大學線上線下混合式課程培育項目“油氣地質學”（YLK2020011）

第一作者簡介：常象春（1974-），男，漢族，陜西綏德人，博士，教授，博士研究生導師。研究方向為油氣地質學。