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      以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的應(yīng)用型專業(yè)課實(shí)踐教學(xué)改革探索

      2022-03-18 22:33:13國景星李紅南劉太勛
      關(guān)鍵詞:研究能力成果導(dǎo)向教育創(chuàng)新意識

      國景星 李紅南 劉太勛

      摘 ? ?要:文章基于以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向的教育理念,以資源勘查工程專業(yè)應(yīng)用型核心課程“油氣田地下地質(zhì)學(xué)”課程為例,聚焦學(xué)生實(shí)踐技能、研究能力、創(chuàng)新意識,從構(gòu)建“三位一體”實(shí)踐教學(xué)體系,即強(qiáng)化基本技能訓(xùn)練提升實(shí)踐能力、推進(jìn)探究式教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新意識、開展綜合性課程設(shè)計(jì)提升綜合分析與創(chuàng)新能力三大途徑保障實(shí)踐教學(xué)改革方案順利實(shí)施及教學(xué)效果。

      關(guān)鍵詞:油氣田地下地質(zhì)學(xué);成果導(dǎo)向教育;實(shí)踐教學(xué);研究能力;創(chuàng)新意識

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

      美國能力運(yùn)動(dòng)發(fā)起人戴維·麥克利蘭認(rèn)為,只有核心能力才是學(xué)生成功就業(yè)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵要素[1]。關(guān)于核心能力,不同學(xué)者持有不同看法。周開發(fā)、曾玉珍認(rèn)為學(xué)生核心能力包括個(gè)人效能、知識能力、學(xué)術(shù)能力、技術(shù)能力和社會(huì)能力[2]。張揚(yáng)、冀蘆沙綜合國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)和要求,認(rèn)為核心能力主要包括知識能力、技術(shù)能力、學(xué)習(xí)能力、個(gè)人素質(zhì)能力、職業(yè)道德、全球思維、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力等七個(gè)方面[3]。

      實(shí)踐教學(xué)在高等工程教育中的重要地位毋庸置疑,培養(yǎng)成效不僅關(guān)系到學(xué)生基本專業(yè)能力構(gòu)建程度,更關(guān)系到教學(xué)目標(biāo)達(dá)成及社會(huì)或用人單位對教學(xué)質(zhì)量的認(rèn)可[4-5]。因此,有必要積極推進(jìn)并持續(xù)改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生通過不同形式的實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)將理論知識、方法技術(shù)與工程實(shí)際有機(jī)融合,不僅有助于鞏固所學(xué)專業(yè)知識和基本技能,有助于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力,提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力[6],還可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提升學(xué)生的思辨意識和創(chuàng)新能力,對實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化強(qiáng)國的戰(zhàn)略目標(biāo)至關(guān)重要[7]。因此,優(yōu)化實(shí)踐體系教學(xué)框架、踐行實(shí)踐教學(xué)改革、改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),是課程建設(shè)的重要方向,更是全面提升高等工程教育質(zhì)量的保證。

      本文針對資源勘查工程專業(yè)核心課程“油氣田地

      下地質(zhì)學(xué)”,以2015和2018年兩次接受全國工程教育認(rèn)證工作為契機(jī),開展基于OBE工程教育理念, 以學(xué)生為中心、以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向、持續(xù)質(zhì)量改進(jìn)的課程實(shí)踐教學(xué)模式探索與實(shí)踐,以期實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)學(xué)生專業(yè)核心能力、提升工程人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)。

      一、以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向,構(gòu)建“三位一體”實(shí)踐教學(xué)體系

      為了促進(jìn)學(xué)生對理論知識、方法技術(shù)的理解,有效整合知識體系,并將知識、方法、技術(shù)應(yīng)用于油田勘探開發(fā)地質(zhì)的實(shí)際研究,提升學(xué)生解決復(fù)雜地質(zhì)問題的能力及創(chuàng)新能力,助推學(xué)生自我發(fā)展、自我革新[8-11],通過近幾年的教學(xué)實(shí)踐,逐步構(gòu)建并完善了“油氣田地下地質(zhì)學(xué)”課程實(shí)踐教學(xué)體系,該體系包括基本技能訓(xùn)練、熱點(diǎn)及難點(diǎn)問題探究式教學(xué)、綜合設(shè)計(jì)與研究等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。相對于過去的實(shí)踐教學(xué)體系,新增探究式實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),突出開放性、自主性和探索性;強(qiáng)化基本技能訓(xùn)練,訓(xùn)練項(xiàng)目由過去的4項(xiàng)增加到如今的8項(xiàng),訓(xùn)練性質(zhì)由過去的編圖訓(xùn)練轉(zhuǎn)變?yōu)槿缃竦木巿D、計(jì)算、分析相結(jié)合的多元化、系統(tǒng)性訓(xùn)練,使得基本技能訓(xùn)練覆蓋面更廣,有助于提升學(xué)生專業(yè)基本技能和專業(yè)素養(yǎng);課程設(shè)計(jì)由原來的教師給定研究任務(wù)、研究思路和具體要求,轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熢O(shè)定主要目標(biāo),學(xué)生依據(jù)總體目標(biāo)以及各自的專業(yè)知識與方法學(xué)習(xí)掌握情況,自主設(shè)計(jì)具體研究項(xiàng)目(分目標(biāo))、研究技術(shù)路線并付諸實(shí)施,在實(shí)施中發(fā)現(xiàn)問題、及時(shí)交流并解決問題,突出研究方案設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)資料信息挖掘、研究內(nèi)容差異性與創(chuàng)新性。實(shí)踐教學(xué)體系的基本框架見圖1。

      二、精心組織和實(shí)施“三位一體”實(shí)踐教學(xué)改革方案,提升學(xué)生核心能力

      (一)圍繞核心內(nèi)容,強(qiáng)化技能訓(xùn)練,提升實(shí)踐技能

      作為專業(yè)核心課程,“油氣田地下地質(zhì)學(xué)”具有四個(gè)鮮明特色:(1)課程內(nèi)容豐富,主要包括以獲取地下地質(zhì)資料為主要目的的鉆井地質(zhì)、服務(wù)油田勘探,特別是開發(fā)地質(zhì)的五項(xiàng)重點(diǎn)專題等。(2)用于開展地下地質(zhì)研究的直接地質(zhì)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(shù)多元,需要基于實(shí)際需求加以優(yōu)選和綜合。(4)應(yīng)用性極強(qiáng),課程內(nèi)容直接服務(wù)于油田勘探開發(fā)各個(gè)階段地質(zhì)研究與油氣生產(chǎn),并在實(shí)踐中得以不斷豐富、完善和提高。

      基于以上課程性質(zhì)以及研究需要,以研究或應(yīng)用專題為對象模塊化教學(xué)內(nèi)容,設(shè)計(jì)圍繞各教學(xué)模塊及研究重點(diǎn)、研究核心的技能訓(xùn)練項(xiàng)目,強(qiáng)化理論與實(shí)踐的結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)基本素養(yǎng)與實(shí)踐能力,為研究與創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。具體實(shí)施過程包括三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):(1)設(shè)計(jì)、優(yōu)選訓(xùn)練題目,在原有的油層對比剖面圖、小層平面圖、斷面構(gòu)造圖及油田地質(zhì)剖面圖編圖訓(xùn)練的基礎(chǔ)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(chǔ)層非均質(zhì)性分析及油氣儲(chǔ)量計(jì)算四個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目,進(jìn)一步提升學(xué)生應(yīng)對各研究專題中核心圖件編繪能力。(2)針對每一項(xiàng)基本技能訓(xùn)練,加強(qiáng)對原始資料或數(shù)據(jù)類型與收集渠道的理解,明確訓(xùn)練目的及其在各專題研究中的作用,落實(shí)理論與實(shí)踐相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)“學(xué)中做、做中學(xué)”。(3)開展問題分析與討論,增強(qiáng)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(jīng)常出現(xiàn)將砂層厚度等值線簡單理解為沉積亞相或微相邊界線現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生深入分析沉積亞相或微相的劃分依據(jù),砂層厚度只是劃相依據(jù)之一,還需要考慮與砂層厚度相關(guān)的砂層數(shù)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(jìn)探究式教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生探索精神、分析能力及創(chuàng)新意識

      “油氣田地下地質(zhì)學(xué)”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(fā)實(shí)踐的持續(xù)深入、實(shí)踐中新問題的不斷出現(xiàn),以及為了解決新問題、提升開發(fā)效果的理論創(chuàng)新和方法創(chuàng)新等。例如,地質(zhì)與測井密切結(jié)合,不僅解決地下資料不足的問題,而且派生出邊緣學(xué)科“測井地質(zhì)學(xué)”,拓寬了研究領(lǐng)域,創(chuàng)新了研究方法;地質(zhì)與數(shù)學(xué)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的深度融合,不僅縮短了數(shù)據(jù)處理及研究周期,并且將傳統(tǒng)的定性為主分析研究拓展為定性與定量結(jié)合、多方法探索對比,使地質(zhì)研究、地質(zhì)推論依據(jù)更加充分,提升了結(jié)論與認(rèn)識的可信度。為此,積極倡導(dǎo)學(xué)生廣泛調(diào)研,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和分析地質(zhì)類、地球物理測井等資料在解決地下地質(zhì)問題方面的相似性和差異性,傳統(tǒng)地學(xué)類方法、地球物理方法、計(jì)算機(jī)技術(shù)等交叉融合對解決油田開發(fā)地質(zhì)問題帶來的優(yōu)勢,并根據(jù)探究式選題設(shè)計(jì),選擇或自擬題目,在任課教師、專業(yè)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下,從深度調(diào)研與資料收集、閱讀理解與精細(xì)對比、歸納總結(jié)與研討交流等環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的思辨意識、創(chuàng)新精神和研究能力。

      在具體實(shí)施過程中,對選題設(shè)計(jì)與數(shù)量要求實(shí)施動(dòng)態(tài)管理。在選題設(shè)計(jì)方面,密切跟蹤油田開發(fā)地質(zhì)研究進(jìn)展以及實(shí)施中學(xué)生總結(jié)與交流中暴露出的不足等,對選題題目進(jìn)行調(diào)整。在選題數(shù)量方面,以資源勘查工程專業(yè)2016級和2017級為例,考慮到資源勘查工程專業(yè)2016級將該課程安排在第六學(xué)期,學(xué)生面臨的學(xué)習(xí)時(shí)間和精力投入充足,因此,學(xué)生要在兩組選題中各選一題[10],完成兩個(gè)選題的調(diào)研與總結(jié)。資源勘查工程專業(yè)2017級該課程由第六學(xué)期推后至第七學(xué)期,由于學(xué)生面臨考研及找工作等情況,每位學(xué)生在調(diào)整后的選題中自主選擇一個(gè)題目,每個(gè)選題不超過5人,以保障每個(gè)班的選題覆蓋面,避免選題過于集中或重復(fù),同時(shí)有助于總結(jié)交流時(shí)根據(jù)選題進(jìn)行分組,較好地落實(shí)了學(xué)習(xí)與研究相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)了兩方面轉(zhuǎn)變:一是由“重學(xué)輕思”到“學(xué)思結(jié)合”的轉(zhuǎn)變[12];二是由“記憶知識”學(xué)習(xí)觀向“應(yīng)用知識”學(xué)習(xí)觀轉(zhuǎn)變,實(shí)現(xiàn)“由學(xué)到研、以研促學(xué)、由研促創(chuàng)”的目標(biāo)[13]。

      (三)開展綜合性課程設(shè)計(jì),培養(yǎng)綜合能力和創(chuàng)新能力

      作為課程三大類主要實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)之一,除了關(guān)注學(xué)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(yǎng)學(xué)生以下能力:(1)學(xué)生在課程設(shè)計(jì)中的主體性。(2)基于研究目標(biāo)的整體設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)。(3)收集整理基礎(chǔ)資料,充分理解各種基礎(chǔ)資料與目標(biāo)任務(wù)之間的關(guān)系,深入挖掘各類基礎(chǔ)資料的應(yīng)用價(jià)值。(4)基于各研究目標(biāo)核心圖件的編制以及參數(shù)計(jì)算。(5)研究報(bào)告編寫中對圖件、數(shù)據(jù)的綜合分析等。

      例如油氣儲(chǔ)量計(jì)算看似簡單,僅需要獲取兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)——含油面積及油層平均有效厚度——即可結(jié)合其他資料完成儲(chǔ)量計(jì)算,實(shí)則貫串對基礎(chǔ)資料、各基礎(chǔ)或核心圖件作用以及各圖件相互關(guān)系理解的綜合考察。其中包括多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié):其一,由已知的各口井油層數(shù)據(jù),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(gòu)造圖,結(jié)合油水界面海拔高程數(shù)據(jù),在油層頂界面構(gòu)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(chǔ),結(jié)合各井油層有效厚度數(shù)據(jù),編繪小層平面圖,準(zhǔn)確落實(shí)有效厚度零線及有效厚度等值線。通過以上三個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)施及核心基礎(chǔ)圖件邏輯關(guān)系的準(zhǔn)確理解,方可由小層平面圖準(zhǔn)確讀取含油面積,并根據(jù)小層平面圖特征采取科學(xué)、適當(dāng)方法求取油層平均有效厚度,由此使得學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)一步學(xué)習(xí)并深入理解和掌握基本理論、基本方法,準(zhǔn)確把握基礎(chǔ)圖件之間的相互關(guān)系,分析、研究各基礎(chǔ)圖件專項(xiàng)研究中的作用,做到學(xué)習(xí)、作圖、研究、分析有機(jī)融合。

      在“儲(chǔ)層特征分析”中,包括基本要求和拓展性要求兩個(gè)層次?;疽笾饕ǎ壕幹粕皩雍穸绕矫娣植紙D及沉積微相平面分布圖,重點(diǎn)分析儲(chǔ)層的分布特征,掌握儲(chǔ)層研究核心圖件編制及其在儲(chǔ)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(chǔ)集物性等信息,結(jié)合理論課中有關(guān)沉積微相分析、儲(chǔ)層非均質(zhì)性分析等知識和方法的學(xué)習(xí),啟發(fā)學(xué)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(chǔ)層非均質(zhì)性分析?(3)能否開展儲(chǔ)層非均質(zhì)性定量分析?分析的定量指標(biāo)有哪些?(4)依據(jù)自己的分析與判斷,開展研究設(shè)計(jì),列出預(yù)期成果(包括儲(chǔ)層非均質(zhì)性定量描述)。通過拓展性研究方案制定與實(shí)施,培養(yǎng)學(xué)生基于復(fù)雜地質(zhì)問題的研究設(shè)計(jì)能力、研究實(shí)施能力、探索與創(chuàng)新能力,由此實(shí)現(xiàn)“設(shè)計(jì)、研究、分析、創(chuàng)新”一體化,培養(yǎng)和提升學(xué)生的設(shè)計(jì)、研究與創(chuàng)新能力。

      通過以上實(shí)踐教學(xué)改革,除了提升學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐技能、研究能力、創(chuàng)新能力之外,還有助于提升學(xué)生的協(xié)作精神與團(tuán)隊(duì)意識。一是在探究式教學(xué)環(huán)節(jié),相似或相同選題的學(xué)生組成研究小組,整合調(diào)研內(nèi)容,分工協(xié)作完成匯報(bào)PPT制作及匯報(bào)交流;二是通過課程設(shè)計(jì)中分組開展油層對比、繪制對比圖、讀取對比結(jié)果,培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作意識及團(tuán)隊(duì)精神。

      三、強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)在學(xué)習(xí)評價(jià)中的占比,激發(fā)實(shí)踐源動(dòng)力,提升教學(xué)效果

      考試是評價(jià)人才質(zhì)量的重要手段,也是促進(jìn)教學(xué)相長的有效途徑??茖W(xué)設(shè)置考核模式及考核內(nèi)容,不僅有利于全面考察學(xué)生學(xué)習(xí)情況和教學(xué)效果,更有助于引導(dǎo)學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)向“學(xué)習(xí)、作圖、研究、分析”一體化、注重實(shí)踐應(yīng)用、提升綜合能力方向轉(zhuǎn)變,積極主動(dòng)地投入實(shí)踐教學(xué),為培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新型人才奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。為此,“油氣田地下地質(zhì)學(xué)”課程考核,一方面采取以能力培養(yǎng)為導(dǎo)向的多元化考試改革方案,突出考核過程化、形式多元化、內(nèi)容開放性和靈活性等[15];另一方面,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)考核,提高實(shí)踐教學(xué)考核在各環(huán)節(jié)、各形式考核中的占比,激發(fā)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)力,積極開展實(shí)踐教學(xué),增強(qiáng)學(xué)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(xùn)練環(huán)節(jié),強(qiáng)化圖件準(zhǔn)確性、規(guī)范化,在成績總評中占比20%。(2)探究式教學(xué)環(huán)節(jié),突出調(diào)研廣度與深度、綜合分析及總結(jié)交流,在成績總評中占比10~15%。(3)期末綜合考試環(huán)節(jié),從不同層面考核實(shí)踐應(yīng)用能力,主要包括作圖與分析、計(jì)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(xiàng)實(shí)踐教學(xué)考核在“油氣田地下地質(zhì)學(xué)”課程成績總評中占比不低于50%,最高可達(dá)60%。(4)課程設(shè)計(jì)屬于“油氣田地下地質(zhì)學(xué)”課程綜合實(shí)踐,從研究設(shè)計(jì)與平時(shí)工作情況(20%)、圖件質(zhì)量(準(zhǔn)確性、規(guī)范性等,30%)、綜合報(bào)告(50%)等三個(gè)方面進(jìn)行考核。相較于早前評價(jià)中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)圖件質(zhì)量以及綜合報(bào)告的系統(tǒng)性、完整性而言,調(diào)整后的評價(jià)方案:第一階段,新增研究設(shè)計(jì)考察,根據(jù)設(shè)計(jì)路線(圖)的邏輯性、完整性等給予評價(jià);第二階段(研究設(shè)計(jì)的實(shí)施過程),除了圖件質(zhì)量之外,強(qiáng)化核心圖件關(guān)系理解方面的檢查與評價(jià)、拓展性研究開展情況;第三階段,在綜合報(bào)告中,除了重點(diǎn)關(guān)注和檢查對核心圖件的分析及報(bào)告系統(tǒng)性、邏輯性之外,突出基于實(shí)際資料的應(yīng)用潛力挖掘、拓展或創(chuàng)新性研究的總結(jié)描述(分析深度、定量指標(biāo)及準(zhǔn)確性等)。

      四、結(jié)語

      構(gòu)建“三位一體”實(shí)踐教學(xué)體系為提升學(xué)生核心能力搭建平臺(tái),從強(qiáng)化基本技能訓(xùn)練提升實(shí)踐能力、推進(jìn)探究式教學(xué)培養(yǎng)創(chuàng)新意識、開展綜合性課程設(shè)計(jì)、提升綜合分析與創(chuàng)新能力來保障實(shí)踐教學(xué)改革方案順利實(shí)施及教學(xué)效果,通過完善實(shí)踐教學(xué)考核體系、提升實(shí)踐教學(xué)在學(xué)習(xí)評價(jià)中的占比以激發(fā)學(xué)生積極開展實(shí)踐教學(xué)原動(dòng)力。貫徹落實(shí)了以學(xué)生為中心、以成果為導(dǎo)向的教育理念,實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合,由知識性學(xué)習(xí)向研究性學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變,做到“學(xué)習(xí)、作圖、研究、分析”一體化,學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)、實(shí)踐技能、研究能力、創(chuàng)新思維、團(tuán)隊(duì)意識等得到有效提升,為服務(wù)油氣勘探開發(fā)實(shí)踐與創(chuàng)新研究提供有效保障。

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