吳勝和,徐懷民,吳欣松,岳大力
中國(guó)石油大學(xué)(北京) 資源與信息學(xué)院,北京 102249
“油礦地質(zhì)學(xué)”課程建設(shè)與改革
吳勝和,徐懷民,吳欣松,岳大力
中國(guó)石油大學(xué)(北京) 資源與信息學(xué)院,北京 102249
“油礦地質(zhì)學(xué)”是石油類高等院校地質(zhì)工程及資源勘查工程專業(yè)的核心專業(yè)課。我們針對(duì)油氣工業(yè)的發(fā)展和科技進(jìn)步,應(yīng)用現(xiàn)代教育理念和方法,對(duì)“油礦地質(zhì)學(xué)”課程進(jìn)行了系統(tǒng)的建設(shè)和改革,形成了完整的課程內(nèi)容體系、優(yōu)越的教學(xué)條件、先進(jìn)的教學(xué)方法以及雄厚的教學(xué)團(tuán)隊(duì),為石油、石化領(lǐng)域地質(zhì)人才的培養(yǎng)創(chuàng)建優(yōu)越的教學(xué)平臺(tái)。
油礦地質(zhì)學(xué);精品課程;教學(xué)體系;教學(xué)改革
“油礦地質(zhì)學(xué)”是地質(zhì)及石油類高等院校資源勘查工程、地質(zhì)工程、地質(zhì)學(xué)(理科)專業(yè)的必修課,一直是中國(guó)石油大學(xué)(北京)的重點(diǎn)課程,也是傳統(tǒng)和特色課程之一。本課程開設(shè)歷史悠久,自1953年北京石油學(xué)院[中國(guó)石油大學(xué)(北京)的前身]建校設(shè)立石油地質(zhì)專業(yè),“油礦地質(zhì)學(xué)”就是必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,至今已有50多年的歷史。根據(jù)教育部《關(guān)于啟動(dòng)高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》精神,近年來,本課程組進(jìn)一步加強(qiáng)了課程建設(shè),形成了完整的課程內(nèi)容體系、優(yōu)越的教學(xué)條件、先進(jìn)的教學(xué)方法以及雄厚的教學(xué)團(tuán)隊(duì)。2008年“油礦地質(zhì)學(xué)”課程被評(píng)為北京市精品課程。本文主要介紹該課程建設(shè)的主要成果和經(jīng)驗(yàn),為相關(guān)課程的建設(shè)提供參考。
教學(xué)內(nèi)容建設(shè)是課程建設(shè)的重要核心。本課程組切合人才培養(yǎng)目標(biāo)和課程任務(wù),綜合考慮學(xué)生的已有基礎(chǔ)、油氣田地下地質(zhì)研究的要求以及油氣地質(zhì)學(xué)科的進(jìn)展,對(duì)課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化建設(shè)。
本課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握油氣田地下地質(zhì)研究的基本概念、基本理論、基本方法及技能,提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力,為今后從事油氣田勘探與開發(fā)工作奠定基礎(chǔ)。該課程是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)了“地球科學(xué)概論”、“礦物巖石學(xué)”、“地史古生物學(xué)”、“沉積學(xué)”、“構(gòu)造地質(zhì)學(xué)”、“石油地質(zhì)學(xué)”、“地球物理測(cè)井”、“地球物理勘探”等專業(yè)基礎(chǔ)課后,在高年級(jí)開設(shè)的一門重要專業(yè)課。通過優(yōu)化,將課程內(nèi)容體系定位為兩大部分。
(1)資料錄取與解釋,包括鉆井地質(zhì)、地層測(cè)試等。鑒于在先期課程中,學(xué)生已系統(tǒng)學(xué)習(xí)了地震勘探和地球物理測(cè)井的內(nèi)容,因此,本課程重點(diǎn)介紹鉆井過程中的錄井、完井、鉆柱測(cè)試資料的錄取與解釋,同時(shí)簡(jiǎn)要介紹油氣井測(cè)試的基本原理與地質(zhì)應(yīng)用,這樣,通過該課程的學(xué)習(xí),結(jié)合先期課程,使學(xué)生們系統(tǒng)掌握油氣田勘探和開發(fā)地質(zhì)研究全過程中的資料錄取與解釋的原理和方法,從而為他們今后的勘探開發(fā)實(shí)踐奠定必要的基礎(chǔ)。
(2)油氣藏地質(zhì)研究的基本原理和方法。從第一口探井發(fā)現(xiàn)油氣藏一直到油氣藏開發(fā)枯竭的各個(gè)階段,均需要對(duì)油氣藏內(nèi)部結(jié)構(gòu)和屬性變化進(jìn)行分析和預(yù)測(cè),以提高油氣藏評(píng)價(jià)和開發(fā)的效率。在設(shè)計(jì)課程內(nèi)容時(shí),按系統(tǒng)論的原理進(jìn)行優(yōu)化。將油氣藏作為一個(gè)地下地質(zhì)系統(tǒng),由格架—儲(chǔ)層—流體三部分組成。其中,“格架”主要為油氣藏內(nèi)部地層和構(gòu)造,對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容為精細(xì)地層對(duì)比和油氣田地下構(gòu)造研究;“儲(chǔ)層”為油氣藏內(nèi)部?jī)?chǔ)集體和儲(chǔ)層參數(shù)的變化與非均質(zhì)分布,對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容為油氣儲(chǔ)層表征;“流體”為油氣藏內(nèi)部的油氣水系統(tǒng)、油氣層差異分布、溫壓條件、油氣儲(chǔ)量等,對(duì)應(yīng)的課程內(nèi)容為油氣藏流體分布、地層壓力和溫度、油氣儲(chǔ)量計(jì)算等。
課程教學(xué)不僅要使學(xué)生掌握基礎(chǔ)內(nèi)容,還要與時(shí)俱進(jìn),注重基礎(chǔ)性與前沿性相結(jié)合。一方面,注重地下地質(zhì)研究的基礎(chǔ)知識(shí),強(qiáng)調(diào)學(xué)生的基礎(chǔ)訓(xùn)練和地質(zhì)功底的培養(yǎng);另一方面,及時(shí)將學(xué)科最新科研成果和教改教研成果引入教學(xué)中,如儲(chǔ)層構(gòu)型、儲(chǔ)層流動(dòng)單元、油藏地質(zhì)建模、基于三維模型的儲(chǔ)量計(jì)算、開發(fā)過程中儲(chǔ)層參數(shù)動(dòng)態(tài)變化、剩余油形成機(jī)理與分布模式等。
“油礦地質(zhì)學(xué)”是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,為此,大力加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)、提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力是油礦地質(zhì)課程內(nèi)容建設(shè)的重點(diǎn)之一。在授課過程中,通過精簡(jiǎn)理論學(xué)時(shí),增加實(shí)踐學(xué)時(shí),使學(xué)生得到綜合實(shí)踐的訓(xùn)練,做到理論聯(lián)系實(shí)際,提高動(dòng)手能力。我?!坝偷V地質(zhì)學(xué)”共56學(xué)時(shí),講課安排40學(xué)時(shí),實(shí)踐教學(xué)(課內(nèi)作業(yè))安排16學(xué)時(shí),另外還配合有1周的課程設(shè)計(jì)、1周的油礦地質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)。通過上述實(shí)踐環(huán)節(jié),大大提高學(xué)生的動(dòng)手能力,更有助于對(duì)理論知識(shí)的理解與掌握。
教學(xué)條件是辦好專業(yè)、提高教學(xué)效果的保證,包括教材、課程實(shí)踐材料、實(shí)習(xí)基地、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境建設(shè)等。
教材是課程內(nèi)容、教學(xué)體系和改革思想的具體反映,教材建設(shè)則是課程建設(shè)的重要載體[1]。我校歷來重視《油礦地質(zhì)學(xué)》教材的編寫,并形成了聯(lián)合相關(guān)高校共同編寫優(yōu)質(zhì)教材的優(yōu)良傳統(tǒng)。
《油礦地質(zhì)學(xué)》教材建設(shè)最早可追溯到建校早期的印刷講義(1958年)。之后,分別在 1987年和1996年出版了第一版(陳碧玨主編)和第二版(吳元燕和陳碧玨主編)。 2005年,根據(jù)教育部高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)的指示,切合油氣工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)目標(biāo),吳元燕、吳勝和、蔡正旗等修訂出版了《油礦地質(zhì)學(xué)》(第三版)[2]。該教材2006年被北京市教委評(píng)為北京高等教育精品教材。上述教材一直是我國(guó)石油高等院校油礦地質(zhì)學(xué)課程的主流教材,廣泛使用于中國(guó)石油大學(xué)(北京)、西南石油大學(xué)、大慶石油學(xué)院、西安石油大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)等高校及油田廠礦企業(yè),培養(yǎng)了數(shù)萬名油氣地質(zhì)人才,產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益。
目前,教材建設(shè)正在向更高層次推進(jìn)。本課程負(fù)責(zé)人吳勝和教授主編、七個(gè)院校共同編寫的《油礦地質(zhì)學(xué)》(第四版)被選為普通高等院?!笆晃濉眹?guó)家級(jí)規(guī)劃教材,并將于2010年底出版。
除教材外,課程組教師精心制作了一整套課程實(shí)踐材料,包括作業(yè)講義和作業(yè)素材。作業(yè)講義內(nèi)包含7個(gè)課內(nèi)作業(yè)(井斜水平投影圖的編繪、巖心錄井圖的編繪、地層對(duì)比、油層對(duì)比、斷面圖的編繪、地下構(gòu)造圖的編繪、油田構(gòu)造剖面圖的編繪)和1個(gè)油礦地質(zhì)大作業(yè)(含地層對(duì)比、油層對(duì)比、構(gòu)造分析、儲(chǔ)層分布、油氣層分布、儲(chǔ)量計(jì)算及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)等)。講義內(nèi)明確了作業(yè)的目的意義、材料準(zhǔn)備、作業(yè)要求等。作業(yè)素材為精選的油田實(shí)際區(qū)的第一手資料(測(cè)井圖和地質(zhì)資料)。其中,包括40張寬幅(幅寬0.5~1.0m)的測(cè)井曲線圖(總長(zhǎng)100m)。
為了使學(xué)生的學(xué)習(xí)更貼近生產(chǎn)實(shí)際,課程組大力建設(shè)了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)基地?;卦O(shè)在毗鄰北京的中石油大港油田公司。我校與中石油大港油田公司簽訂了長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作關(guān)系,而且經(jīng)歷了多年的產(chǎn)學(xué)研協(xié)作,從而為學(xué)生實(shí)習(xí)提供了優(yōu)越的便利條件。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)內(nèi)容包括錄井過程認(rèn)識(shí)、巖心描述訓(xùn)練、不同類型的井別與注采井網(wǎng)的認(rèn)知、地球物理資料錄取、綜合地質(zhì)研究認(rèn)識(shí)等,使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與油田勘探開發(fā)的實(shí)踐融會(huì)貫通。
為了更有利于課程學(xué)習(xí),建設(shè)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。課程網(wǎng)上資源豐富,包括課程概況、教學(xué)大綱、授課教案(多媒體課件)、習(xí)題、實(shí)踐指導(dǎo)、參考文獻(xiàn)目錄、考題樣板、教學(xué)錄像等。
根據(jù)現(xiàn)代教育理念和地質(zhì)教育的任務(wù)[3-4],進(jìn)一步明確課程教學(xué)理念,進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì),優(yōu)化教學(xué)方法和教學(xué)手段。
教學(xué)理念是課程建設(shè)的靈魂。教學(xué),不僅要傳授知識(shí),更要傳授獲得知識(shí)的方法,培養(yǎng)再學(xué)習(xí)的能力;不僅要傳授研究方法,更要培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,特別是分析問題和解決問題的能力。
鑒于地下地質(zhì)工作的特點(diǎn),地下油藏埋藏?cái)?shù)千米,看不見,摸不著,需要在信息不完備的情況下預(yù)測(cè)地下油藏特征,要求學(xué)生具有扎實(shí)的地質(zhì)功底和很強(qiáng)的動(dòng)手能力。借用“一沙一世界,一花一天國(guó)”的理念培養(yǎng)學(xué)生的研究思路,引導(dǎo)學(xué)生在打好扎實(shí)基本功的前提下,鍛煉“從一粒沙子中看到整個(gè)世界,從一朵花里看到整個(gè)天國(guó)”的能力,亦即培養(yǎng)學(xué)生“應(yīng)用所能得到的單井和地震資料預(yù)測(cè)地下油藏特征”的能力。
為此,在課程教學(xué)中,倡導(dǎo)知識(shí)傳授與思維啟發(fā)相結(jié)合、基礎(chǔ)理論與實(shí)踐操作相結(jié)合,綜合培養(yǎng)學(xué)生的地質(zhì)功底和實(shí)踐能力。設(shè)計(jì)了一套較為完善的課程教學(xué)—課內(nèi)作業(yè)—課程設(shè)計(jì)—油田現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)的一體化教學(xué)體系,按4個(gè)模塊進(jìn)行教學(xué),融知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)、素質(zhì)教育于一體。這一教學(xué)體系在教學(xué)過程中取得了很好的應(yīng)用效果。2007年,“油礦地質(zhì)教學(xué)體系優(yōu)化研究”獲中國(guó)石油大學(xué)(北京)第五屆優(yōu)秀教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。
教學(xué)方法是在教學(xué)過程中教與學(xué)相互作用的活動(dòng)方式的總稱,是教學(xué)的基本要素之一[5-7]。通過教學(xué)改革,擯棄傳統(tǒng)的以單純傳授知識(shí)為目的的灌輸式方式,采用以學(xué)生為主體,啟發(fā)式、互動(dòng)式、研究式相結(jié)合的教學(xué)方式。
(1)啟發(fā)式課堂教學(xué)。
在課堂教學(xué)過程中,采用啟發(fā)式教學(xué)方法,不僅傳授知識(shí),同時(shí)啟發(fā)學(xué)生的思維。一方面,注重基本概念、基本理論和基本方法的傳授,同時(shí),在課堂上,設(shè)計(jì)討論性問題,引導(dǎo)學(xué)生思考,通過師生互動(dòng)交流,得到合理的認(rèn)識(shí)。這樣不僅可調(diào)動(dòng)學(xué)生的課堂積極性,同時(shí)可培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。
(2)互動(dòng)式與研究式實(shí)踐教學(xué)。
在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),采用互動(dòng)式及研究式教學(xué)。
課內(nèi)作業(yè)主要采用互動(dòng)式教學(xué)方式。在56學(xué)時(shí)內(nèi),安排了16學(xué)時(shí)與課程章節(jié)相關(guān)的7次課內(nèi)作業(yè)。作業(yè)安排在制圖室內(nèi)進(jìn)行,教師提供資料和提出要求,學(xué)生在課堂上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作。由于作業(yè)材料為油田實(shí)際的第一手資料(測(cè)井圖和地質(zhì)資料),需要應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,因此,在做作業(yè)過程中學(xué)生會(huì)遇到各種涉及課程內(nèi)容以及操作方法中的問題。通過教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間的交流,進(jìn)一步加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握,同時(shí)提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。
課程設(shè)計(jì)(即“油礦地質(zhì)大作業(yè)”)主要采用研究式教學(xué)方式。作業(yè)材料亦為一個(gè)地區(qū)的實(shí)際資料,但與課內(nèi)作業(yè)有所差別的是,要求學(xué)生對(duì)實(shí)際工區(qū)進(jìn)行綜合地質(zhì)研究,包括地層對(duì)比、構(gòu)造分析、油氣層分析、儲(chǔ)量計(jì)算,并編制相關(guān)圖件,編寫研究報(bào)告,最后,還要求學(xué)生進(jìn)行多媒體匯報(bào)與答辯。通過這一研究式實(shí)踐教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,提高學(xué)生的綜合研究能力、文字表達(dá)和口頭表達(dá)能力。
除此之外,本課程還提供了大量的思考題和課外閱讀材料,幫助學(xué)生進(jìn)一步理解和掌握課程內(nèi)容,增加知識(shí)面,鍛煉自學(xué)能力;同時(shí),邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)外知名學(xué)者來校講座,介紹油氣藏地質(zhì)研究的新進(jìn)展和勘探開發(fā)實(shí)例,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)專業(yè)的熱愛,增強(qiáng)了事業(yè)心和為石油工業(yè)作貢獻(xiàn)的使命感,取得了很好的教學(xué)效果。
課程組在傳統(tǒng)課程教學(xué)的基礎(chǔ)上,廣泛采用電化教學(xué)手段,研制了全套課堂教學(xué)多媒體課件,同時(shí)通過多媒體的精心設(shè)計(jì),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效果。一方面,課件中包含大量的圖片、動(dòng)畫(如剩余油形成過程的動(dòng)畫),使教學(xué)內(nèi)容更加生動(dòng)和易于理解;另一方面,加強(qiáng)多媒體與教材的關(guān)聯(lián),在多媒體制作中,在每一頁面的左下角標(biāo)注教材頁碼,右上角標(biāo)注提綱,緊密聯(lián)系教材和講授內(nèi)容(同時(shí)將多媒體上網(wǎng)),使學(xué)生在課堂上不是忙著記筆記,而只記提綱、課程內(nèi)容的邏輯關(guān)系、新內(nèi)容即可,因而有更多的時(shí)間聽課、思考和參與。這種設(shè)計(jì)深受學(xué)生的好評(píng),被認(rèn)為是特色鮮明、效果顯著的教學(xué)手段。
師資隊(duì)伍建設(shè)是課程建設(shè)的根本。本課程歷來十分重視教師隊(duì)伍建設(shè)。自1953年開設(shè)以來,我國(guó)著名石油地質(zhì)和油礦地質(zhì)學(xué)家張萬選教授、云川教授、熊琦華教授、戴啟德教授、吳元燕教授等老教師為本課程的建設(shè)傾注了大量心血,并長(zhǎng)期作為本課程的主講教師,直到20世紀(jì)末。他們建立的課程教學(xué)體系、他們的教育思想、教學(xué)方法和優(yōu)良傳統(tǒng)已成為本課程的精神財(cái)富,并被新一代教師繼承和發(fā)揚(yáng)。
近年來,老教師退出教學(xué)第一線后,中青年教師已逐漸成長(zhǎng)起來,形成了一支實(shí)力雄厚的油礦地質(zhì)課程教學(xué)隊(duì)伍。共有教師11人,其中教授4人、副教授4人、講師3人。教學(xué)團(tuán)隊(duì)具有以下特點(diǎn):
(1)具有較高的學(xué)歷結(jié)構(gòu)。全部教師具有博士學(xué)位,4名教授均為博士生導(dǎo)師,均具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)。另外,本課程尚有3位學(xué)術(shù)造詣高、曾為該課程主講教師、現(xiàn)已退休的老教授作為課程教學(xué)顧問。
(2)具有合理的學(xué)緣構(gòu)成。教師畢業(yè)院校包括中國(guó)石油大學(xué)(北京)、中國(guó)石油大學(xué)(華東)、西南石油學(xué)院、大慶石油學(xué)院等。
(3)團(tuán)隊(duì)教師長(zhǎng)期從事油礦地質(zhì)(油藏地質(zhì))的科學(xué)研究工作,通過科研促進(jìn)教學(xué),取得了明顯的效果。2000年以來,先后完成了國(guó)家和省部級(jí)課題40余項(xiàng)和大量企業(yè)委托項(xiàng)目。針對(duì)中國(guó)復(fù)雜陸相油藏特征,在教學(xué)與科研中不斷探索、創(chuàng)新,形成了適用于不同勘探開發(fā)階段的油氣藏地質(zhì)研究與預(yù)測(cè)的創(chuàng)新性思路、理論、方法和技術(shù),研究成果在國(guó)內(nèi)外產(chǎn)生重要影響。曾獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)9項(xiàng),發(fā)表學(xué)術(shù)論文500余篇,其中三大檢索論文100多篇,出版學(xué)術(shù)專著(教材)10部。這些研究成果有機(jī)地融入教材和教學(xué)中,極大地促進(jìn)了教學(xué)水平的提高。
(4)切實(shí)加強(qiáng)青年教師的培養(yǎng)和鍛煉:①建立“傳幫帶”機(jī)制,通過讓青年教師進(jìn)行課程輔導(dǎo)、實(shí)踐環(huán)節(jié)指導(dǎo)以及講課比賽等鍛煉其教學(xué)能力,并通過高級(jí)別科研項(xiàng)目和油田應(yīng)用科研項(xiàng)目提高他們的學(xué)術(shù)能力。②設(shè)立“青年教師培養(yǎng)基金”,資助他們參加國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)會(huì)議,發(fā)表學(xué)術(shù)論文。近5年來,有3位講師由于教學(xué)科研成績(jī)突出而晉升為副教授。
(5)定期組織教學(xué)研討活動(dòng),課程組集體備課、共同探討教學(xué)難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn),互相交流教學(xué)經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)教學(xué)水平的整體提高。
通過課程建設(shè),不斷優(yōu)化課程教學(xué)體系,提高教學(xué)效果。課程教學(xué)得到了學(xué)校師生們的廣泛好評(píng)。2006年和2008年,該課程分別被評(píng)為中國(guó)石油大學(xué)(北京)精品課程和北京市精品課程。課程團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步加強(qiáng)課程建設(shè),努力使本課程成為教學(xué)現(xiàn)代化和國(guó)際化的、具有國(guó)際一流教學(xué)條件和教學(xué)水平的國(guó)家級(jí)精品課程,為石油、石化領(lǐng)域人才培養(yǎng)創(chuàng)建更為優(yōu)越的教學(xué)平臺(tái)。
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Construction and Reform of OilField Subsurface Geology
WU Sheng-he, XU Huai-min, WU Xin-song, YUE Da-li
China University of Petroleum, Beijing 102249, China
Oilfield subsurface geology is the key specialized course for the students majored in geological engineering and exploration of mineral resources program.With the development of science and technology in the petroleum industry, the course was constructed and reformed with modern educational concepts and methods.A platform which included integrated course content,excellent teaching condition, advanced teaching methods and a strong teaching team was built to cultivate excellent talents for petroleum and petrochemical industry.
oilfield subsurface geology; excellent course; teaching system; teaching reform
G642
A
1006-9372 (2010)01-0032-04
2009-12-06。
本文由北京市精品課程項(xiàng)目資助。
吳勝和,男,教授,主要從事油氣藏表征與建模的教學(xué)和研究工作。