張廣清 李世遠(yuǎn) 劉 偉

（中國(guó)石油大學(xué)（北京）石油工程學(xué)院 北京 102249）

石油工程的主要研究對(duì)象之一是深部地層巖石，巖石的變形和強(qiáng)度是研究鉆井工程、完井工程、油氣藏改造、油藏變形、套管變形等問(wèn)題的基礎(chǔ)和依據(jù)。石油工程巖石力學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)是通過(guò)本課程學(xué)習(xí)，首先使學(xué)生掌握巖石的物理、力學(xué)性質(zhì)、孔隙彈性、地應(yīng)力、巖石本構(gòu)關(guān)系及強(qiáng)度等基本概念；其次掌握石油工程巖石力學(xué)中重要參數(shù)的試驗(yàn)和確定方法；最終針對(duì)巖石力學(xué)相關(guān)的石油工程問(wèn)題，將基本概念、模型與工程實(shí)例與技術(shù)相結(jié)合，深化和加強(qiáng)對(duì)工程問(wèn)題的理解和認(rèn)識(shí)。本文著重介紹是石油工程巖石力學(xué)課程的教學(xué)實(shí)踐，從六個(gè)方面介紹課程建設(shè)的重要實(shí)踐和進(jìn)展。

1 聚焦立德樹(shù)人根本任務(wù),構(gòu)建《巖石力學(xué)》課程思政教學(xué)體系

近年來(lái)，響應(yīng)黨中央和習(xí)近平總書(shū)記號(hào)召，以課程教學(xué)為平臺(tái)，在課程教學(xué)工作中落實(shí)“立德樹(shù)人”根本任務(wù)，始終圍繞“為誰(shuí)培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么人和怎樣培養(yǎng)人”推進(jìn)課程思政新實(shí)踐，努力培養(yǎng)中國(guó)石油工業(yè)的社會(huì)主義合格建設(shè)者和可靠接班人。

在《石油工程巖石力學(xué)》總體教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)中融入課程思政元素，在緒論中向?qū)W生們闡述石油精神、鐵人精神以及我校克拉瑪依校區(qū)所在的城市及新疆油田半個(gè)世紀(jì)從無(wú)到有、從小到大的發(fā)展歷程，并結(jié)合我校知名校友、新時(shí)代“鐵人”王啟民的感人事跡的講述，培養(yǎng)學(xué)生們熱愛(ài)石油的情懷。結(jié)合身邊油田新一代骨干力量拼搏進(jìn)取、甘于奉獻(xiàn)的優(yōu)秀事跡，激發(fā)青年學(xué)子的事業(yè)心和責(zé)任感。在理論內(nèi)容的教學(xué)中，結(jié)合巖石力學(xué)與鉆井、完井工程應(yīng)用以及生產(chǎn)安全事故的分析，樹(shù)立學(xué)生以嚴(yán)謹(jǐn)精神進(jìn)行科學(xué)研究的態(tài)度，同時(shí)以孜孜以求對(duì)知識(shí)的追尋，逐步形成今后為突破我國(guó)石油工程“卡脖子”技術(shù)貢獻(xiàn)力量的信心和勇氣。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不斷引導(dǎo)學(xué)生勇于探索、不怕吃苦、實(shí)踐出真知的價(jià)值觀和人格導(dǎo)向，為今后投身石油事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。課外實(shí)踐是和課內(nèi)的課程思政學(xué)習(xí)互為補(bǔ)充的，石油工程學(xué)院與大慶油田共建了實(shí)踐育人基地，學(xué)生通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)、紅色教育和親身實(shí)踐等，把課內(nèi)的思政元素轉(zhuǎn)化到專業(yè)實(shí)踐之中，并反哺課堂學(xué)習(xí)，讓課程思政效果不斷得到加深和鞏固。

2 積極探索與實(shí)踐信息技術(shù)與教學(xué)的深度融合，建成并投入運(yùn)行《石油工程巖石力學(xué)》慕課

按照國(guó)家精品在線開(kāi)放課程標(biāo)準(zhǔn)，課程建設(shè)《石油工程巖石力學(xué)》慕課，于2018年12月在學(xué)堂在線平臺(tái)上線。（1）課程體系。慕課的在線課程區(qū)別于傳統(tǒng)課堂教學(xué)，具有資源共享性、學(xué)習(xí)自主性、課程結(jié)構(gòu)開(kāi)放性和學(xué)習(xí)協(xié)作性等特點(diǎn)。學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間、地點(diǎn)、學(xué)習(xí)進(jìn)度實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地。課程設(shè)計(jì)以10分鐘左右微課系列組合，把知識(shí)體系分解成多個(gè)知識(shí)點(diǎn)可視化呈現(xiàn)，其中難點(diǎn)和要點(diǎn)重點(diǎn)講解。先進(jìn)行結(jié)構(gòu)合理的知識(shí)點(diǎn)布局，將課程內(nèi)容分解為50個(gè)左右的知識(shí)點(diǎn)，準(zhǔn)備每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的講授內(nèi)容。除了理論知識(shí)之外，還錄制了實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，教師直接使用大型實(shí)驗(yàn)設(shè)備作為教具，直觀展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程。（2）教學(xué)內(nèi)容和方法。教學(xué)內(nèi)容中補(bǔ)充了一些前沿的科研資料和現(xiàn)場(chǎng)的工程案例，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和理解能力。遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，針對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，策劃活潑有趣、形象生動(dòng)的教學(xué)模式，將授課內(nèi)容故事化，讓學(xué)習(xí)身臨其境，學(xué)習(xí)思路追隨故事情節(jié)，提升學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)興趣；以動(dòng)畫(huà)輔助教學(xué)抽象知識(shí)點(diǎn)，易于建立學(xué)生空間想象力，提升學(xué)習(xí)效果。課程的教學(xué)素材選擇注重圖文并茂，內(nèi)容布局以40%文字，30%圖片，30%空白，整體顏色不超過(guò)3種。授課教師著裝與課件整體風(fēng)格協(xié)調(diào)、儀容端莊、姿勢(shì)自信自然。視頻后期制作采用了適宜教學(xué)內(nèi)容的特效包裝，使教學(xué)過(guò)程簡(jiǎn)潔清晰、內(nèi)容突出。（3）考核方式。慕課每節(jié)知識(shí)點(diǎn)后面有2-3道作業(yè)題，整門(mén)課后有在線期末考試試卷一套，線上慕課的考核分成平時(shí)作業(yè)成績(jī)占50%，期末在線考試答題占50%。（4）面向?qū)ο?。面向?qū)ο蟀ㄐ?nèi)學(xué)生，還通過(guò)SPOC校內(nèi)平臺(tái)面向社會(huì)公眾。借助學(xué)堂在線平臺(tái)，慕課內(nèi)容已逐漸在本校和相關(guān)高校本科生中推廣，同時(shí)在研究生或從事科研、工程技術(shù)的一線人員中也給予推介。該慕課與線下課堂教學(xué)相結(jié)合，內(nèi)容和側(cè)重點(diǎn)互補(bǔ)，線下課堂教學(xué)注重課程內(nèi)容的系統(tǒng)性，慕課注重難點(diǎn)的點(diǎn)撥。慕課延伸了線下課堂教學(xué)的時(shí)間尺度，即線下教學(xué)中運(yùn)用慕課平臺(tái)做到學(xué)生提前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)回顧，討論區(qū)交流研討情況等。慕課也加深了課堂學(xué)科的空間尺度，慕課的討論區(qū)中任課教師增加了與課程內(nèi)容有關(guān)的學(xué)術(shù)論文和現(xiàn)場(chǎng)急需的重大需求問(wèn)題供學(xué)生討論。尤其值得說(shuō)明的是，在疫情期間，積極響應(yīng)教育部面向社會(huì)、面向全球的資源共享和推廣的戰(zhàn)略部署，于5月上線推出《石油工程巖石力學(xué)》慕課國(guó)際版，是學(xué)校率先推出的首批國(guó)際慕課課程之一。將中國(guó)的第一門(mén)石油領(lǐng)域巖石力學(xué)課程推向世界，面向全球各高校和相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍W(xué)者。

3 堅(jiān)持踐行科教融合理念，不斷完善和更新課程教學(xué)內(nèi)容

一方面，緊盯國(guó)內(nèi)外石油工程巖石力學(xué)方面的新進(jìn)展以及國(guó)內(nèi)外非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)新形勢(shì)，不斷更新課程教學(xué)內(nèi)容。在原有石油工程巖石力學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，將頁(yè)巖、煤巖、海底水合物等方面的最新學(xué)科前沿引入巖石力學(xué)的課程內(nèi)容，加強(qiáng)非常規(guī)油氣巖石力學(xué)與工程的知識(shí)。課程負(fù)責(zé)人正在承擔(dān)教育部和外專局的引智培育計(jì)劃，其中有10余位來(lái)自美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和澳大利亞的國(guó)際著名巖石力學(xué)學(xué)者，他們中也有多位大學(xué)教授。他們?yōu)楸菊n程的內(nèi)容的更新不斷提供自己的研究成果。另一方面，將科研成果轉(zhuǎn)化為課程教學(xué)內(nèi)容和資源。一是課程內(nèi)容不拘泥于書(shū)本，結(jié)合多年來(lái)在包括長(zhǎng)慶油田、新疆油田等我國(guó)主要油田開(kāi)展的非常規(guī)儲(chǔ)層巖石力學(xué)及水力壓裂研究的科研成果和典型案例，將新結(jié)論新認(rèn)知融合與本科教學(xué)當(dāng)中。二是依托科研實(shí)驗(yàn)室,錄制了國(guó)際先進(jìn)巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)為基礎(chǔ)的巖石力學(xué)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻。開(kāi)展了探索式本科生開(kāi)放實(shí)驗(yàn)，授課老師與本科生、研究生共同研討，提出了可變圍壓式三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)，不但獲得了發(fā)明專利授權(quán)，而且完成了模具加工和調(diào)試。該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)也是深部地層研究項(xiàng)目的一部分。三是注重課程體系的重構(gòu)。巖石力學(xué)涉及較多的理論模型和計(jì)算，而這些模型的推導(dǎo)過(guò)程繁瑣，超出了課程本身的內(nèi)容要求。學(xué)生們普遍感覺(jué)相關(guān)的計(jì)算有難度。將50個(gè)知識(shí)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的模型背景、推導(dǎo)過(guò)程、典型例題、練習(xí)題進(jìn)行重新整合，學(xué)生能夠迅速?gòu)墓浇嵌劝盐罩R(shí)的要點(diǎn)，形成了教材《石油工程巖石力學(xué)基本公式》。

4 以打造“金課”為目標(biāo)導(dǎo)向，實(shí)施線上線下混合式教學(xué)方法改革，提升課堂教學(xué)效果

依托不斷更新的慕課教學(xué)資源，實(shí)施線上線下混合式教學(xué)方法改革，通過(guò)線上自學(xué)線下精講，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和提升課堂教學(xué)效果。在線上教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)觀看慕課視屏完成線上作業(yè)來(lái)完成課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)；在線下教學(xué)中，通過(guò)精講多練重點(diǎn)內(nèi)容，解決教學(xué)難題。課后，學(xué)生通過(guò)線上慕課討論區(qū)開(kāi)展問(wèn)題探討與交流，同時(shí)通過(guò)討論區(qū)發(fā)布學(xué)習(xí)材料，回答學(xué)生疑問(wèn)，成為師生學(xué)習(xí)交流的重要媒介平臺(tái)。線上線下混合式教學(xué)方法改革，突出了以“學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心”，實(shí)現(xiàn)了課程的高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度要求。通過(guò)幾年來(lái)課程教學(xué)，嚴(yán)格地教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生們從上課狀態(tài)、課后投入和對(duì)知識(shí)整體掌握都有了進(jìn)一步的改觀。

5 以小班化教學(xué)模式改革為契機(jī)，深入推進(jìn)探索啟發(fā)式教學(xué)方法在課程教學(xué)中應(yīng)用

學(xué)校近年來(lái)不斷提倡小班化教學(xué)模式，通過(guò)小班化研討啟發(fā)式的教學(xué)提升教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)熱情。以二十人以內(nèi)的小班教學(xué)規(guī)模，通過(guò)課程研討，主要是課堂小組討論并充分研討的方式，把石油工程中各環(huán)節(jié)涉及的力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行交流互動(dòng)式學(xué)習(xí)，學(xué)生提出一些問(wèn)題設(shè)計(jì)和解決方案，并積極展示，例如儲(chǔ)層改造新方式、油氣開(kāi)發(fā)中的環(huán)境保護(hù)方法等。在教學(xué)過(guò)程中，打破老師和學(xué)生之間“教”與“學(xué)”的二元對(duì)立，在課堂上以平等對(duì)話的形式讓課堂充滿活力，讓學(xué)生的自由思想充分激發(fā)，使學(xué)的內(nèi)容和學(xué)的過(guò)程融合為一個(gè)整體；將多媒體教學(xué)與板書(shū)、互動(dòng)教學(xué)結(jié)合，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，達(dá)到了預(yù)期效果。通過(guò)教學(xué)實(shí)踐讓新生一年級(jí)的同學(xué)快速進(jìn)入到專業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，使得他們后續(xù)在高年級(jí)專業(yè)課的學(xué)習(xí)中展現(xiàn)了良好的學(xué)習(xí)成效。

6 以O(shè)BE理念為指導(dǎo)，主持實(shí)施了《石油工程巖石力學(xué)》課程建設(shè)與改革

近年來(lái)，教學(xué)團(tuán)隊(duì)不斷引入工科OBE的教學(xué)理念，即教育教學(xué)中體現(xiàn)產(chǎn)出導(dǎo)向的價(jià)值取向、學(xué)生中心的教育理念和持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量文化。依托校級(jí)教改項(xiàng)目包括《石油工程巖石力學(xué)》全英文課程建設(shè)、《石油工程巖石力學(xué)》慕課建設(shè)和《石油工程巖石力學(xué)》慕課國(guó)際版建設(shè)，更新《巖石力學(xué)》大綱，以能力達(dá)到為目標(biāo)組織課堂教學(xué)的知識(shí)體系和內(nèi)容，并結(jié)合“雙一流”學(xué)科本博一體化人才培養(yǎng)需求，增設(shè)課內(nèi)教學(xué)的工程案例專題，圍繞能力達(dá)到目標(biāo)，進(jìn)行多層次教學(xué)模式探索，即一方面提煉關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生在基礎(chǔ)理論的深入研究方面增加興趣和方法，而另一方面展示核心技術(shù)和工藝，引導(dǎo)學(xué)生與工程實(shí)踐結(jié)合，與金工實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)的具體實(shí)踐結(jié)合等。在課程教學(xué)實(shí)踐中，積極推動(dòng)石油工程專業(yè)人才的工程實(shí)踐和創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式的新探索。

總之，石油工程巖石力學(xué)課程以課程思政為引領(lǐng)，通過(guò)課程建設(shè)、課程改革、慕課、課程理念等多個(gè)方面給予建設(shè)和實(shí)踐，取得了一系列的改革成果。這些改革的舉措核心思想是堅(jiān)持“立德樹(shù)人”的中心任務(wù)，目的是打造“金課”，不斷提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量。通過(guò)一門(mén)課的學(xué)習(xí)，影響到一個(gè)專業(yè)的建設(shè)，一批人才的培養(yǎng)，石油工程巖石力學(xué)課程依然任重道遠(yuǎn)，不斷探索和實(shí)踐中取得新的進(jìn)展。