滲流力學(xué)課程教學(xué)方法探究

孫曉飛 蔡林峰 李朋 張艷玉 劉永革

[摘? ? ? ? ? ?要]? 21世紀以來，隨著課程化改革的推進，在全新的教育模式中實現(xiàn)了教學(xué)資源的共享。石油天然氣工程類專業(yè)在新的課程改革中結(jié)合實際發(fā)展的情況以及滲流力學(xué)課程標準，在國家推進精品課程建設(shè)的大背景下，實現(xiàn)課程的全面升級與創(chuàng)新。通過一系列的措施，如，課件的開發(fā)、視頻課程的制作、仿真實驗室的建立，對滲流力學(xué)進行全方位、多元化、寬廣度的分析整合，推出新的精品課程。課程的建設(shè)一定程度上帶動了教育、教學(xué)水平的提高，教育模式的改革以及實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教育的平臺化共享，推進整個課程體系的發(fā)展。同時，課程模式的改革在一定的程度上推進教學(xué)模式以及教學(xué)手段的多方面發(fā)展。實踐課程發(fā)展證明，該課程的理論化建設(shè)成果在石油以及天然氣類工程的創(chuàng)新發(fā)展中有著很好的示范影響力。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 滲流力學(xué);CAI課件;網(wǎng)絡(luò)視頻;虛擬實驗室

[中圖分類號]? G642? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2020）01-0028-02

滲流力學(xué)，很明顯屬于流體力學(xué)的一個重要分支，是綜合研究流體在多孔介質(zhì)中是否有流動性質(zhì)規(guī)律的一門重要的學(xué)科。滲流力學(xué)課程作為石油天然氣探測、開發(fā)與開采的知識性理論基礎(chǔ)，在大數(shù)據(jù)、信息化大發(fā)展的背景下，研究地下油氣層的流動性規(guī)律，主要的研究發(fā)展目標就是通過課堂的實際講學(xué)讓學(xué)生充分掌握滲流力學(xué)的基本概念、先進的理論以及能夠運用實際的技巧去解決滲流力學(xué)問題。

一、滲流力學(xué)的課程建設(shè)

在實際的課堂教學(xué)中讓學(xué)生掌握油氣滲流的基本的運動規(guī)律以及化學(xué)方程式的建立方法，進一步明確滲流力學(xué)的基礎(chǔ)理論知識，學(xué)好這些專業(yè)化知識有利于下一步的油氣開采以及提升原油的回收效率，通過專業(yè)課的學(xué)習以及平時的實踐操作解決滲流力學(xué)的問題可以有效提升學(xué)習的效率，很好地適應(yīng)我們的教學(xué)以及日后的實踐操作。[1]

平時的教學(xué)過程中要注重學(xué)生動手操作能力的培養(yǎng)，通過具體的實驗課程讓學(xué)生掌握基本的實驗課技巧，學(xué)會儀器的使用以及儀表表盤設(shè)備的綜合操作和測試方式，進一步使學(xué)生形成嚴謹?shù)淖黠L，提高其實踐的操作能力以及科學(xué)的創(chuàng)新思維。

為了進一步貫徹教育部以及教科委關(guān)于進一步深化課程改革以及建設(shè)精品課程的方案實施意見，結(jié)合石油以及天然氣工程類專業(yè)發(fā)展的前景以及學(xué)科固有的知識特點，從一些方面進行進一步的闡釋，在綜合構(gòu)建大平臺的基礎(chǔ)上建設(shè)課程探究的一體化進程。

二、滲流力學(xué)CAI課件開發(fā)

這一款軟件的綜合開發(fā)，通過利用基礎(chǔ)的Authorware 7.0軟件編制開發(fā)CAI課件，打包發(fā)布成為EXE文件，可在個人電腦和網(wǎng)絡(luò)中使用。在具體的開發(fā)以及實驗過程中，應(yīng)用基礎(chǔ)的軟件去編制動畫的功能，軟件會自動生成滲流力學(xué)方面的視頻動畫，然后用動畫的形式將這些知識生動形象地展示給學(xué)生，學(xué)生在一定的操作儀器上通過自己對實驗按鈕的親自操作，可以直觀地看到一些視頻演練，進一步理解滲流力學(xué)的整個發(fā)展過程。[2]同時，該系統(tǒng)有專屬的語言講解模式，在學(xué)生的實際課堂中，語言的講解配合課堂中的PPT的文字性的內(nèi)容可以讓學(xué)生對本課的理解程度更加深刻。在每一章每一節(jié)的PPT內(nèi)容中涵蓋主要內(nèi)容的解析以及公式方法的詳細推演過程。CAI課件系統(tǒng)的綜合開發(fā)就是利用信息化、數(shù)據(jù)化的模式，在課堂的實際教學(xué)過程中，利用章節(jié)內(nèi)容的概括、形象動畫的展示以及語言聲音的導(dǎo)讀、公式詳情的推演等一步步地闡釋該課件的基礎(chǔ)功能。由于課程理論性較強，我們在綜合運用CAI課件的基礎(chǔ)上進行一系列的創(chuàng)新，比如，針對理論性很強的章節(jié)，把其中的計算推導(dǎo)以及公式演變等植入該章節(jié)的視頻講解或者PPT中，讓學(xué)生可以更好地理解其中的內(nèi)容，更好地理順思路，辨析整個問題的來龍去脈。另外，我們可以在課堂進行專項練習，這就要求CAI軟件系統(tǒng)有很好的展示、兼容、運行能力。更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣以及學(xué)習的積極性。這樣輔助化的教學(xué)模式，可以達到相當好的學(xué)習效果以及理想化的學(xué)習動態(tài)。我們的系統(tǒng)就是在整合線上線下資源的同時，結(jié)合實際的情況，對課本的內(nèi)容進行綜合理論化分析，借助課件的形式將章節(jié)的內(nèi)容進行必要的展示、對形象化的內(nèi)容進行視頻的演練、對具體的公式化內(nèi)容進行詳細的推演、對模塊化的東西進行組織整合。

三、滲流力學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)視頻制作

依照國家精品課建設(shè)的相關(guān)性標準，滲流力學(xué)課程網(wǎng)絡(luò)視頻制作必須和國家的精品課程標準相結(jié)合，在吸取先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，必須保證視頻拍攝的規(guī)范化以及視頻在同類的課程中具有先進性，在以上的建設(shè)基礎(chǔ)上進一步提升滲流力學(xué)的標準化課程建設(shè)。首先，這一標準化的建設(shè)模式有利于促進教學(xué)模式的改革，以此能夠更好地適應(yīng)新時代發(fā)展的基本要求，在信息化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)化模式發(fā)展的當下實現(xiàn)歷史性跨越。其次，這一標準化建設(shè)有助于促進教育的公平，讓所有的學(xué)生以及整個社會共同享受教育資源的優(yōu)質(zhì)化模式。最后，有利于在同類同等的高校中形成一種良好的競爭模式，一個學(xué)校的建設(shè)可以得到其他學(xué)校的廣泛模仿，從而推進同類高校課程的改革以及教育模式的更新?lián)Q代。課程依據(jù)現(xiàn)實的動態(tài)理論知識以及最新的科研成果，進行詳細化的理論研究，力求做到國內(nèi)領(lǐng)先、國際先進化水平。教育的全方面網(wǎng)絡(luò)化、智能化、信息化已經(jīng)成為時代發(fā)展的潮流，也有要面臨許許多多的問題以及挑戰(zhàn)。比如：如何解決好高校教師之間以及同類型學(xué)校之間的競爭問題;如何進一步促進教育水平的提高;如何實現(xiàn)模式化的變更以及改革;如何進一步促進理論化動態(tài)模式在新視野下的運行發(fā)展;如何實現(xiàn)教學(xué)的公平性、公開性、共享性。可制作一些相關(guān)性的視頻以及課件去進行效果的反復(fù)分析以及論證。[3]

四、滲流力學(xué)虛擬實驗室建立

在虛擬仿真的實驗室建設(shè)中，基于模式的可控化建設(shè)以及虛擬的原型技術(shù)，對我們的幾何微觀處理模型進行整體性分析，可以在建造模型的基礎(chǔ)上，進行課件運用以及視頻動畫的滾動播放，通過“不可壓縮液體的平面徑向穩(wěn)定滲流”“單相液體壓力恢復(fù)不穩(wěn)定滲流”等實驗可以解決一些基本的問題，也可以通過動畫的形式生動再現(xiàn)。

虛擬仿真實驗室是基于大數(shù)據(jù)平臺的一體化處理以及模式化的整體分析，基于CAI課件研發(fā)的基礎(chǔ)上進行一定的創(chuàng)新。通過模塊化的三維立體模型進行幾何狀態(tài)、功能延伸、制作變更以及產(chǎn)品的統(tǒng)一建模等方式去進行全方位的分析，綜合運用大數(shù)據(jù)模式、實驗分析模式、采集互換模式等去進行處理。

五、滲流力學(xué)課程建設(shè)特色與成效

在國家精品課堂計劃方針的統(tǒng)一協(xié)調(diào)部署下，滲流力學(xué)國家級精品課程已經(jīng)走過幾個年頭。滲流力學(xué)國家級精品課程作為行業(yè)以及教育內(nèi)的先進課程，始終把科研、教育、就業(yè)統(tǒng)籌在一起進行發(fā)展。在滲流力學(xué)國家級精品課程資源綜合利用的基礎(chǔ)上，成立了一種開放共享式的合作平臺，著眼于國家精品課程的建設(shè)去積極促進課程的進一步研發(fā)、創(chuàng)新。在教學(xué)模式、學(xué)習氛圍、教學(xué)體系的優(yōu)化、教學(xué)結(jié)構(gòu)的改變以及教學(xué)效果的實現(xiàn)方面都發(fā)揮著積極的作用。

具體化的成效如下所示：

1.課堂內(nèi)部的教學(xué)與視頻CAI課件等的制作緊密的結(jié)合在一起，通過建立虛擬化的仿真實驗室可以形成多樣化、全方位、寬角度的教學(xué)模式。在視頻課程的綜合帶動下，現(xiàn)代化、信息化教學(xué)手段得到了更新?lián)Q代。綜合教學(xué)模式的整體化變遷以及教育效果的全方位呈現(xiàn)，可以很好地實現(xiàn)教學(xué)平臺質(zhì)量的全面提升。

2.針對滲流力學(xué)國家級精品課程，可以依托大數(shù)據(jù)庫資源，對教學(xué)資源進行優(yōu)化整合，對教學(xué)目標、內(nèi)容、形式、手段、方法進行一定的創(chuàng)新。根據(jù)課程的獨有特色進行技術(shù)的全方位整合，在遵循基本原則的基礎(chǔ)上進行技術(shù)性融合以及模型化建立。既要注意探究結(jié)果的正確性，同時，對探究的過程也要充分重視。我們在思考基本的思路時就要統(tǒng)籌考慮一些問題：如何形成鮮明的主題以及風格迥異的教育設(shè)計;如何進一步提高學(xué)生的觀察能力、雙向思維能力、分析診斷能力以及解決問題的能力。

3.在平臺建立的基礎(chǔ)上，通過多維度的知識層次以及多廣度的知識框架去運行整個系統(tǒng)。滲流力學(xué)國家級精品課程在綜合多方面資源的基礎(chǔ)上，進行資源的有效整合以及共享。在“十三五”教育教學(xué)目標大框架的模式下，借助教育改革的潮流以及新課程標準，進一步實現(xiàn)高校的教育質(zhì)量在上一個新的臺階。改革是一個系統(tǒng)化的工程，借助資源共享的新型理念以及就業(yè)大環(huán)境的影響，我們的課程立足于實踐化的操作。同時，滲流力學(xué)國家級精品課程或者說這一門學(xué)科也是考研的重要專業(yè)學(xué)科。我們的課程也從另一方面為廣大的考生提供一個全新的學(xué)習平臺以及學(xué)習的工具。

六、結(jié)束語

在長期的課程建設(shè)下以及實驗證明下，可以得出該課程的建設(shè)對人才的培養(yǎng)有促進作用。正是在學(xué)校的大力推廣下，我們的平臺建設(shè)又邁上了一個全新的臺階。滲流力學(xué)國家級精品課程通過課件、虛擬仿真實驗等形式去啟發(fā)學(xué)生、教導(dǎo)學(xué)生，有利于教學(xué)模式的更新?lián)Q代以及課程的全方面開展，推進了教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式和手段向廣度、深度發(fā)展，教學(xué)對象向相關(guān)專業(yè)延伸。這一課程是在新課程標準的指導(dǎo)下，通過一系列的培養(yǎng)和教育，最終培養(yǎng)出創(chuàng)新化、實踐化、理論化兼有的示范性人才。

參考文獻：

[1]張樹才，王明俊.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的課件制作方式研究[J].科技信息，2010（21）：72-73.

[2]林玉保，楊清彥，劉先貴.低滲透儲層油、氣、水三相滲流特征[J].石油學(xué)報，2016，27（S1）：124-128.

[3]鐘會影，尹洪軍.《滲流力學(xué)》網(wǎng)絡(luò)虛擬實驗室輔助教學(xué)模式探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（6）：98-100.

編輯 張 慧