石油工程巖石力學(xué)慕課的具體實(shí)踐

張廣清 李世遠(yuǎn) 王琳琳 彭巖

[摘 要] 慕課是一種嶄新的在線教育模式。文章著重介紹中國(guó)石油大學(xué)（北京）開(kāi)設(shè)的全國(guó)第一門(mén)石油工程類(lèi)的巖石力學(xué)慕課，包括基本情況、課程特色、考核方式以及實(shí)踐過(guò)程和效果，并對(duì)后期建設(shè)進(jìn)行展望。

[關(guān)鍵詞] 慕課;巖石力學(xué);信息技術(shù)

。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G434? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）41-0223-02? ? [收稿日期] 2019-11-08

慕課是一種針對(duì)大眾的免費(fèi)在線教學(xué)方式，也是近年來(lái)開(kāi)放教育領(lǐng)域出現(xiàn)的一種新的課程模式，中文全稱(chēng)為“大規(guī)模開(kāi)放式在線課程”[1]。國(guó)內(nèi)外主流慕課平臺(tái)提供的課程越來(lái)越多，大學(xué)采用慕課作為混合式教學(xué)模式，進(jìn)行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的方法正在推進(jìn)，學(xué)生通過(guò)慕課獲得的課程證書(shū)開(kāi)始得到大學(xué)的認(rèn)同并可拿到學(xué)分，以慕課為基礎(chǔ)的微專(zhuān)業(yè)和微碩士開(kāi)始成為大學(xué)教育的一種新形式[2]。本文主要圍繞中國(guó)石油大學(xué)（北京）通過(guò)學(xué)堂在線開(kāi)設(shè)的“石油工程巖石力學(xué)”慕課課程，從課程基本情況、課程團(tuán)隊(duì)情況、課程簡(jiǎn)介及特色、課程考核情況、課程應(yīng)用情況及課程建設(shè)計(jì)劃等多個(gè)方面給予介紹。

一、課程基本情況

1.課程情況。該慕課的名稱(chēng)為石油工程巖石力學(xué)，課程負(fù)責(zé)單位是中國(guó)石油大學(xué)（北京），課程負(fù)責(zé)人是張廣清教授，課程對(duì)象是本科生以及社會(huì)學(xué)習(xí)者，課程性質(zhì)是社會(huì)學(xué)習(xí)者課程，課程類(lèi)型是專(zhuān)業(yè)課，講授語(yǔ)言是中文，開(kāi)放程度為完全開(kāi)放（自由注冊(cè)及免費(fèi)學(xué)習(xí)），主要開(kāi)課平臺(tái)是學(xué)堂在線，上線時(shí)間是2018年12月30日，截至2019年8月已經(jīng)完成兩輪的運(yùn)行。

2.課程團(tuán)隊(duì)。課程負(fù)責(zé)人張廣清教授是學(xué)校傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)石油工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課“石油工程巖石力學(xué)基礎(chǔ)”的主講教師，北京市首屆高等學(xué)校青年教學(xué)名師，教育部工科基礎(chǔ)課教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員。課程團(tuán)隊(duì)其他老師包括王琳琳教授、李世遠(yuǎn)副教授和彭巖副教授，主要從事輔講、答疑及批改作業(yè)等工作。

3.課程錄制。該慕課是在2018年暑期利用兩周時(shí)間錄制完成的，由學(xué)堂在線具體負(fù)責(zé)錄制和制作視頻，視頻10分鐘一段，共錄制50段，覆蓋整個(gè)課程內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。錄制地點(diǎn)為學(xué)校專(zhuān)門(mén)提供的教室以及相關(guān)實(shí)驗(yàn)室。錄制后，由學(xué)堂在線負(fù)責(zé)后期制作和加工，形成了慕課學(xué)習(xí)視頻。

二、課程簡(jiǎn)介及課程特色

（一）課程內(nèi)容改革及面向?qū)ο?/p>

該慕課不拘泥于一本教材，課程緊盯國(guó)內(nèi)外石油工程巖石力學(xué)方面的先進(jìn)科技與技術(shù)，在原有石油工程巖石力學(xué)內(nèi)容基礎(chǔ)上，緊密結(jié)合國(guó)內(nèi)外非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)新形勢(shì)，側(cè)重一些非常規(guī)油氣巖石力學(xué)與工程的知識(shí)介紹。國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)有教材中尚缺乏相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合自身在非常規(guī)巖石力學(xué)方面的研究成果，將頁(yè)巖、煤巖、海底水合物等的研究成果引入巖石力學(xué)的課程內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，緊跟能源開(kāi)發(fā)的前沿。最后一部分是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，在理論內(nèi)容之外，錄制了國(guó)際先進(jìn)巖石力學(xué)試驗(yàn)機(jī)為硬件操作基礎(chǔ)的巖石力學(xué)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻。面向?qū)ο蠹劝ㄉ鐣?huì)公眾，同時(shí)也包括校內(nèi)授課對(duì)象，主要以本科生及一部分研究生為主。借助學(xué)堂在線平臺(tái)，慕課內(nèi)容已逐漸在本科生、本科生的新生中推廣，同時(shí)在研究生或從事科研、工程技術(shù)的一線人員中也做了推介。

（二）運(yùn)用信息技術(shù)的改革情況

1.課程體系。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)。同時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的時(shí)間、地點(diǎn)可隨心所欲，學(xué)習(xí)進(jìn)度也可隨意安排。在課程體系方面，課程設(shè)計(jì)以10分鐘微課系列組合，把系統(tǒng)的知識(shí)分解成獨(dú)立的知識(shí)點(diǎn)短視化呈現(xiàn)，學(xué)習(xí)更靈活。第一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)合理的知識(shí)點(diǎn)整理與布局，將課程內(nèi)容分解為50個(gè)左右的知識(shí)點(diǎn)，并準(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，將巖石力學(xué)室內(nèi)試驗(yàn)得以充分展現(xiàn)。

2.教學(xué)內(nèi)容和方法。從教學(xué)方法來(lái)看，在課堂教學(xué)過(guò)程中，補(bǔ)充了一些前沿的科研資料，以及現(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。充分理解學(xué)習(xí)群體的認(rèn)知過(guò)程，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。比如授課內(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)，有效避免學(xué)生自己看視頻走神，并能讓學(xué)生主動(dòng)持續(xù)學(xué)習(xí)。抽象知識(shí)點(diǎn)以動(dòng)畫(huà)輔助教學(xué)，形象還原知識(shí)原理，利于學(xué)生建立空間想象力，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50%文字，20%圖片，30%空白，整體顏色不超過(guò)三種。授課教師著裝與課件整體風(fēng)格、色彩協(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)潔清晰且不失美感。

三、課程考核情況

課程考核方式主要采用平時(shí)知識(shí)點(diǎn)測(cè)驗(yàn)和在線期末考試兩種（各占50%）。課程一共十二章，共50個(gè)知識(shí)點(diǎn)。第一輪上線授課中，平時(shí)每節(jié)課即每個(gè)知識(shí)點(diǎn)后，都有選擇題目，包括單選和多選，一般每節(jié)課即每個(gè)知識(shí)點(diǎn)后有1～2道選擇題。期末考試在線答題也以客觀題即選擇題為主，主要包括50道選擇題，內(nèi)容覆蓋全部知識(shí)點(diǎn)。第二輪上線授課中，繼續(xù)保持平時(shí)每節(jié)課即每個(gè)知識(shí)點(diǎn)后以選擇題進(jìn)行答題。期末考試在線答題以客觀題結(jié)合主觀題進(jìn)行，包括49道選擇題和一道主觀題即計(jì)算和問(wèn)答。在第一輪上線授課中，課程依托學(xué)堂在線平臺(tái)以社會(huì)公眾開(kāi)放為主，在第二輪上線授課中，課程采用了公眾平臺(tái)+校內(nèi)慕課平臺(tái)方式。

四、課程應(yīng)用情況

1.在學(xué)校教學(xué)中的應(yīng)用情況。慕課已結(jié)合到校內(nèi)課程教學(xué)，采用線上線下混合式教學(xué)方法，校內(nèi)SPOC平臺(tái)幾十位本科生使用，還有幾十位本科生及研究生通過(guò)兩輪在線授課，完成了慕課觀看及課后習(xí)題、期末考試題目，獲得了慕課學(xué)習(xí)成績(jī)。課程學(xué)習(xí)后，有學(xué)生主動(dòng)聯(lián)系課程團(tuán)隊(duì)教師，期望在非常規(guī)油氣巖石力學(xué)與工程、巖石斷裂理論和水力壓裂機(jī)理及技術(shù)等方面進(jìn)行碩士生或博士生的深造學(xué)習(xí)。一位本科大四學(xué)生通過(guò)慕課學(xué)習(xí)后積極主動(dòng)聯(lián)系課程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，通過(guò)努力獲得直博資格。一位本科大二學(xué)生通過(guò)慕課學(xué)習(xí)后，聯(lián)系課程團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，通過(guò)努力獲得本博一體化培養(yǎng)資格。兩人均師從張廣清教授繼續(xù)自己的學(xué)習(xí)研究。除對(duì)學(xué)生教學(xué)方面的應(yīng)用外，課程負(fù)責(zé)人通過(guò)慕課制作、錄制、上線和推廣等，帶動(dòng)教學(xué)團(tuán)隊(duì)一起進(jìn)行課程建設(shè)及教學(xué)改革，將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)例、案例分析等融入教學(xué)內(nèi)容。

2.面向其他高校和社會(huì)學(xué)習(xí)。慕課推廣至其他石油高校，例如在中國(guó)石油大學(xué)（華東）、西南石油大學(xué)、東北石油大學(xué)、西安石油大學(xué)、常州大學(xué)和延安大學(xué)等，均有石油工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)學(xué)生參與選課。通過(guò)兩輪在線授課，社會(huì)學(xué)習(xí)者人數(shù)達(dá)到近8000人。通過(guò)討論區(qū)互動(dòng)問(wèn)答、課后題和期末考試答題，社會(huì)公眾提升了對(duì)石油工程巖石力學(xué)知識(shí)內(nèi)容的了解和認(rèn)識(shí)。學(xué)生反饋知識(shí)點(diǎn)講解清晰，開(kāi)放性思考題目有一定吸引力，專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)熱情得到進(jìn)一步提升，對(duì)知識(shí)點(diǎn)有了進(jìn)一步的理解和把握。

五、課程建設(shè)計(jì)劃

今后五年繼續(xù)面向石油高校和社會(huì)公眾提供開(kāi)放學(xué)習(xí)服務(wù)，包括在本校內(nèi)的石油工程巖石力學(xué)的本科和研究生授課中，采用線上線下混合式教學(xué)方法。同時(shí)繼續(xù)將慕課推介至國(guó)內(nèi)石油高校的石油工程及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的課程學(xué)習(xí)中。面向社會(huì)開(kāi)設(shè)保持每年2～3期，一期3個(gè)月，內(nèi)容上持續(xù)更新以及提供教學(xué)服務(wù)。

1.教學(xué)文件及輔助教學(xué)材料持續(xù)更新。密切跟蹤國(guó)內(nèi)外石油工程巖石力學(xué)方面的先進(jìn)科技與技術(shù)，不斷更新和完善課程內(nèi)容，及時(shí)更新本課程輔助教學(xué)多媒體課件和教學(xué)錄像片。

2.課程內(nèi)容改革。收集并整理校內(nèi)混合式教學(xué)中學(xué)生研討課題作業(yè)、設(shè)計(jì)性或創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，并結(jié)合部分學(xué)生的課堂體會(huì)，形成學(xué)生對(duì)課程教學(xué)改革的體會(huì)內(nèi)容，從而進(jìn)行課程內(nèi)容改革。

3.強(qiáng)化課程內(nèi)容與科研成果的融合。隨著非常規(guī)油氣藏的開(kāi)發(fā)力度加大，非常規(guī)油藏巖石力學(xué)愈來(lái)愈重要。不斷更新非常規(guī)油氣巖石力學(xué)及水力壓裂的研究成果，融入課程內(nèi)容之中，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，緊跟能源開(kāi)發(fā)的前沿。

4.出版課程講義。對(duì)于慕課的進(jìn)一步建設(shè)，課程團(tuán)隊(duì)將根據(jù)課程內(nèi)容出版課程講義，同時(shí)突出課程中涉及的石油工程巖石力學(xué)常用公式，結(jié)合到課程講義的編寫(xiě)當(dāng)中。

參考文獻(xiàn)

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