工程教育認證的煤層氣地質與勘探課程改革

張貝貝　金超　趙存良　王艷楠　吳復柱

[摘 要]針對本校資源勘查工程專業煤層氣地質與勘探課程教學現狀以及存在的問題，文章圍繞“以學生為中心，以產出為導向，持續改進”的工程教育理念，具體介紹了該課程改革實踐過程，確立了畢業要求下的課程教學目標，優化了教學大綱和內容，改革了教學活動，制訂了課程目標及畢業要求指標點的達成度評價方式，并提出了持續改進方案。通過評價改革后課程目標和畢業要求指標點平均達成度，證明面向工程教育認證的煤層氣地質與勘探課程改革效果良好。

[關鍵詞]資源勘查工程專業;煤層氣地質與勘探;課程改革;工程教育認證

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2021）08-0012-04

自2013年中國加入華盛頓協議，我國工程教育專業認證工作全面展開。根據工程教育認證標準，教師在教學的過程中應始終堅持“以學生為中心，以產出為導向，持續改進”的工程教育理念，始終堅持“學生中心是宗旨，成果導向是要求，持續改進是機制”的中心思想[1-7]。

2017年12月，中國工程教育專業認證協會決定受理河北工程大學資源勘查工程專業2018年度工程教育專業認證申請，從此翻開了我校專業工程教育認證建設和發展的新篇章。煤層氣地質與勘探作為資源勘查工程專業的一門重要專業課，是工程教育認證課程體系中不可或缺的課程。為此，在深刻理解并掌握工程教育認證核心理念的基礎上，對煤層氣地質與勘探課程進行實踐教學改革，對學校及學生的未來發展都具有重要的意義。

一、工程教育認證前的煤層氣地質與勘探課程教學現狀與不足

1.課程目標不全面，缺少工程設計方面的教學目標。2.課程的教學內容相當龐雜，所涉及的知識面非常廣泛，且以理論知識為主，工程實例涉及較少，從而導致課程重點不突出，學生學起來也抓不住重點。3.教學的達成途徑比較單一，教師在授課過程中采用“灌入式”的模式進行講解 ，學生參與很少，學起來比較枯燥無味。4.教師普遍對課程的持續改進理念領悟得比較差。部分教師對每年的教學比較隨意，課程結束后也沒有及時找出需要改進的地方，導致課程教學沒有創新之處。

二、課程改革實踐具體方案

（一）確立畢業要求指標點下的課程教學目標

根據工程教育認證標準和本專業畢業要求指標點分解情況，煤層氣地質與勘探課程所支撐的畢業要求指標點見表1。

課程教學目標1：正確理解煤成氣、煤層氣、煤礦瓦斯等基本概念（支撐畢業要求2-3）。

課程教學目標2：掌握煤層氣地質學的基本理論，包括煤層氣的形成、儲層、賦存、成藏機理和產出機理等，能夠應用其基本原理分析煤層氣地質與勘探中遇到的復雜工程問題，并可獲得有效結論（支撐畢業要求2-3、3-1）。

課程教學目標3：學習最新的《煤層氣資源/儲量規范DZ/T0216-2010》;掌握煤層氣資源的評價方法和資源量的估算（支撐畢業要求2-3、3-1）。

課程教學目標4：掌握煤層氣勘探開發程序與相關技術，涉及地震、鉆井、煤儲層參數測試、測井等關鍵技術（支撐畢業要求3-1）。

課程目標5：結合工程實際，掌握煤層氣勘探開發中的工程設計，能夠針對勘探開發中遇到的復雜工程問題設計可行的解決方案且具有一定的創新性（支撐畢業要求3-1）。

（二）優化課程教學大綱與內容

通過對用人單位的調查研究，把握社會對本專業人才的要求，修訂煤層氣地質與勘探課程教學大綱，精簡授課內容，抓住重點難點，結合工程實例，及時將最新理論與技術手段等融入煤層氣地質與勘探教學中去。對于與本科生工程實踐能力培養聯系較強的內容，比如地震、鉆井、煤儲層參數測試、測井等內容在課時上予以適當壓縮，把這部分內容放到實驗室和工程實踐中去。同時增加一些工程設計課，在講解完煤層氣鉆井后，可以給出一個煤層氣區塊，假設要鉆一口直井，讓學生對這口直井進行煤層氣鉆井地質設計和工程施工設計，并撰寫設計報告，這些都作為平時成績，計入最后的考核成績中。通過對核心內容的調整和強化講解，學生可全面鞏固煤層氣地質與勘探教學內容，增強對理論與實踐的認識，達到工程教育認證的要求。課程教學內容、課時與對應的畢業要求指標點見表3。

（三）教學活動改革

改革后的教學活動包括課前預習、課堂講授、實驗實踐及工程設計、課后測試共4個教學環節。

在每次正式上課之前，提前將學習資料發到學生手中，制訂一定措施，鼓勵學生進行課前預習，并在開始授課之前檢查學生的學習情況，然后根據預習情況，在課堂上有選擇地講解重難點。

在課堂授課中，要注意因材施教，體現“因課定法、因生定法、因師定法、因材定法”和“教要多法”，應不斷根據教學內容、課堂學生表現等及時調整教學方法，以確保課堂教學的高效性。同時在授課中，應將知識點和國內外典型區塊煤層氣情況結合起來，例如在講解煤層的滲透率和儲層壓力知識點后，應給學生講解國內外主要煤層氣區塊的滲透率和儲層壓力的大致情況，讓學生對國內外煤層氣主要區塊的地質情況有個大概了解。另外，在理論學習過程中應盡可能多地展示微視頻、圖片和仿真模型等，讓學生在掌握基本理論的同時，對煤層氣形成、賦存、成藏及產出有一個立體的認識。還可以開展多種形式授課，例如開設煤層氣研究性授課和專題系列講座，作為煤層氣地質與勘探課程的補充，培養學生的自主學習和創新能力，以達到工程教育認證的要求。

教師在實驗實踐及工程設計教學之前，先讓學生弄明白實驗或工程的原理，讓學生做到心中有數，不至于到了實驗室或工程現場一頭霧水，同時將預習情況計入實驗成績。在教學過程中，教師應著重將課程內容與實際工程問題相結合，通過設計等溫吸附實驗、壓汞實驗、鉆井地質設計、鉆井工程設計等8項教學案例，讓學生明白如何將所學知識應用到工程實踐中，培養學生能夠針對復雜工程問題設計解決方案。同時，教師可以利用周末時間組織實踐教學，帶領學生參觀學習煤層氣井鉆井、測井等實際工程，將理論與實踐及時結合。最后，教師布置實驗及工程設計等作業，讓學生以3～5人為小組共同完成，課程結束后一周之內上交作業。

每次上完課后，都要進行課后測試。課后教師會在學習通上對學生進行測試，測試題知識點全面，題型多樣。學生完成測試提交后，教師要及時批閱，找出不足，并將批閱結果及時反饋給學生，讓學生在下一課堂之前將不足之處進行彌補。除了課后測試，教師還可在學習通上設置一些重點熱點問題討論，讓每個學生都可以暢所欲言，表達出自己的觀點。

（四）制訂課程教學目標達成度考核方式

煤層氣地質與勘探課程目標達成度考核及目標分值具體見表4，主要從期末考試、課堂參與和課后測試、實驗和實踐、工程設計4個方面進行評價[1，8]。從表4可見，課程教學目標1和3達成度均由期末考試、課堂參與和課后測試來評價，其所占分值分別為8和7;課程教學目標2則由期末考試、課堂參與和課后測試、實驗和實踐來確定，分值占35;課程教學目標4達成度考核范圍廣，期末考試、課堂參與和課后測試、實驗和實踐和工程設計均有涉及，目標分值所占比例也較高，為40;課程教學目標5由工程設計來考核，分值為10。課程教學目標中每個考核項目的得分均有標準，期末考試項每個考查點的分數由各個考題的評分標準計算;課堂參與和課后測試的得分從課堂討論問題的參與度、課后測試完成進度和準確性等方面計算;實驗和實踐環節的考查點得分從實驗與實踐的預習情況、流程規范情況、報告質量情況等方面計算，而工程設計項目的得分從工程設計的規范性、準確性等方面計算。

課程教學目標達成度詳細考核計算方法見表5。由表5可知，所有課程教學目標在2019年的達成度均好于2018年的達成度，特別是課程教學目標1和目標2在2019年的達成度較2018年提升幅度較大。課程教學目標3和目標4的達成度在2個年度都較高，2019年更是高達0.87和0.84。課程教學目標5的達成度在2018年、2019年分別為0.79和0.83。

（五）制訂畢業要求指標點達成度考核方式

學生畢業要求指標點達成度考核方式見表6，指標點2-3和3-1達成途徑均根據每節課（包括實驗實踐及工程設計）的課前預習、課堂參與、課后測試及期末考試完成情況來評價。畢業要求指標點2-3評價按“平時考核分值×0.35+期末考試分值×0.65”計算，其中平時考核分值根據課前預習記錄、課堂參與度、課后測試分值及實驗報告質量綜合評定，期末考試分值根據評分標準評定。畢業要求指標點3-1按“平時考核分值×0.2+期末考試分值×0.55+工程設計分值×0.25”計算，其中平時考核分值和期末考試分值評定標準與指標點2-3相同，工程設計分值則按工程設計過程及結果給出成績。

根據以上評價原則，畢業要求指標點2-3在2018年和2019年的評價值分別為0.78與0.85，指標點3-1的2018年、2019年評價值則分別為0.83與0.87，總體來說，指標點3-1的評價值高于指標點2-3。

三、課程的持續改進方案

根據工程教育認證要求及課程教學目標和畢業要求指標點評價情況，煤層氣地質與勘探課程的持續改進方案如下。

（一）定期記錄、評價和跟蹤

通過課前預習、課堂參與和考試成績分析等，記錄學生對煤層氣地質與勘探的基本理論和工程知識的掌握情況，評估學生能力的達成度。

（二）評估的結果作為下一年課程改進的依據

通過對2018年度學生學習狀態、課堂提問、課后測試和考試成績的分析，我們發現學生對煤層氣的賦存機理和成藏機理理解得不夠透徹，因此在2019年度授課過程中，加強了這方面的知識講解，同時分析了中國典型區塊煤層氣賦存機理和成藏機理，讓學生對理論知識有立體的認識。通過改進，2019年度學生對理論的學習達成度有較高的提升。

（三）利用其他可以協助持續改進的資源

教師利用網絡資源、模具并結合具體的區塊對煤層氣的賦存機理、成藏機理和產出機理進行詳細講解，以提高學生對煤層氣的地質理論與成藏機理的認知水平。

四、面向工程教育認證的煤層氣地質與勘探課程改革效果分析

通過對表5和表6的分析可知，2018年度煤層氣地質與勘探課程教學目標1和目標2的達成度相對較低，因此教師在2019年分析了原因并調整了改進方案，增加了對煤層氣的賦存機理和成藏機理難點的講解與課時，2019年度這2項的達成度均有較大提升。課程教學目標3、目標4和目標5在2018年、2019年的達成度均較高，說明學生較好地掌握了煤層氣勘探開發程序與相關技術及工程設計等內容，能夠針對勘探開發中遇到的復雜工程問題設計可行的解決方案，并且在項目設計過程中表現出較好的團隊協作能力。畢業要求指標點2-3和3-1在2018年和2019年達成度均較高，但總體來說，指標點3-1的評價值要高于指標點2-3，也更加說明學生具備了工程人的素質和能力。由以上分析可知，面向工程教育認證的煤層氣地質與勘探課程改革效果良好。

五、結語

2017年，在中國工程教育專業認證協會對河北工程大學地球科學與工程學院資源勘查工程進行專業認證之際，筆者針對煤層氣地質與勘探課程教學現狀以及存在的問題，圍繞“以學生為中心，以產出為導向，持續改進”的工程教育理念，對該課程進行了教學改革實踐。在改革中，確立了畢業要求下的課程教學目標，優化了教學大綱和內容，改革了教學活動，制訂了課程教學教學目標及畢業要求指標點的達成度評價方式，并提出了持續改進方案。實踐證明面向工程教育認證的煤層氣地質與勘探課程改革效果良好。最后，河北工程大學地球科學與工程學院資源勘查工程專業也于2019年1月通過了工程教育專業認證。

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[責任編輯：鐘 嵐]