“雨課堂+探究學習”教學模式在“提高采收率原理與方法”課程教學中的應用實踐

張立娟　岳湘安　趙仁保

摘? 要：面對油田企業對提高采收率領域高級專業技術人才的需求、現代信息化技術在教學中的應用及研究生課程改革的必要性，中國石油大學（北京）采收率教學團隊開展了研究生課程“提高采收率原理與方法”的“雨課堂+探究學習”教學模式教改實踐。團隊在教學中利用雨課堂保持學生課堂的參與度和學習熱情，通過探究學習培養學生自主和協作學習能力，融入多元化的考核方式，使其成為學生學習的動力和壓力。“雨課堂+探究學習”教學模式的實施，使課程知識體系和教學思路更加科學化、系統化，并有利地促進了問題庫和習題庫建設、多媒體課件制作及課程考核方式的細化。

關鍵詞：雨課堂;課程改革;提高采收率原理;研究生教學

中圖分類號：G642.0? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2021）43-0049-03

當前，隨著油田的深入開發，中高滲油藏、稠油油藏、復雜性油藏如低滲透油藏、復雜斷塊油藏、高溫高鹽油藏等不同類型油藏最終都將面臨如何提高采收率的問題和挑戰[1]。“提高采收率原理與方法（Principle and Method of Enhanced Oil Recovery，PMEOR）”是中國石油大學（北京）面向油氣田開發工程、石油與天然氣工程及其他相關專業開設的一門研究生課程，旨在培養油氣田開發工程方面的高級應用型人才中發揮作用。

一、PMEOR課程的教學思路與教學內容的設計

（一）PMEOR課程特征與專業應用領域

PMEOR課程是一門涉及提高石油采收率原理、方法和技術的綜合性課程。該課程具有多學科交叉性強、信息量多、理論與應用并重的特點。近年來，隨著提高采收率方法與技術發展的日新月異[2]，與之相關的驅油劑研發和系列化工產品在油田的應用，使PMEOR課程的學習需求專業范圍不斷擴大，學習該課程的研究生專業已拓寬到化學工程與技術、海洋油氣工程、材料與化工、資源與環境、油氣井工程等專業。此外，當前學術碩士和專業碩士以及本博一體化的培養方式，使課程的學習對象進一步擴寬，已由校內全日制研究生擴展到油田非全日制研究生及博士研究生。

（二）PMEOR課程教學目標與教學思路設計

研究生的PMEOR課程教學目標是讓學生掌握主要EOR技術的原理，了解EOR技術的前沿進展，培養分析和解決EOR技術問題的能力，奠定提高采收率理論和技術研究的基礎。因此，研究生的PMEOR課程教學思路是從油藏和石油儲層特點、水驅開發后驅油效率和波及效率低的問題出發，基于水驅不同階段的防水、控水及冶水的全過程，認識油藏開發全生命周期的一體化提高采收率技術，明確改善水驅提高采收率技術原理，掌握強化提高采收率技術的原理，了解提高采收率的相關實驗方法和幾類典型油藏中提高采收率技術的應用。如圖1所示。

（三）PMEOR課程教學內容

基于PMEOR課程的教學目標與教學思路，主要的教學內容包括緒論、石油儲層性質、提高水驅采收率的方法、EOR相關的實驗方法、EOR技術原理與技術發展前沿、幾類典型油藏提高采收率技術的應用等。緒論部分主要介紹提高采收率的意義，并簡述提高采收率技術在國內外的應用現狀。在石油儲層性質方面主要講授石油儲層的微觀結構和宏觀結構，明確水驅開發的特點和水驅開發后提高采收率的潛力，在此基礎上講授提高水驅采收率的方法。EOR相關的實驗方法部分，重點介紹如何通過實驗方法研究和評價驅油劑提高驅油效率的能力與提高波及效率的能力及在油藏中注入及驅油的效果。EOR技術中驅油劑或調剖劑在油藏中良好的驅油性能是成功實施EOR技術的前提。EOR技術原理與技術發展前沿部分，主要介紹化學驅油技術、氣驅技術、深部調剖技術、熱力采油技術及其它提高采收率技術，如微生物采油和物理法等采油技術，重點講授技術原理、適用性、應用情況、問題及新進展。在幾類典型油藏提高采收率技術的應用部分主要研討提高采收率技術在低/超低滲透油藏、中高滲高含水油藏和稠油油藏的應用。

二、“雨課堂+探究學習”的教學模式與教改實踐

PMEOR課程是理論課，兩年前，一直采用板書為主、多媒體為輔的教學方式。教師作為課程的主導者，學生作為參與者。這種教學方式的優點是教學內容講解系統化較好，所涉及的教學內容可以做到精講;缺點是學生所獲得的信息量有限，實踐的機會少。當前，信息化手段的發展和應用，極大地促進了課堂教學多樣化教學模式的發展，基于互聯網平臺的線上教學博得了廣大學生的喜愛。其中，雨課堂是線上教學中一個比較穩定且應用較廣的教學平臺。

（一）雨課堂教學方式的引入

雨課堂具有立體化的特點，是一種基于手機微信端和辦公軟件PPT多媒體來支持師生互動的新型智慧教學工具[3]。如何讓學生像教師一樣充滿熱情地學習，需要教師在教學過程中給予學生更多實踐和互動的機會。雨課堂將復雜的信息技術手段融入PPT多媒體和微信中，在課外預習與課堂教學間建立溝通橋梁。使用雨課堂時，教師可以將帶有視頻、習題、語音的課前預習課件推送至學生手機，使師生及時溝通反饋。課堂上實時答題、彈幕互動，能使學生專注度大大提高。雨課堂科學覆蓋了課前、課上、課后的每一個教學環節，為師生提供完整立體的數據支持。

（二）探究學習教學方式改革

探究學習的教學方式使學生在課程學習過程中成為主導者[4]。如何讓學生由被動學習變為自主學習，這就需要讓學生自己直接面對問題，自己去嘗試尋求解決問題的辦法，從而發揮學生主動性，讓學生將自學變為習慣，提高解決問題的能力。問題探究教學模式是在教師引導下由教師提出問題，調動學生探究問題的積極性，將學生置于主體地位，讓學生通過獨立思考、交流討論、查閱資料等形式，聯系所學知識，歸納問題的核心，找到解決的問題方法和概括總結出一般原理等，從中培養學生創新性的思維能力。在問題探究式教學過程中，教師要精選問題，把握好“量”“強”“難”的度，吸引學生的興趣。

（三）“雨課堂+探究學習”的課堂教學實踐

1. 建設問題庫和習題庫。教學團隊成員分別對提高采收率研究領域中普遍關注的問題整理與歸類、開展習題、測試題目的編制及油田應用案例的調研和總結。經過分類與梳理，分別形成雨課堂中知識點練習所用的習題庫和探究思維訓練所用的問題庫。習題庫中的問題是面向學習課程的全部學生，用于課上參與回答的。素材是以WORD格式呈現，目的是強化課程知識點。基于雨課堂教學特點，分別設置了判斷題、選擇題和填空題三類題型，從而加深學生對提高采收率原理知識點的理解。問題庫是面向單個學生或根據學生所在的學院、專業進行分組的學生，在課下以作業的形式下發，需要以個人或小組的方式單獨交給老師。老師在課下批閱，找出典型的作業，根據探究問題的不同，課上展現方式不同。一種方式是老師在課上進行點評總結，另一種方式是學生在PPT匯報后研討。PMEOR課程教學中問題庫主要包括三類探究類問題：提高采收率領域前沿熱點類問題;提高采收率科學問題的研究方法類問題;提高采收率技術應用類問題。

2. 制作基于雨課堂的多媒體課件。采收率教學團隊結合PMEOR課程教學目標和教學內容，進行了課件結構設計，注重課件在設計上的直觀性、邏輯性、層次性和互動性。在此基礎上，團隊重點開展了課前預習材料制作、課上主體教學內容制作和課下學習材料制作，有效提升教學知識傳播的效果。因此，科學高效地制作課件使課件本身可以體現學生對知識點的理解，反饋學生課下作業的完成情況、反映學生對探究問題的思考，避免學生因為課件設計不夠精細、缺乏互動性、缺少技術性和缺乏創新性等問題而影響學習效果。

3. 優化課程考核。PMEOR課程教學中以形式多樣化考核方式代替單一刻板的考核方式，更有激勵作用。PMEOR課程教學實踐中注重學習過程中的考核，主要采取以下幾種方式：在平時成績部分增加成績比例，平時成績由以往的10%增加至40%;在過程環節考核上增加探究類問題作業、雨課堂預習和隨機測試等成績構成;在期末試題上增加思維開放性題目。題目本身沒有統一的答案，教師通過綜合開放性題目加強學生對油田開發中提高采收率問題的理解、提高采收率技術原理的掌握及相關技術研究與應用現狀和發展趨勢的了解。

三、PMEOR課程的后續建設路徑

（一）跟蹤完善教學內容

1. 教學內容融入思政元素。2020年教育部印發的《高等學校課程思政建設指導綱要》指出，專業教育課程要根據專業特點和育人目標，增加課程的知識性、人文性，提升引領性、時代性和開放性[5]。教師可結合PMEOR課程特點和石油工業發展需求，以鐵人王進喜、新時期鐵人王啟民、大慶新鐵人李新民等眾多先進典型事例，樹立學生正確的學術態度，培養學生勇于探索和鉆研的精神。

2. 更新教學內容。提高采收率是油田開發永恒的主題，面對國內外油田對提高采收率技術需求的快速增長，提高采收率理論與技術研究不斷深化和量化。教師應及時將國內外提高采收率理論與技術的最新研究成果融入PMEOR課程，始終保持課程的新鮮度。

（二）持續優化課件設計

從課程的內容、體系、邏輯和實踐四個方面出發，進一步完善課件設計。根據學生課上學習、課后答疑、結課后反饋及已到油田工作的學生的體會，進一步理清課程重點、難點及問題點內容的課件設計，加強課程內容的可看懂性、可讀懂性和可理解性。

（三）編寫教學相適應的教材

截至2020年12月，國內外有關提高采收率原理方面的教材、著作較多，大多針對石油高校本科生參考使用，目前國內還沒有適合作為PMEOR課程的研究生教材。為滿足研究生教學需要，后續根據本門課的教學內容，中國石油大學（北京）采收率教學團隊將開展《提高采收率原理與方法》研究生教材編寫工作。

兩年來的PMEOR研究生課程教學改革實踐表明，“雨課堂+探究學習”教學模式有助于學生在獲取知識過程中迸發出思想的火花，在培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力方面初見成效。“雨課堂+探究學習”教學模式的實施，使課程知識體系和教學思路更加科學化、系統化，并有利地促進了問題庫和習題庫建設、多媒體課件制作及課程考核方式的細化。

參考文獻：

[1] 袁士義，王強. 中國油田開發主體技術新進展與展望[J]. 石油勘探與開發，2018，45（04）：657-667.

[2] 王銳，倫增珉，呂成遠，等. 中外提高采收率新技術研究現狀及發展趨勢[J]. 油氣地質與采收率，2021，28（05）：81-86.

[3] 段瑋，姜濤. “雨課堂”在“技術經濟學”課程教學中的應用與思考[J]. 教育教學論壇，2021，29（07）：141-144.

[4] 熊明國，李晶晶. 問題探究在主動式課堂教學模式中的應用研究[J]. 科教文匯（中旬刊），2020（11）：68-69+72.

[5] 高山山. 高校理工學科專業課程思政體系建設探討[J]. 現代商貿工業，2021，42（11）：142-143.

（責任編輯：淳潔）

基金項目：中國石油大學（北京）研究生教育質量與創新工程項目“《提高采收率原理與方法》基于雨課堂和問題探究式教學模式的課程改革”（項目編號：yjs2020027）。

作者簡介：張立娟（1977—），女，博士，中國石油大學（北京）石油工程學院講師，研究方向：提高采收率理論與技術;岳湘安（1957—），男，博士，中國石油大學（北京）石油工程學院教授，研究方向：提高采收率理論與技術;趙仁保（1971—），男，博士，中國石油大學（北京）石油工程學院教授，研究方向：稠油火驅及提高采收率理論與方法。