PBL教學模式下“現代試井分析”課程改革探索

［摘 要］ 深入學習貫徹黨的二十大精神，就推進能源革命、保障國家能源安全、加快科技強國“雙一流”高校建設背景下的人才培養模式進行改革，是新時代創新人才培養的迫切需求。現有必要對問題式學習方法（PBL）教學模式下“現代試井分析”課程改革進行探索，從而提升學生油氣藏理論學習的基礎能力。從“現代試井分析”課程特點出發，探究課程改革建設的必要性和可行性，分析課程建設中存在的問題并對問題進行深入剖析和反思。通過改革提升課程效果，從而培養出理論基礎扎實的能源專業人才，為深入推動實施新時代人才強國戰略和加快建設世界重要人才中心提供有力支持。

［關鍵詞］ 現代試井分析；課程改革；課程建設

［基金項目］ 2022—2023年教育部產學研育人項目“基于虛擬仿真技術線上線下混合式教學實踐基地建設項目”（202102039025）；2021—2022年中國石油大學（北京）課程建設項目“PBL教學模式下‘現代試井分析’課程改革探索”（156）

［作者簡介］ 陳志明（1989—），男，湖北黃岡人，工學博士，中國石油大學（北京）石油工程學院教授（通信作者），博士生導師，主要從事油氣藏滲流理論與應用、非常規油氣藏試井動態反演及壓裂評價研究；廖新維（1967—），男，福建大田人，工學博士，中國石油大學（北京）石油工程學院教授，博士生導師，主要從事油氣藏滲流理論與應用、復雜油氣藏提高采收率研究。

［中圖分類號］ G642.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2024）42-0051-04 ［收稿日期］ 2023-05-05

2019年，國務院辦公廳印發《關于新時代推進普通高中育人方式改革的指導意見》提出，注重“問題設計”等跨學科綜合性教學。同年，中共中央、國務院印發《關于深化教育教學改革全面提高義務教育質量的意見》提出，開展“問題化學習”。實踐層面已有很多區域和高校嘗試以問題式學習為變革抓手，激發教學活力。問題式學習方法即PBL教學法（problem-based learning method），是以問題為導向的教學方法［1-4］，在教師的引導下，“以學生為中心，以問題為基礎”，通過采用課堂研討形式，學生圍繞問題獨立收集資料，發現問題、解決問題，培養學生自主學習能力和創新能力的教學模式［5-7］。

近年來，油氣開發領域已經向深海、深層和復雜地質條件區域延伸，開發新技術、新理論、新方法不斷涌現。這些變化進一步推動對高素質、復合型、創新型石油工程專業人才的需求。中國石油大學（北京）就是要培養和輸出這樣的高水平、有創新能力的人才。這就要求我們在教學上改變傳統的教學模式，探索培養學生自主學習能力和創新能力的教學模式，以提高學生發現問題、解決問題的能力?，F代試井分析技術是油藏工程技術研究的一個重要組成部分，在油田開發實際中是一項不可少的技術。“現代試井分析”是一門實用性很強的本科課程，學生通過該課程的學習不但需要掌握相關的理論和方法，還應會對實際油田生產過程中試井分析問題能夠應用所學的知識通過軟件手段進行分析解釋，同時通過在應用現代試井分析軟件對實際試井測試資料解釋分析過程中進一步加深對所學知識的理解，提高學生解決實際油田生產過程中試井分析問題的能力。

在實際教學實踐中，需要讓學生能夠將所學的現代試井分析所必備的基本概念、基礎理論和基本方法和解決試井解釋分析實際問題的手段結合起來，而要達到這個目的就需要開展以問題為導向的PBL教學模式。通過課堂研討，收集資料，發現問題、解決問題過程，加強學生的現代試井分析知識面的拓展，提高專業外語及文獻跟蹤的水平，通過PBL教學模式加強學生應用現代試井分析理論解決實際工程問題的能力。因此，有必要開展本項目的教學改革實踐，提升學生自主學習能力和創新能力，以進一步實現我校國際化的戰略。

一、研究思路

以問題為導向的PBL教學模式是在教學過程中，創設一種類似科學研究的情景和模式，讓學生在討論中發揮主觀能動性和合作能力，主動探索、思考和實踐，從而更有效地吸收知識、應用知識、分析問題、解決問題，提高學生的各方面素質，培養學生創造能力和創新精神的一種教學方式。PBL教學模式的本質特征主要表現為：（1）關注學生思維能力的訓練與養成，在討論與實踐中培養學生的思考和創新能力。（2）打破原有的僵硬的邏輯和機械的順序，設置問題與研究問題，把教學時空從課堂延伸到圖書館、實驗室等領域，真正實現學習與實踐、學習與研究相結合。（3）一個不斷探索和創新的過程，要求教師的教是創新性的，科研與教學是相通的，教師要把解決問題的思想、方法和取得的新進展引入教學并貫穿全過程。

“現代試井分析”的PBL教學改革將以試井分析問題為導向，采用課堂講授、課程研討與問題解決相結合的方式，讓學生掌握試井解釋分析的基本概念、理論、方法和技能，訓練學生分析試井資料問題的能力，鍛煉學生解決試井解釋問題的能力，為今后從事油田開發工作奠定必要基礎。因此，“現代試井分析”課程PBL教學改革將通過優化課程結構，建立一種基于發現問題、解決問題的教學和學習模式，使學生在教學過程中直接步入解決問題甚至科學研究的前沿平臺，激發其創新欲望，師生在“科學共同體”下，不僅共享科學研究的思想、思維和方法，而且各取所需，真正達到教學相長。

擬采取主要手段包括PBL教學模式下“現代試井分析”課程發現問題式講授、PBL教學模式下“現代試井分析”課程分析問題式討論和PBL教學模式下“現代試井分析”課程解決問題實踐，同時輔以PBL教學模式下研討會、PBL教學模式下資料收集和發現問題、PBL教學模式下課堂討論設計和PBL教學模式下工程實踐和解決問題等輔助手段。因此，形成了PBL教學模式下“現代試井分析”課程改革探索的研究方案。

二、研究手段

（一）項目研究主要手段

圍繞以上研究方案，擬采取以下主要手段。

1.PBL教學模式下“現代試井分析”課程發現問題式講授。在課前設計閱讀提綱，引導學生自學，使學生掌握本章節學習的目的、基本知識點、難點等。對于常見的與現代試井分析相關的知識點，列舉大量的科研成果實例、施工圖片、研究歷史，啟發學生發現油田開發設計問題，通過提問討論，引出需要講授的基本原理，啟發學生透過現象探索問題的本質，啟發學生應用理論知識發現實際問題，使學生在學習知識的同時，了解、體驗科學原理的發現歷史或應用過程，喚起學生的好奇心和求知欲，激發學生主動學習。

2.PBL教學模式下“現代試井分析”課程分析問題式討論。設立試井分析問題數據收集、試井分析模型建立和解釋分析等3次研討課，研討課的學時占全部學時的10％。在每次研討課之前，教師推薦閱讀的教材和課外書，提出主要掌握知識點的要求和需要解決的實際問題。學生根據要求，閱讀相關文獻資料分析問題，根據解決問題思路寫出多媒體匯報材料，在課堂中完成匯報。由學生分組完成，每組選派一名代表在課堂就油田開發設計問題和問題分析進行發言與討論，在學生發言后，其他學生提問和研討，最后教師對發言者上述內容進行評論并表明主要知識點，由教師和同學共同給發言者打分。

3.PBL教學模式下“現代試井分析”課程解決問題實踐。在完成理論內容學習后，以油田測試資料實例作為研究性作業，引導學生通過試井分析軟件的學習、實際操作等訓練，加深對現代試井分析知識及其研究方法、應用方法的理解和掌握。要求學生每2～3人組成一組，根據生產實際的油田靜動態資料進行分析建模和擬合解釋，通過資料整理、科學研究和撰寫試井分析報告，鍛煉學生解決試井分析問題的綜合能力。

（二）項目研究輔助手段

為了實現上述建設計劃和目標，同時擬計劃采取以下輔助手段完成。

1.PBL教學模式下研討會。結合“現代試井分析”和“油藏工程”教學團隊，舉行研討會，討論上課方式、課程研討方式以及考試方式等，形成教研型授課方式。

2.PBL教學模式下資料收集和發現問題。收集現場實際試井測試數據，并按照油藏情況分類，以供學生在理論學習后進行實例操作。查閱并整理國內外現代試井分析相關重要文獻，在課程討論前供學生閱讀，課上討論。收集素材補充課件，增加實例分析和問題分析，發現試井分析問題，豐富課程內容。

3.PBL教學模式下課堂討論設計。在每次研討課之前，教師推薦閱讀的教材和課外書，提出主要掌握知識點的要求。學生根據要求，閱讀相關文獻資料，根據主要知識點寫出多媒體匯報材料，在課堂中完成匯報。由學生分組完成，每組選派一名代表在課堂討論時發言，在學生發言后，其他學生提問和研討，最后教師對發言者上述內容進行評論并表明主要知識點，由教師和同學共同給發言者打分。

4.PBL教學模式下工程實踐和解決問題。要求學生每2～3人組成一組，由教師提供生產實際的試井分析資料，要求學生根據生產實際的油田靜動態資料進行分析建模和試井解釋，通過資料整理、科學研究和撰寫試井分析報告，教師對學生所撰寫試井分析報告進行點評，鍛煉學生解決問題的綜合能力。

三、研究結果

（一）加深了對課程學習重要性的認識

現代試井分析技術是油藏工程技術研究的一個重要組成部分，在油田開發實際中是一項不可少的技術。試井資料富含油氣藏重要的信息資料，充分利用這些信息資料進行油氣藏特征描述的研究將可大幅度提高油氣田開發的有效性，為合理高效地開發油氣田提供了強有力的技術手段。因此，改革課程內容，使學生全面認識試井知識對石油開發生產的重要性，認識作為未來石油人所肩負的重擔，激發其積極主動的學習興趣。

（二）促進了課堂與生產實踐的有機結合

“現代試井分析”是一門實用性很強的課程，學生通過本課程的學習不但要掌握相關的理論和方法，還要會對實際油田生產過程中試井測試資料能夠應用所學的知識通過軟件手段進行分析解釋，同時通過在應用現代試井分析軟件對實際試井測試資料解釋分析過程中進一步加深對所學知識的理解。學生在掌握了很多的專業理論基礎知識后，急需拓展和融合所學的知識，強烈要求活化所學的試井分析理論，如何促進學生將知識理論與實踐有機銜接，必須向前邁出一步。在立足于課堂學習重點的理論學習基礎上，有必要加強與生產實踐的銜接，從教學內容和方式上進行必要的改革。如果能夠讓學生接觸和了解試井測試過程，必將會促進課堂與生產實踐有機融合，促進學生對試井分析技術在石油開發生產中的重要性認識，激發學習主動性。同時，將目前實際的試井分析技術展示給學生，必將激發他們探索試井分析與診斷的能動性，讓試井分析知識在未來的石油工作中進一步發揮作用。

（三）增強了與其他專業知識的關聯學習

“現代試井分析”課程主要研究多種滲流問題的不穩定試井理論和試井分析方法，其主要內容包括：不穩定試井基本概念和基本理論，試井問題的求解方法，均質、雙孔、雙滲、復合和分形等油藏的試井模型理論特征，直井、水平井、垂直裂縫井的試井模型理論特征，直線段解釋方法和曲線擬合解釋方法。它與其他重要專業知識密不可分、相輔相成。在“現代試井分析”課程學習中，將關聯石油工程專業學生必修的“滲流力學”“油層物理”等課程。例如，“滲流力學”課程主要研究流體在多孔介質內的運動規律，如單相滲流理論、多相滲流理論、雙重介質滲流理論、滲流基本定律和多孔介質理論；“油層物理”主要介紹油藏儲層巖石的物理性質、油藏流體的物理性質、多孔介質中的多相滲流機理及在石油工程中的應用。這些知識的學習可以加深對試井方法的理解和掌握，為“現代試井分析”提供理論支撐。反之，現代試井分析知識又被應用到專業理論的驗證上，“滲流力學”“油層物理”等課程很多的理論和現象都可借助試井分析方法得到驗證和演示，以增加學生對專業知識的理解和掌握。因此，“現代試井分析”課程的學習可以與其他專業知識相互關聯、互相促進，有利于學生更好地將本專業知識融會貫通。

（四）軟件與實例促進了對課堂內容的理解

現代試井分析方法理論深、抽象，如果學生沒有親歷過解釋實例練習，在學習過程中會出現對所學知識理解不深、掌握不扎實的問題，只有將實踐與課堂理論教學緊密相結合，使實物和應用實例成為夯實學生所學理論知識的支撐，對學生的學習和理解會有較大的促進作用。在教改項目實施期間，開發了一套試井解釋應用軟件，通過軟件操作和實例分析，強化學生對課堂理論和知識的認識，建立課堂知識與石油實踐緊密結合的思維，同時培養了學生的實踐能力和創新思維，對促進學生綜合素質的提高、培養油氣勘探開發人才、實現我國油氣勘探開發技術的跨越式發展，具有非常重要的意義。

結語

通過PBL教學模式下“現代試井分析”課程改革探索，促進完善教學課程體系，大幅度提升了教學效果，使學生更深入到課程學習中，更加快速熟練地掌握知識，增加了學生的理論儲備，為日后進一步學習打下堅實基礎。通過PBL教學模式的課程改革，提高了學生的課堂互動性，學生更加積極主動地參與到課程中，在實踐中應用所學，增強了理論知識學習的趣味性，使得學生視野更開闊。此項改革進一步提升了日常教學的建設水平，為實施人才強國戰略添磚加瓦。

參考文獻

［1］BARROWS H S. A taxonomy of problem-based learning

learning methods［J］.Medical education，1986，20（6）：481-486.

［2］霍楷，李孟賈.基于PBL的創新教育與專業深度融合的導向性人才培養模式改革研究［J］.藝術與設計（理論），2020，2（9）：150-152.

［3］曹灣.動態分層教學法在我國體育院校田徑專項課程教學實施的可行性探索與反思［D］.武漢：武漢體育學院，2020.

［4］周明，王建明，趙麗萍，等.公共衛生以問題為導向學習的案例撰寫及常見問題分析［J］.中華預防醫學雜志，2016，50（4）：377-379.

［5］陳英華，胡國棟，張琳，等.PBL教學法在我國基礎醫學教育中的應用及存在問題［J］.中國繼續醫學教育，2015，7（18）：7-8.

［6］陳自強，孫梯業，徐迪雄，等.淺談PBL教學法在我國的可行性［J］.西南國防醫藥，2006（4）：433-435.

［7］慕景強.PBL教學法在我國可行性的研究［J］.醫學教育，2003（6）：37-41.

Exploration on the Reform of the Modern Well Testing Analysis Course under the Problem-based Learning （PBL） Teaching Mode

CHEN Zhi-ming， LIAO Xin-wei， ZHAO Xiao-liang

（College of Petroleum Engineering， China University of Petroleum（Beijing），

Beijing 102249， China）

Abstract： To thoroughly implement the Report of the 20th National Congress of the Communist Party of China， promote energy revolution， ensure national energy security， accelerate the construction of “Double First-Class” universities， and reform the talent training mode， meet the urgent need for the cultivation of innovative talents in the new era， it is necessary to explore the reform of the Modern Well Testing Analysis course under the problem-based learning （PBL） teaching mode， so as to enhance student’s basic ability in the theoretical study of oil and gas reservoirs. Based on the characteristics of this course， this paper explores the necessity and feasibility of curriculum reform and construction， analyzes the existing problems in the course construction， and makes an in-depth analysis and reflection on the problems. Through reform， it can improve the effectiveness of the curriculum and cultivate energy professionals with a solid theoretical found ation， providing strong support for the implementation of the strategy of strengthening the country through talents in the new era and accelerating the construction of a world-class talent center.

Key words： Modern Well Testing Analysis; curriculum reform; curriculum construction