基于“雨課堂”的油層物理課程教學(xué)模式探討

基于“雨課堂〞的油層物理課程教學(xué)形式討論〔〕:

摘要：油層物理是一門重要的專業(yè)根底課，由于課程知識點分散，公式推導(dǎo)復(fù)雜，教師備課繁重，學(xué)生學(xué)習(xí)枯燥，授課效果欠佳。借助"雨課堂";在教學(xué)中的優(yōu)勢，本文分別從教師、學(xué)生的角度出發(fā)，闡述了"雨課堂";的特點以及在教學(xué)理論中的作用，實現(xiàn)了教學(xué)手段及教學(xué)技術(shù)的提升，到達了教學(xué)質(zhì)量改善的目的。該授課形式可應(yīng)用到其他類似課程的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：油層物理；雨課堂；教學(xué)形式；課程討論

StudyonthePetrophysicsbasedonRainClassroomZHANGYuan,ZHANGPan-pan

〔ChinaUniversityofGeosciences(Beijing),Beijing〕

Abstract:Petrophysicsisanimportantbasiccourse.Thecharacteristicsofthiscourseisthescatteredknowledgeandplicatedformuladerivation.Teachersspendmuchtimeonpreparingclasses,whilestudentsareboredintheclass,leadingtothepoorteachingperformance.Withtheadvantageof"RainClassroom";,thispaperelaboratesthecharacteristicsof"RainClassroom";anditsroleinteachingpracticefromtheperspectivesofteachersandstudents,respectively.Theintegrationimprovesteachingmethods,techniques,andquality.Thisteachingmodecanbeappliedtoothersimilarcourses.

Keywords:Petrophysics;Rainclassroom;Teachingmode;Coursediscussion

一引言

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速開展，社會對高層次人才的需求增多。課程教學(xué)是培養(yǎng)人才的重要途徑，教學(xué)質(zhì)量直接影響人才培養(yǎng)質(zhì)量【1】。因此，高校作為培養(yǎng)人才的搖籃，應(yīng)不斷地改良教學(xué)形式，提升教學(xué)質(zhì)量。然而，工科教育改革過程中，"重科研、輕教學(xué)";的傳統(tǒng)思想影響了工科教師與學(xué)生技能的培養(yǎng)【2】；教師沿用"以講授為主";的教學(xué)方式，加之理論知識深奧，內(nèi)容枯燥，導(dǎo)致課堂氣氛機械、死板【3】。針對目前教學(xué)存在的問題，各大高校開始進展教學(xué)改革，慕課【4】、微課【5】以及雨課堂【6】等現(xiàn)代化的教學(xué)手段進入傳統(tǒng)課堂，混合式教學(xué)應(yīng)運而生，成為高校應(yīng)用信息技術(shù)的主要渠道。

油層物理是石油地質(zhì)與石油工程非常重要的專業(yè)根底課之一，受到了各大石油及地質(zhì)院校的高度重視【7】。中國地質(zhì)大學(xué)〔北京〕能源學(xué)院以培養(yǎng)勘探開發(fā)一體化人才為目的，油層物理作為一門重要的專業(yè)根底課，不僅要面向石油工程學(xué)生，同時也要對資源勘探工程的學(xué)生開設(shè)，該課程的重要性受到了全院教授們的更多關(guān)注。由于延續(xù)傳統(tǒng)的教學(xué)形式，教學(xué)效果并不理想。本文針對該課程的授課現(xiàn)狀展開了深化研究，并提出了將"雨課堂";引入油層物理課堂的新型教學(xué)形式，獲得了較好的效果。

二油層物理課程授課現(xiàn)狀

油層物理課程具有知識點繁瑣、根本概念多、公式推導(dǎo)復(fù)雜等特點，在教師課堂教學(xué)以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中均存在一定的問題。油層物理課程分析：油層物理課程是石油工程和資源勘查專業(yè)的根底專業(yè)課，是后續(xù)學(xué)習(xí)滲流力學(xué)、油藏工程、鉆井工程、采油工程、油藏數(shù)值模擬等專業(yè)課程的重要根底課程之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以掌握儲層流體和巖石的性質(zhì)及計算方法，理解油藏的滲流機理以及相關(guān)的實驗測試手段。因此，該課程是一門理論性較強的根底課程。

油層物理課程具有穿插性，除了應(yīng)具備數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等知識外，也需要物理化學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)、化工原理等根底知識的掌握。只要其中一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，就很容易造成某一章節(jié)的學(xué)習(xí)困難，影響后續(xù)課程的學(xué)習(xí)。中國地質(zhì)大學(xué)〔北京〕能源學(xué)院將該課程安排在大三上學(xué)期學(xué)習(xí)，即在完成了高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、熱動力學(xué)原理、沉積巖石學(xué)等重要根底課程的學(xué)習(xí)之后，保證了知識的連接性和完好性。

教師授課情況分析：目前高校教師的教學(xué)科研壓力較大，再加上根底課程的知識點繁瑣，制作的課件內(nèi)容枯燥單調(diào)，即使課前投入大量的時間準(zhǔn)備，也難以吸引學(xué)生的注意力。理論知識乏味、課堂氣氛沉悶降低了學(xué)生參與課堂的興趣。新的教學(xué)改革導(dǎo)致教學(xué)課時的縮短，在不縮減授課內(nèi)容的情況下，導(dǎo)致教師必須加快課堂進度，使得本來授課效果不佳的現(xiàn)象更加嚴重。

其次，該課程中出現(xiàn)的概念經(jīng)常涉及油層條件和地面條件之間的互相轉(zhuǎn)換、宏觀現(xiàn)象和微觀理論的互相作用，會導(dǎo)致學(xué)生概念混淆、計算出錯。因此，如何可以使學(xué)生更好的理解課本中的根本概念、完成理論公式的推導(dǎo)并運用到實際問題的分析中，也是任課教師一直關(guān)注的問題。這就要求教師應(yīng)具有較好的數(shù)學(xué)功底和石油工程專業(yè)知識，同時具備相關(guān)的油田現(xiàn)場工作經(jīng)歷，對教師綜合業(yè)務(wù)程度提出了更高的要求。

學(xué)生聽課效果分析：油層物理課程的學(xué)科穿插率高，綜合性較強，既要有數(shù)學(xué)、物理等根底學(xué)科的知識儲藏，又要具備一定的地質(zhì)學(xué)相關(guān)知識。假設(shè)沒有相關(guān)課程的良好鋪墊，學(xué)生理解根本概念、推導(dǎo)相關(guān)公式會存在一定的困難。此外，由于該課程的研究對象是埋藏在地下的油層，學(xué)生無法直接觀察，難以用直觀的語言去描繪，這也要求學(xué)生具有較好的空間想象才能，可以構(gòu)建地下儲層的形態(tài)以及流體的分布狀態(tài)。

教學(xué)課時縮減，教學(xué)內(nèi)容繁多，教師授課速度快，導(dǎo)致學(xué)生沒有足夠的時間消化吸收課堂知識，久而久之，學(xué)生失去學(xué)習(xí)的興趣，變成了"低頭族";，課上學(xué)生注意力不集中，后續(xù)的課程學(xué)習(xí)將會面臨困難，課堂教學(xué)效果較差。

三"雨課堂";在教學(xué)過程中的作用

"雨課堂";是一種混合教學(xué)工具，將由"低頭的工具";變成"抬頭的利器";，進步了學(xué)生參與課堂的積極性。通過連接教師和學(xué)生的智能通訊設(shè)備，將現(xiàn)代信息科技技術(shù)融入到PowerPoint和微信，在課前預(yù)習(xí)、課堂互動和課后作業(yè)層面建立溝通的橋梁【6】。"雨課堂";的應(yīng)用可以為課堂教學(xué)提供新的思路：課前，教師可制作包含視頻、習(xí)題的預(yù)習(xí)課件并推送到學(xué)生，學(xué)生可以實現(xiàn)課外的在線學(xué)習(xí)，教師也可以實時監(jiān)視學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。課上，學(xué)生通過微信掃碼進入課堂，教師的PPT會同步到學(xué)生的端，便于學(xué)生保存和課程回憶。課下，學(xué)生完成教師發(fā)布的測試題，穩(wěn)固知識點。將"雨課堂";引入教學(xué)環(huán)節(jié)，一方面可以減少教師的工作量，另一方面可以提升教師的課堂教學(xué)效果。

首先，教師可在較短的時間內(nèi)完成高質(zhì)量課件，進步工作效率，因為"雨課堂";只需要PPT和微信，操作簡單。按照教學(xué)大綱的要求，該課程采用平時考核〔40%〕+期末考試〔60%〕的方式，其中，平時成績包括考勤、課堂測試、課后作業(yè)等，學(xué)生課前掃碼進入課堂，教師可以第一時間在"雨課堂";里看到學(xué)生的出勤情況，防止了傳統(tǒng)的課堂點名環(huán)節(jié)；同時，教師可通過"雨課堂";發(fā)布課上及課下的測試，通過數(shù)據(jù)分析功能形成詳細的分析報告，全方位的掌握學(xué)生課下及課上的學(xué)習(xí)情況，對學(xué)生課前自學(xué)、課堂活潑度等做出更公平的評價，方便教師對平時成績的考核。"雨課堂";的使用將傳統(tǒng)課堂"以教師為主體";的形式轉(zhuǎn)變?yōu)?以學(xué)生為中心";的教學(xué)形式，可以進步學(xué)生的主觀能動性。

對于學(xué)生來說，"雨課堂";增加了課堂教學(xué)的興趣性和形象性，活潑的課堂氣氛幫助學(xué)生在課堂上集中注意力，促進學(xué)生思維才能的開展，更好的激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。其次，課前預(yù)習(xí)可以使學(xué)生對所學(xué)知識點進展初步理解，讓學(xué)生有準(zhǔn)備的進入課堂，課上教師對重點和難點進展講解，保證學(xué)生在課堂上完成知識的消化，掌握課程重點，通過隨堂測驗對自己的學(xué)習(xí)效果形成客觀的認識。此外，學(xué)生可以通過"雨課堂";將課件保存到端，防止了傳統(tǒng)課堂上課件放映速度過快，學(xué)生來不及做筆記的問題，方便學(xué)生課下穩(wěn)固、復(fù)習(xí)知識點。同時，學(xué)生對理解困難的知識點可隨時進展匿名反響，這一功能不僅可以改善學(xué)生不愿意"拋頭露面";的思想，也可以催促教師及時解答學(xué)生的疑問。因此，"雨課堂";可以增強教師與學(xué)生之間的有效溝通，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

四"雨課堂";引入油層物理教學(xué)環(huán)節(jié)

為更好的解決目前教學(xué)過程中存在的問題，將"雨課堂";引入油層物理的教學(xué)中。以"油氣體系的別離與溶解";這一節(jié)為例，介紹使用"雨課堂";后的教學(xué)過程，詳細施行方案如圖1所示。

圖1"雨課堂";在油層物理教學(xué)中的應(yīng)用

課前，教師通過"雨課堂";進展背景資料和根底知識的推送，提早讓學(xué)生理解油氣田開發(fā)過程及油氣體系相態(tài)變化的因素等內(nèi)容，熟悉相關(guān)概念，對別離與溶解形成初步的認識，并可以將不懂的知識點反響到教師的端。這樣不僅可以使學(xué)生提早進入到學(xué)習(xí)狀態(tài)，也可以減少課堂上講解根底知識的時間。學(xué)生在理解了根本內(nèi)容后，可以引入"原油從井筒流到地面管線的相態(tài)變化";以及"油藏利用注氣進步采收率的原理";等實際油田消費問題，使學(xué)生帶著問題和考慮進入課堂，進步學(xué)生課堂學(xué)習(xí)的興趣。教師根據(jù)教學(xué)大綱以及學(xué)生課前預(yù)習(xí)的反響情況制定相應(yīng)的課件和隨堂測試，供課堂教學(xué)使用。

課上，學(xué)生掃碼進入課堂，教師將課件同步到學(xué)生的端，學(xué)生可以點擊"收藏";，便于課后復(fù)習(xí)。對"天然氣的溶解及影響因素";、"相態(tài)方程";和"油氣別離";等重點和難點，教師借助教學(xué)PPT進展講解，并且可以列舉生活中的常見例子，加深學(xué)生對油氣別離過程的理解；同時，教師可以隨時開啟"彈幕";功能進展課堂互動。如在講完"天然氣的溶解及影響因素";后，教師可設(shè)置問題：影響天然氣溶解的因素是否也影響其別離過程？開啟"彈幕";功能后，教師可以查看到學(xué)生對于該問題的理解；教師也可設(shè)置類似的開放性試題，讓學(xué)生進展小組討論，深化考慮，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)分析解決問題的才能。由于教師可實時監(jiān)測到學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，學(xué)生會減少用看小說、打游戲等行為，集中注意力。此外，教師針對本節(jié)的重點、難點及易錯點，發(fā)布隨堂測驗和作業(yè)，幫助學(xué)生穩(wěn)固課堂所學(xué)知識。

課后，教師可發(fā)布作業(yè)題，"雨課堂";可統(tǒng)計學(xué)生的作答情況，并呈現(xiàn)詳細的數(shù)據(jù)分析報告，便于教師理解學(xué)生對重點、難點的掌握情況，及時調(diào)整課程進度。教師也可以發(fā)布課外閱讀資料，將課堂所學(xué)內(nèi)容進展拓展、延伸，讓學(xué)生理解礦場實際消費過程，啟發(fā)學(xué)生深化考慮。此外，學(xué)生可通過客戶端隨時向教師反響學(xué)習(xí)中遇到的疑難問題，同時對自己的學(xué)習(xí)情況進展客觀、準(zhǔn)確的評價，明確課下復(fù)習(xí)的重點，進步課余時間的學(xué)習(xí)效率。

"雨課堂";提供的油層物理課程的數(shù)據(jù)分析結(jié)果說明，該教學(xué)形式調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和課堂參與性，學(xué)生的出勤率明顯進步；教師改變了傳統(tǒng)課堂滿堂灌的形式，通過參與式教學(xué)加深了學(xué)生對知識點的理解，可見該種教學(xué)形式很大程度提升了教學(xué)效果。

五結(jié)語

"雨課堂";在油層物理教學(xué)過程中的初步理論說明，"雨課堂";的使用可以進步教學(xué)效果，符合教學(xué)改革的開展趨勢。將"雨課堂";作為一種新型教學(xué)形式，運用到油層物理的教學(xué)中，有利于更好地整合教學(xué)資源，深化教學(xué)內(nèi)容，同時可以降低教師的工作量，增加教師與學(xué)生的互動，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，幫助學(xué)生進步學(xué)習(xí)成績。這種教學(xué)形式可實