“石油地质学”课程研究性教学探索与实践

柳广弟，孙明亮

中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249

2005年1月，教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》（教高[2005]1号）明确要求：“积极推动研究性教学，提高大学生的创新能力。”这说明研究性教学在本科生创新能力培养中的重要作用。提高大学生的创新精神和创新能力是时代对高等教育的要求，也是当前提高教学质量的重点和难点。在建设创新型国家的新形势下，高等教育肩负的重要任务是培养学生的创新能力、创业精神，促进学生知识、文化、素质、责任的全面发展。在高水平研究型大学的建设中，研究性教学模式的建立和实施是适应时代要求，培养创新型人才的必然，也是深化教育改革的关键。

“石油地质学”课程是中国石油大学（北京）地质工程专业一门主要的专业基础课和必修课，是学生在系统学习了矿物岩石学、地层古生物学、沉积岩石学、构造地质学等地质基础课后，开始接触石油勘探开发知识的第一门课。通过该课程的学习，将奠定地质工程专业学生的石油勘探开发理论基础，在本专业课程体系中具有举足轻重的地位，是实现专业培养目标的“看家课”，同时该课程又是油气勘探系列课程的骨干课。该课程先后于2007年和2009年被评为北京市精品课程和国家级精品课程。

在这一形势下，如何进一步加强石油地质学课程建设，进一步提高课程质量是摆在我们面前的新课题。近年来，尽管我们在教材建设、课程教学内容、多媒体教学、实践环节等方面下了很大功夫，取得了显著的成果，但在教学方法上仍以课堂讲授的传统教学方法为主，还不能完全满足建设研究型大学对本科教育的要求，也不能完全满足培养创新型人才的要求。为此，根据学校统一部署，在地质工程专业进行了研究性教学的探索和实践。通过3年的教学实践，初步探索了适合“石油地质学”课程的研究性教学模式，贯彻“以学生为主体、以教师为主导”教学理念，使授课方式从传统的填鸭式授课方式转变为以问题为导向的研究性授课方式，促进了学生自主学习，培养了学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，基本达到了提高基本素质、夯实基本知识、培养基本能力、加强基本技能的目的。

一、研究性教学的特征与模式

1.研究性教学的内涵

研究性教学是以人本主义和建构主义学习理论为基础，倡导以学生为主体，由学生通过主动发现问题和解决问题而获得知识、形成能力、发展个性的教学方式[1-3]。

人本主义学习理论认为[3]，人类具有天生的学习愿望和潜能，这是一种值得信赖的心理倾向，教师的任务不是教学生知识，也不是教学生如何学习知识，而是要为学生提供学习的手段，至于应当如何学习则应当由学生自己决定。教师的角色应当是学生学习的“促进者”。

建构主义学习理论认为，学习活动不是由教师单纯向学生传递知识，也不是学生被动地接受信息的过程，而是学生凭借原有的知识和经验，通过与外界的互动，主动地生成信息的过程。因此，构建主义主张的学习是“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”

研究性教学主要是指学生在教师指导下的研究性学习，针对课程内容确定一系列研究课题，以类似科学研究的方式，主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。教师在其中的主要任务是，根据课程的教学目标和教学要求，针对课程的教学内容确定一系列的研究课题或问题，理清解决这一问题的研究思路，指导学生自主学习，通过引导学生与学生之间或学生与教师之间的讨论、交流，通过不同观点的交锋，补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解[2-6]。

2.研究性教学的特征与模式

研究性教学的实质就是让学生在教学过程中体验科学原理的发现和应用科学原理解决实际问题等不同类型的研究过程，通过主动研究问题来获取知识，发展科学研究能力。研究性教学的基本特征是：(1)强调以学生为中心；(2)强调以问题为导向的教学内容；(3)强调探究性、协作性和主动性学习；(4)强调学习资源利用的多元性；(5)在整个教学过程中教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。研究性教学包括三种形式：课堂讲授中的研究性教学；针对某一问题学生自主进行的研究性学习；单独设置的研究性、实践性教学环节。不同形式的研究性教学的具体方式可以根据课程的不同性质具体确定。

课堂讲授是目前我校绝大多数课程的主要教学方式，由于课程内容和学时等原因，限制了学生自主进行的研究性学习以及单独设置的实践性研究环节等其他教学形式的使用，课堂讲授在以后很长一段时间内，仍然会是主要的教学方式。如何在课堂教学中实现研究性教学，是我们面临的一个挑战。课堂讲授中的研究性教学与其他两种方式相比较，也是最难实现研究性教学的一种形式。

课堂讲授中的研究性教学应体现在针对课程内容中的科学原理设定相应的问题（如已经发现的科学原理或科学原理的实际应用问题），教师在课堂教学中应重点讲授原理的发现过程、科学研究的思路、研究内容和研究方法；在讲授过程中教师应引导、启发学生发现问题，通过观察、想象和思维活动分析问题，发现科学定理。也可以是教师通过一些实例引导学生发现问题，提出问题，然后指导学生在课外开展文献收集、科学实验等活动，在此基础上进行课堂研讨，解决问题。课堂讲授中的研究性教学要在教学中实实在在地体现出知识的获得过程，体现发现科学真理的认识过程，使教学过程体现出探索性，激发学生的创新精神，培养创新能力。

当然，这种研究性教学对学生来讲，应该是一种被动的研究性学习，其主导权在教师，其效果好坏主要取决于教师。因此，这种研究性教学难度最大，对教师的要求最高。教师不仅要对教学内容十分熟悉，还要掌握教学内容中涉及的基本原理的发现过程以及这一过程中涉及的研究方法、研究实例、研究过程中遇到的问题和解决的途径等等。

学生自主进行的研究性学习是教师根据课程的内容确定学生自主学习的教学内容，确定自主学习的题目（问题）。学生在教师的指导下进行文献调研，学生通过独立研读文献，写出小论文，分组进行研讨，做出PPT；最后，各组在课堂上进行PPT展示，相互讨论，教师进行点评，学生和教师对每一组同学的研究性学习成绩进行综合评定[7-8]。

研究性实践教学环节是根据课程的教学内容设定课题，给定学生实际资料，让学生根据课程学习的基本原理和基本方法，进行实例研究，得出结论，写出研究报告。这些课题的研究可以使学生进一步加深对课程学习的基本原理的理解，通过研究方法的实际应用，学会解决问题的思路、方法。

二、石油地质学研究性教学实践

本次在“石油地质学”研究性教学改革中，采用了上述三种研究性教学形式，对课堂讲授过程中适宜进行研究性教学的部分进行了分析和选择；建立了初步的自主学习主题及相应的文献库；完善了实践性研究教学环节的案例库。我校本科生“石油地质学”课程共72学时，安排讲课46学时，自主学习研讨课10学时，实践性研究教环节课10学时，实验课6学时。

1.课堂讲授中研究性教学主题的选择

“石油地质学”课程内容繁多，并不是所有内容都适合开展研究性教学；同时学时的限制也不允许所有内容都开展以问题为导向的研究性教学。为了充分利用课堂学时，更好地、有重点地开展课堂讲授中的研究性教学，有必要通过对教学内容的深入分析和研究，选择适当的问题开展研究性教学。根据“石油地质学”课程的内容及其性质，我们选择了以下几个问题，在课堂讲授中进行了研究性教学的尝试。

（1）油气生成过程中时间和温度的作用。在讲课中，通过考察不同时代盆地有机质生烃门限的差异，引导学生注意时间在烃源岩成熟过程中的作用，介绍康南如何通过考察、分析、统计这些现象，推导出康南公式，得到时间和温度在油气生成中的作用的认识；另一方面，告诉学生科学家又是如何通过化学动力学理论推导得到相同的结论。通过这一原理的发现过程的讲解，使学生了解科学家是如何从理论与地质实例两个方面发现并论证一个科学原理，使学生学会科学研究的过程。

（2）圈闭理论的形成和发展。圈闭理论是石油地质学一个十分重要的理论，但对圈闭的认识有一个漫长的发展和完善过程。从最初只认识构造圈闭，到发现地层圈闭和岩性圈闭，直到目前非常规油气聚集的发现，圈闭的概念在不断发展，圈闭的类型仍在不断丰富。通过这一理论形成与发展过程的讲授，使学生了解石油地质学的许多理论是随着油气勘探的发现过程在不断发展和完善的，激发学生的创新意识。

（3）陆相盆地油气聚集源控论思想的形成。源控论是中国石油地质学的重要理论，我国地质学家在油气勘探实践中发现，松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地等许多盆地的主要油气田都围绕盆地生烃中心分布；地质学家进而对我国陆相盆地石油地质条件和油气运聚机理进行了深入研究，从实践与理论两个方面论证了生烃中心对油气分布的控制作用，形成了在中国石油地质学中占有十分重要地位的源控论。通过这一实例，使学生了解一个理论的形成不仅要有地质规律的总结，同时也要有理论的论证。

（4）天然气运聚散动平衡原理。天然气和石油形成过程与分布规律有相似性，也有其自身的特殊性。如何观察事物的特殊性并从中总结出规律是学生应掌握的科学研究的方法之一。天然气聚散动平衡理论的形成过程很好地体现了这一研究方法。很多已知典型天然气藏形成历史的研究表明，天然气藏的形成事件都很晚，即属晚期成藏，这一现象如何从理论上得到合理的解释呢？地质学家通过大量的实验室试验和理论计算表明，天然气在地下具有很强的扩散性，扩散作用造成了天然气藏中天然气的持续散失，证明了目前的气藏是天然气的补给与散失的动态平衡过程。这一实例表明了地质现象的观察、实验室验证和理论计算在科学研究中的重要性。

在课堂讲授过程中，讲解基本概念、科学原理、科学规律的形成与发现过程可以使学生学到科学的研究思路和方法，学会从现象中总结地质规律，并通过理论和实验研究上升到理论高度。

2.学生自主进行的研究性学习

学生自主进行的研究性学习分5个步骤实施：（1）教师根据课程的教学内容选定学习题目；（2）学生在课后通过文献调研和阅读，就相关题目自主完成小论文；（3）将学生分组，每一组同学内部进行讨论，并就相关题目做出PPT演示；（4）各组在课上进行PPT演讲，相互提问和讨论；（5）教师点评，教师与各组同学共同评定成绩。

在本次教学中，我们共选定了5个学生自主学习和研讨的主题，主题的选择侧重以下方面：（1）近年来的重要进展，而在教材中反映不够充分的；（2）目前仍存在一些争论或在一部分人中存在模糊认识的问题；（3）在应用和认识中容易出偏差的问题。选定的5个主题为：

（1）我国碳酸盐岩储集层的特征与形成机理。近年来，我国碳酸盐岩层系的油气勘探取得重要进展，促进了碳酸盐岩储集层的研究和对碳酸盐岩储集层的认识，出现了许多新的观点和新的认识，这些新的进展在教材中反映不够充分。通过学生自主学习不仅可以补充这部分新的进展，还可以培养学生自主学习、综合分析的能力。

（2）有机生油与无机生油。有机生油与无机生油一直是石油地质界甚至是自然科学界争论的一个课题。尽管绝大多数学者承认石油是有机成因的，并且有机生油理论在指导全世界油气勘探中取得了巨大成功，但目前仍有一部分学者主张石油是无机成因的，或与无机成因有关。应该承认，尽管油气有机成因已经形成了比较完善的理论体系，但目前仍存在一些没有完全解决或不能完满解释的问题。无机成因学说的研究从另一个方面促进了有机学说的发展和完善。我们把这个主题交给学生自学和讨论，能够使学生开阔思路和视野，进一步加深对油气成因学说的理解，了解其中存在的问题和有待进一步完善的地方，学会从不同的侧面分析问题，提高创新意识。

（3）油气藏分类。油气藏分类问题是石油地质学中的老问题。不同人根据不同的分类原则、不同的目的，对油气藏进行了不同的分类。目前石油地质学教科书上的油气藏分类是以圈闭成因为主导的油气藏分类，将油气藏划分为构造油气藏、地层油气藏、岩性油气藏和复合油气藏四大类。这一分类很好地反映了常规油气藏的形成机理和分布规律。但是随着近年来非常规油气藏类型的不断发现，这一圈闭成因分类已经无法涵盖主要的非常规油气藏类型，因此有必要以一种新的思路对油气藏进行重新的分类。这一问题的讨论可以开阔学生的思路，使学生学会从不同类型油气藏中抽象出其共性与联系，学会科学的分类方法。

（4）泥岩压实、欠压实与异常高压的形成。近年来一直有人在怀疑欠压实现象的存在[10]，并认为“欠压实是地质学中最荒谬的概念之一”。这一观点在网上已有一定的流传，在一部分学生中产生一定影响。这一问题的讨论有助于澄清概念，加深对欠压实和异常高压成因的理解。

（5）流体势的意义与应用。流体势是石油地质学中的一个重要概念，在油气运移研究中有广泛应用。部分学者对流体势的概念及其应用提出了不同的见解，在近年来的应用中也不断发现流体势概念中存在的问题。但是，流体势的现有定义是否需要进一步修正，应如何正确运用流体势的概念研究油气运移等问题，需要进一步研究和澄清。

上述问题的研讨有助于学生加深对基本概念、基本原理的理解和掌握，使学生从中学会如何发现问题、分析问题和解决问题，有利于激发学生的创新意识和创新能力。

3.研究性实践环节

根据课程内容，设计了6个研究性实践教学课题，主要是应用课程的知识和原理解决一些比较简单的实践问题，相当于课程设计。这些题目要求学生自主完成，并写出报告。这6个题目是：（1）烃源岩演化特征与生油区评价；（2）时间-温度指数（TTI）值的计算与烃源岩成熟度评价；（3）天然气成因类型综合判别；（4）圈闭及油气藏类型的识别；（5）流体势计算和油气运移方向分析；（6）油气藏形成条件综合分析。

4.研究性教学的考核

采用过程评价的方法对学生的学习进行评价，参与评价的要素包括考勤、课上发言情况、论文成绩、研讨成绩（按小组评定）、实践环节成绩、期末考试成绩。全过程评价改变了过去以期末考试为主的评价方式，提高了学生在各个教学环节的学习积极性。

三、结束语

我校在“石油地质学”教学中进行研究性教学的探索，初步建立了“石油地质学”研究性教学课程体系，探索了“以学生为主体、以教师为主导”的研究性教学模式，这种模式是一种既重视发挥教师在教学过程中的主导作用，又充分体现学生在学习过程中的主体地位的教学模式。

教师的主导作用体现在：研究性教学和研究性学习的对象由教师根据教学内容和教学目标确定；教师提供学生自主学习的核心参考文献和研究性实践环节的实际资料和其他教学资源；在学生的自主性学习中教师提供指导和帮助，对学生进行启发和引导；自主学习和研讨之后的点评、总结与提高。

在研究性教学和研究性学习中要充分体现学生的主体地位，充分发挥学生的积极性和主动性，这一过程如果没有学生主动参与和积极投入，研究性教学和研究性学习将不能实现。在教学过程中既要每一个学生主动参与、积极投入，还要发挥学生之间相互交流、研讨、相互启发的合作精神。对于研究性教学，学生在学习过程中的主体地位能否充分体现是成败的关键。

[1]薛忠祥，岳伟.“研究性教学”与“朝三暮四”式创新的思考[J].当代教育科学，2012，(7)：20-23.

[2]李翠梅，徐乐中，张维佳.工科研究性课堂教学设计研究[J].黑龙江高教研究，2012，215(3)：167-169.

[3]陈琦，刘儒德.当代教育心理学(第二版)[M].北京：北京师范大学出版社,2007.

[4]黎明.设计性实验教学的研究与实践[J].实验技术与管理，2012，29(4)：245-247.

[5]张中月，张志东，吴加贵，等.研究性实例在光学教学中的应用[J].西南师范大学学报(自然科学版)，2012，37(5)：173-176.

[6]张毓婷.设问 情境 合作 支持—英语教学中促进探究性阅读的策略研究[J].现代教育科学，2012，(6)：59-60.

[7]姚列明，霍中生，胡松君.基于研究性教学的大学物理实验教学实践—霍尔效应测螺旋管轴线磁场[J].实验技术与管理，2012，29(1)：137-139.

[8]戴蔚荃，周长江，林锦明，等.基础化学实验课研究性教学考核评价体系构建[J].实验室研究与探索，2012，31(5)：125-127.

[9]王霄羽.高校教师创新性教学评价的策略研究[J].教育与职业，2012，(17)：103.

[10]李传亮.欠压实概念质疑[J].新疆石油地质，2005，26 (4)：450-452.