研究型教学理念在“油气地球化学”课程中的实践

李开开，肖玲玲

1.中国地质大学（北京） 能源学院，北京 100083；2.北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083

教学方法

研究型教学理念在“油气地球化学”课程中的实践

李开开1，肖玲玲2

1.中国地质大学（北京） 能源学院，北京 100083；2.北京科技大学 土木与环境工程学院，北京 100083

当前油气勘探领域对于具有创新思维和创新能力专业人才的需求不断增长，促使研究型教学理念在资源勘查工程专业教学方面的贯彻。笔者结合该专业油气地球化学课程自身特点，将研究型教学理念实施于授课过程和考核中，提出几方面的建议：（1）科学或实际问题导入课程过程中应结合学生学科基础，不能一成不变；（2）应将科研思维贯彻于教学过程始终，强调用科学方法思考问题的教学过程；（3）应用“项目考核”或“研究考核”模式代替传统考试，重视思考和解决问题的过程，弱化答案与结果的考核。

研究型教学；科研思维；项目考核；资源勘查工程

新的教育理念下，“教”总是为“学”服务的［1］，那么对于近年来兴起的研究型教学而言，追根究底也是服务于“研究型学习”。简而言之，所谓研究型教学就是训练学生学会“研究型学习”，构建学生提出问题、分析问题、解决问题并在研讨中积累知识、培养能力和锻炼思维的学习模式［2-4］。这符合具有创新精神和创新能力的研究型人才培养的需求，更是当今高校教育系统中研究型大学的根本使命。然而，目前我国高校对于研究型人才的培养多定位于研究生教育层次，而本科生教育依然在单向性知识传授为主的传统教学模式内徘徊，这无疑阻滞了具有研究型思维和创造能力的高层次人才的储备。

进入21世纪以来，油气勘探领域对于资源勘查工程专业方面的研究型人才需求日益突出。特别是在我国，近十年来的勘探生产实际表明，我们面临的油气地质条件较20世纪更为复杂，勘探领域逐渐由常规油气藏走向深层油气藏、隐蔽油气藏和强非均质性的低渗透油气藏，勘探难度大大增加。这对本行业人才在新思维、新理论和新技术的构建方面提出了更高的要求。对于此，高水平研究型大学无疑承担着精英教育的责任和义务，担负着为国家能源战略培养拔尖研究型人才的历史责任。于是，如何改革传统的教学模式，探索符合新的人才培养质量标准的研究型教学理念并付之于教学实践是目前国内地质类高校亟须解决的问题。中国地质大学（北京）资源勘查工程专业毕业生对于专业教学的反馈结果也显示（表1）：教学理念更新、教学方法与时俱进、教学效果等方面的需求有增无减。

“油气地球化学”是资源勘查工程专业的一门重要的专业基础理论课。不同于其他专业课程，油气地球化学不仅关注“到何处寻找油气藏”，还强调油气怎样形成、如何运移、何时何处聚集，成为油气勘探的三大理论（石油地质、石油物探和油气地球化学）基础之一。然而，由于这门课程涉及的地质学、有机地球化学、物理化学、生物学、沉积学一级盆地模拟等多学科知识，对于学生而言信息量多且学习难度大。若施以传统的教学方式，必然导致学生处于被动接受状态而倍感乏味、学习动力不足，更难提能力的培养。作为“油气地球化学”课程的主讲老师，笔者重点在授课方式和考核形式方面进行了一些探索和实践。

表1 中国地质大学（北京）毕业5年以上校友对资源勘查工程专业教学改革的建议

一、寻找合适的科学或实际问题导入课程，提纲挈领

学起于思，思起于源。提出问题是激起学生学习欲望和探究精神的最积极因素，更被认为是“有效教学的核心”［5］。目前的油气地球化学领域未解之谜俯拾即是，勘探现场遇到的难题也比比皆是，然而这些科学或勘探难题放置于课堂未必就能引人入胜。这可能有以下几方面原因：（1）问题客观存在，但难度大，使学生产生畏惧和反感心理；（2）学生基础理论知识薄弱，无从思考；（3）没有建立所提问题与后续课堂讲述之间的直观联系。因此，授课教师在备课中要精心把握设疑的尺标，提出符合学生知识能力和实际水平的问题，难易适中；同时也要善于分解问题，进一步引出后续内容，使问题能够起到纲举目张、提纲挈领的作用。而这种问题的导入方式需要按课程内容来设计，不能一成不变。

1.联系生活实际导入课程

“油气地球化学”课程本身富含的有机化学色彩使我们能够对生活实际中很多现象和问题做出解释，将这些问题抛出显然有利于启发学生积极思考。例如在讲述气相色谱分析原理及其在石油地质中的应用一节时，若从气相色谱或石油勘探现状着手提出问题，学生本身的知识储备难以支撑对问题的理解，更增加学生“难”字当头的恐惧心理。然而，如果我们提出问题：为什么白酒那么香？这类贴近生活的实际问题必然引发学生强烈的求知欲。继而以白酒芳香成分引出分析仪器和原理，同时将原油与白酒进行类比，分析不同原油组分的分析对油气勘探的意义所在，这将使得整个课堂结构紧凑，印象深刻。

2.将国内外相关的新闻报道导入课程

根据课程内容选取合适的新闻题材无疑能够博人眼球，关键在于授课教师需要从这些素材中提取相关问题，进而引入到与课程内容相关的环节上来。如在讲述石油的性质与组成这一章节，可以引入2011年中海油渤海湾油田漏油事故和2010年墨西哥湾原油泄漏事件及其对海洋生态造成的危害，进而引出问题：石油具有什么样的物理化学性质使得海上原油泄漏的危害巨大？如何做相应处理？如此一来，本身费解枯燥的生化组成及特性变成了学生用来解决实际问题的可以倚赖和借助的工具，将有利于学生理解和记忆。

3.引入油田勘探实例或科研课题

多年来的调研表明：本科生对于勘探现场以及实例研究现状和存在问题的了解和关注非常迫切，将这些知识导入课程势必能够使学生集中注意力，活跃课堂气氛。授课教师对于勘探或研究问题的讲述不能“天马行空”，而应与课程内容紧密关联。同时还需要将问题分解，使得问题深入浅出，达到学生能够接纳的程度。例如在讲述油气成藏后次生变化章节时，引入中石化塔河油田的塔深1井8000米深部储层中有大量固体沥青赋存，却不见工业气量产出这一现象，并对学生加以引导：固体沥青的发育预示着曾经发生过油气的运聚事件，那么这些本应被勘探人员开采的油气何去何从？很显然，油气随埋深加大可能发生了次生变化，那么究竟发生了哪些次生变化？这些变化产生的机制又是什么？这种列举事实—提出问题—简单归纳—提出中心问题的导入方式能够让学生积极参与思考，踏出研究型学习的第一步，进而实现自主学习。

二、科研思维贯彻于教学过程，授之以渔

科研思维是指个体运用一定的科学方法进行思考的过程，是在事实依据的基础上，从形式逻辑方面进行科学合理缜密的推理，形成环环相扣、步步衔接的完整的科研思维框架［6］，这是创新能力培养所依赖的思维方式。因此，科研思维在教学中的运用并不是追求每一位教员必须有自己的科研课题，而是将“基于客观事实和逻辑推理发现问题、分析问题和解决问题”这一思想贯彻于整个教学过程始终。这就要求教师在教学过程中不仅要善于提出问题，还要循循善诱，为学生提供思考问题和解决问题的方法，让学生学会分析：（1）如何从客观事实或研究现状捕捉问题？（2）为什么要解决这个问题？（3）解决这个问题需要从哪几方面着手？（4）是否存在现有的可行的方法或技术开展上述几方面研究？（5）完成工作内容后预计可获得什么结论和成果？还会存在哪些尚待解决的问题？以这样的思维方式对教学内容进行梳理和讲授，将使得学生始终被教师的逻辑推理吸引，并逐渐构建自己的科研思维，这对于科研型人才的梯队建设有着潜移默化的作用。

笔者以构建“油气成藏后次生变化”课程设计为例，将科研思维贯彻于整个教学过程始终（图1）。即如前文所述，首先以油田勘探实例进行导入，并捕捉相关问题。引导学生思考现今8000米以下储层中开采出的油气面貌是否能用所学知识“干酪根晚期成烃理论”来解释，如果可以则问题解决，如果解释遇阻则继续尝试对比现今油气面貌在相态、元素组成等方面的特殊之处，思考这种“异常”的解释需要从哪几方面着手，又需要储备哪些方面的知识，水到渠成地引出本节课的知识本质：油气次生变化的几种作用机制。并运用类比法横向分析几种作用机制的改造效应异同，探讨导入实例究竟是哪种作用机制改造而成，继而思考这种机制对于油气田的勘探有什么样的指导意义。值得注意的是，在介绍次生变化的几种作用机制时，同样可以设置次级问题来引导学生思考，使得课程内容层次感分明。例如在讲述硫化作用时，可举例2003年12月四川盆地某井场天然气井喷H2S中毒事件，同样的思路：提出问题（天然气中高浓度H2S来源？）—用已有知识（干酪根晚期成烃理论）尝试解释—思考“异常”的可能原因—可行的理论支撑（知识本质）—阐明问题及现实意义。这些实际问题的回答无疑让学生熟悉了一种用科学思维分析和解决问题的过程，对学生抓住问题本质的思维方式，以及深入思考的能力是一种很好的训练。

三、研究模拟代替传统考试，变被动为主动

研究型教学理念的贯彻不仅限于课堂教学，还应涉足于考核模式。以往专业基础课的考试内容主要是有关的名词、术语、核心知识点的记忆，命题形式单一，仅限于名词解释、简单论述这类呆板结构；考试方式多采用闭卷笔试，以一份试卷定学生优劣，一学期的课程学生仅需三天或更少时间强化记忆便可过关。这种形式的考试存在着诸多弊端：（1）考试内容过于重视对书本共性知识的考核，忽视对学生知识运用、科研思维和创新能力的考核；（2）单一的闭卷考试仅注重记忆能力的考核，无法使学生充分表现自己的能力和素质；（3）应试考试方式催生了学生应试学习的不良倾向，导致学生学完即忘，更不用说知识体系的构建和灵活运用。

图1 “油气成藏后次生变化”课程设计结构示意图

对于“油气地球化学”课程考核环节，笔者在研究型教学理念指导下，尝试采用项目考核或研究考核模式进行，即学生根据设置的项目任务，制定提出问题、解决问题的工作方法和行动计划，项目成果以论文或多媒体汇报形式考核。这种模式目前也逐渐为一些专业课教员所青睐［7-9］，其优势在于能够提高学生的自学能力、文献调研能力、计算机操作和相关软件的应用能力。同时有助于深化学生对专业课基本理论的理解，促进学生独立思考和总结，积极参与团队合作和踊跃交流。然而，对于“油气地球化学”课程，其特殊性在于，项目考核模式将面临样品采集难、分析周期长等特点与有限的学习周期之间的矛盾，这需要对这种方式进行针对性的调整。为此，笔者将项目任务简化，针对性地弱化烃源岩样品的采集、筛选、前处理和测试分析过程，而将已有的样品信息和对应的地球化学分析数据呈现给学生，同时提供研究区地质背景和研究现状作为课题背景。让学生根据现状提取需要解决的研究问题，并根据所学知识和已建立的科研思维，对测试数据进行分析、解释，继而回答问题。正是由于科学研究本身没有绝对的是与非，而在于合理与否，因此，这种考核方式无疑弱化了答案与结果，而倾向于强调学习过程中学生的独立思考和知识的灵活运用。值得注意的是，在考核过程中，教师应确立自己“研究导师”的角色，指导学生查阅相关资料、文献，启发和鼓励学生积极寻求问题的答案和解决问题的方法，以“授之以渔”为考核的最终目标，进而培养具有研究型思维和创造能力的高层次人才。

四、结束语

对于学生创新意识、创新性思维、创新动机的培养，除了有效推进研究型思维在授课方式和考核形式方面的贯彻之外，还应将这种理念实施于办学模式、专业设置、教学内容以及教学方法等方面。同时，由于专业和课程不同，这种教学理念的实施策略不应该有统一的标准和要求，只要紧密围绕培养学生的科学思维和创新能力这一目标，设计适合本专业或学科的教学方案，就是一种具有特色的研究型教学。对于资源勘查工程这类实践性强的专业而言，研究型教学方案的制定应该牢牢把握实践―教学―实践、产―学―研结合的思路，才能有效地为“研究型学习”服务。

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research-oriented teaching； scientific thinking； project assessment； resources exploration engineering

G642

A

1006-9372（2015）03-0057-04

2015-03-25。

李开开，男，讲师，主要从事油气地球化学和储层地球化学的教学与研究工作。

投稿网址： www.chinageoeducation.net.cn 联系邮箱：bjb3162@cugb.edu.cn

引用格式：李开开，肖玲玲.研究型教学理念在“油气地球化学”课程中的实践［J］.中国地质教育，2015，24（3）：57-60.

Title： Research-Oriented Teaching Practice on the Course of Petroleum Geochemistry

Author（s）： LI Kai-kai， XIAO Ling-ling