专业学位研究生油藏工程设计混合式实践教学模式探索

袁迎中，李继强，严文德，雷登生，肖前华

重庆科技学院 石油与天然气工程学院，重庆 401331

专业学位研究生教育处于现代职业教育体系顶端，以培养质优、面广和满足需求的高端人才为目标。其中，实践性教学是专业学位研究生教育的重要组成部分，是实现人才培养目标的重要教学环节[1]。通过实践教学，培养学生开拓、创新、理论联系实际的精神，锻炼学生的工程实践能力，可增强学生就业竞争力，满足用人单位对高层次人才的需求[2-3]。石油工程类专业实践性强，目前各石油类高校依托于传统教学模式和手段，在打好学生专业知识基础、加强应用能力培养、促进研究生成长成才等方面做了大量工作。然而，传统教学模式和手段已不能满足新形势下的要求，急需坚持服务需求、以校企共同开展课程建设为途径，对各种教学要素进行优化组合，深入推进实践教学和混合式教学模式改革。

混合式实践教学本质上是传统实践教学与现代信息技术的有效整合，是培养学生的自主学习能力、协作学习能力、实践能力和探索创造能力的重要手段[4]。根据国家、地方教育部门关于专业学位研究生课程建设和教学模式的相关要求，结合重庆科技学院石油与天然气行业特色以及“油藏工程设计方法与应用”专业学位研究生课程的实际情况，为达到专业学位研究生培养的目标，提升研究生岗位胜任能力、创新能力和发展能力，克服了常规教学方法形式单一、学生缺乏实践体验、学习耗时长但收效甚微的问题，探索并形成了与实践教学相适应的混合式教学模式和教学方法，取得了显著的教学成果。

一、线上与线下相结合的教学模式探索

传统课堂教学采用“教师课堂讲授”的教学模式，以单向传输的方式为主，不利于激发学生的学习兴趣、积极性和创新能力。新兴的“慕课”作为一种全新的教学模式，将互联网、信息技术与高等教育相结合，具有大规模、在线、开放、灵活、多样性的特点，最大限度共享优质课程资源，受到国内外学者的广泛关注。近年来，我国“慕课”建设取得了重大进展，推进了教育公平，促进了教育质量提升。然而，该教学模式存在自身的缺陷，如学生数量庞大、自学学习动力不足、中途退课率高，师生关系疏远、缺少学习交流互动，知识碎片化等问题，目前无法完全取代传统大学课堂教学[5]。为了扬长避短，通过线上线下相结合的方式，笔者对油藏工程设计的教学模式进行了探索和实践。

依托于现代信息技术支持，利用“超星慕课”平台，开展了“油藏工程设计方法与应用”在线课程建设，提供了授课计划、教学内容、教学视频和相关知识点的PPT学习资源。授课计划包括油藏工程设计概述、油藏描述、油藏工程论证、油藏数值模拟、特殊类型油气田开发、油藏开发动态分析与调整等内容；教学资源包括油田开发方案及调整方案设计相关行业标准、经典教材和专著、各种油气藏开发方案设计实例及案例库等内容。通过教学资源管理系统，教师可对教学资料进行有效管理和利用，并及时更新发布。

通用的慕课平台难以完全实现油藏工程类课程教学目的，为进一步开展教学资源建设，采用互联网+设计思路，结合计算机控制、油藏模型仿真计算和三维图形图像显示及人机交互接口技术进行虚拟仿真实验平台开发，形成了涵盖油藏基础认知、虚拟实验、仿真实训和创新实践四个层次的“重庆科技学院油藏工程虚拟仿真实验软件”平台，作为油藏工程类课程线上教学的有益补充，为油藏工程设计夯实专业基础。

在课外（线上）学习过程中，要求学生自主完成网上资源的学习，针对自己无法解决的问题，通过学习平台或电话、电子邮件等形式进行反馈，以便教师及时安排辅导答疑；同时利用课程资源中心作业系统开展网上布置作业，检验学生学习效果。在课堂上（线下）教学过程中，教师则对学生反映的重点难点内容进行集中讲解，解答学生的疑惑；根据课程内容，有针对性地设计相关理论联系实际的问题，安排学生进行分组讨论，培养学生综合应用相关知识点解决复杂工程问题的能力。

二、课堂与实训相结合的教学模式探索

重庆科技学院“油藏工程设计方法与应用”是针对油气行业特色，以职业能力培养为主线而设立的硕士研究生专业学位核心课程。本课程的主要教学任务是使学生熟练地掌握本领域工程设计的内容、步骤、规范要求和技术手段，使学生具备本领域工作岗位要求的系统工程设计能力，为从事油气田开发相关技术研究和开发管理打下基础。在具体设计过程中，一方面要求学生具有扎实的专业理论基础和清晰的设计思路，能从整体上把握实际油气藏开发方案设计的技术要领；另一方面要求学生能够熟练使用相关地质建模及数值模拟软件，能够建立可靠的地质模型，并能科学、合理预测开发指标。为了达到教学目标，我们在教学过程中，十分重视培养学生利用专业基础知识解决实际问题的动手操作能力，将课堂教学和实训教学有机结合，确保研究生培养质量。

结合“油藏工程设计方法与应用”的实际情况，在教学过程中，尊重学生的主体地位，课堂与实训教学两个环节交叉进行，首先用约20%的课堂时间分组讨论，营造良好的学术民主氛围，激发学生的学习兴趣，促进学生、教师之间的互动，分享和交流课前自学成果；然后授课老师根据学生课前自学对知识的掌握情况，用约40%的课堂时间结合油藏工程设计实际案例讲解各部分设计内容的具体思路和相应的技术方法；最后用约40%的课堂时间从案例库抽取资料进行案例实训，发掘并提升学生的自主学习能力。依托于重庆科技学院开发的油藏工程虚拟仿真系统，学生还可以在课外通过仿真平台开展油藏工程设计仿真实训练习，以“桌面式虚拟认知、浸入式仿真模拟、亲历式仿真实训”的方式解决相应的实践问题。

通过课堂教学和实训教学相结合，采用多种教学方式，围绕“储量”“产能”“效益”三大主题[6]，积极引导学生重视油藏地质研究，强化渗流力学基础，聚焦经济效益目标，树立“勘探开发一体化”的思想，在油藏工程设计过程中，系统地解决“有没有储量”“有多少储量”“能够采出多少储量”“怎么开采”“开采的效益如何”这5个基本问题，完成油藏描述、储量和采收率计算、开发层系划分、开发方式确定、开发井网部署、开发方案设计及指标预测、经济评价及方案优选等内容。

三、校内教师与行业专家相结合的教学模式探索

石油工业行业背景强，目前油田企业需要能立足一线、能创新、能管理、能解决现场实际问题的高级应用型人才[7]。在油藏工程设计教学过程中，要求学生能够根据实际油藏多方面的静动态资料，对油气藏进行全面的研究、描述和评价，从油田的实际情况和生产规律出发，综合运用各学科专业知识和相关专业软件，制定出科学合理的油田开发方案。为了完成使油田投入长期和正式生产的一个总体部署和设计，要求学生将基础理论知识与现场实践相结合，具备解决实际油藏复杂工程问题的能力。

通常情况下，校内教师擅长于基础理论及方法原理方面的教学，行业专家见证并经历了油田开发的全过程，具有丰富的现场实践经验。

重庆科技学院“油藏工程设计方法与应用”课程授课教师由校内教师和企业专家组成，力求将基础理论与工程实践有机结合，提高育人效果。每年定期邀请油田专家来校进行学术交流和讲座，剖析实际油田开发案例，介绍勘探开发新技术的推广及应用效果，启发学生的创新思维，找准油田技术攻关难题的切入点。加强与油田企业开展产学研合作，充分发挥高水平的科学研究优势，以科研提升教学水平和教育质量；重点在工程案例建设与案例教学、实践基地建设与工程实践、项目研究、论文指导、编写实践教材等方面提高合作，提高人才培养质量。此外，通过校内教师的油田科研计划项目、工程实践能力锻炼项目，学生的项目助研、现场出差、企业生产实习及顶岗实习等方式[8]，综合提高油藏工程设计教学水平。

四、混合式实践教学模式探索

在实践类课程教学过程中，教师处于指导者地位，学生是主体，主要通过实践探索活动，积累经验，提升创新精神与实践能力[9]。相比于传统理论教学，油藏工程设计实践教学活动空间较为复杂，涉及课堂课外、科研实验室、计算机网络机房、校内实训基地、油田现场等多个场景，这就决定了油藏工程设计实践教学模式的多样性。采用混合式实践教学模式，让学生始终处于主体地位，自己发现问题、设计方案、收集资料、解决问题，从而获得充分自由的发展，达到实践教学目的。

在“油藏工程设计方法与应用”教学过程中，充分利用建成的实践教学平台和拥有的专业软件，变知识讲授型传统教学模式为线上与线下学习相结合，理论学习、平台训练、案例实践相结合，校内教师与行业专家授课相结合的混合式教学模式。综合多种教学手段，重视启发式教学，加强案例教学，提高教学效果[10]。教学组织分两个阶段，第一阶段为“理论学习+平台实训”，按设计流程分模块授课，边学习、边实训。其中，理论学习采用翻转课堂的形式[11]，要求学生提前在网上（线上）自主完成，课堂教学以交流讨论为主。第二阶段为案例实践，在进行系统案例实践训练前， 聘请企业专家到课堂进行一次现场实际工程设计案例系统讲解， 学生从建成的案例数据库中随机抽取设计案例基础数据， 独立完成系统的整体工程设计，教师监督辅导[12]。重视教学质量信息反馈，加强师生之间的沟通和合作，有的放矢地调整教学模式与方法，促进教学过程良性发展；同时依托开放课题、教师科研课题、石油工程设计大赛等项目，强化学生的工程应用能力，并培养学生的创新实践能力。

通过油藏工程设计混合式实践教学模式探索与实践，克服了单一教学手段的局限性，整合多方面教学元素，注重与学科竞赛相结合[13]，更加有效地实现了课程教学目标。重庆科技学院研究生的工程设计实践能力得到大幅提升，2017年获得了第七届中国石油工程设计大赛油气藏工程单项组一等奖，2018年获得了第八届中国石油工程设计大赛综合组一等奖，教学成果显著，目前该套混合式教学模式正在向其他实践类课程推广应用。