浅谈实践教学环节对本科生创新能力培养的促进作用

杜佳男 毛志强 王兵 高杰 付建伟 李子悦

摘   要：《測井解释与数字处理》课程是针对本科生开设的一门综合性较强的专业课，实践教学环节是课程中的重要一环。近年来，立足本课程教学实践，主动借鉴美国科罗拉多矿业学院（Colorado School of Mines，CSM）以及国内兄弟院校测井解释课程实践教学经验，探索一条在测井解释课程中加强实践教学环节，有效提升本科生利用课程相关理论思考及分析实际问题的能力，强化基础软件平台基本数据处理模块操作技能，进而有效培养本科生科技创新能力的途径，近年来教学工作取得良好效果。

关键词：测井解释与数字处理  实践教学  平台操作  科技创新能力

中图分类号：G642                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）06（a）-0205-02

本科教育是科学教育，创新是科学的真谛[1]。本科教学主要包括基础理论教学、专业知识教学及实践教学，其中实践教学主要培养学生的操作能力、数据处理能力。通过实践教学，不仅能够帮助学生运用公共基础理论知识和专业知识分析并解决实际问题，从而深化对理论知识的理解，做到理论与实践相结合，激发学生对实践环节的学习兴趣，培养本科生的科技创新能力，为提升本科生专业素质与竞争力做出贡献。

1  测井解释与数字处理课程实践教学现状分析

测井解释与数字处理课程包括专业知识课堂讲授、课程作业、测井资料处理软件平台操作训练等几大模块，其中课程作业和测井资料处理平台操作训练属于课程实践教学环节。由于课程作业不占课程学时，以往理论教学、实践教学环节学时占比分别约为85%、15%。平时课程作业，题目比较大、完成作业的要求也比较宏观。期望学生能根据课上所学知识主动思考并自觉完成作业，达到能运用所学理论知识、解决基本问题的实践能力的培养目标。测井资料处理平台操作训练模块，由于课时限制，多以演示形式进行，学生没有得到真正的实践机会。

科罗拉多矿业学院（Colorado School of Mines，CSM）是一所世界一流的公立研究型大学，其优势学科与能源、矿业等专业密切相关，在工业界久负盛名。地球物理系（The Department of Geophysics）为该校的优势学科，也是全球最好的地球物理系之一[2]。其针对本科生和研究生开设的测井资料分析和储层评价（Well Log Analysis & Formation Evaluation）课程共计14周，包括课堂讲授28学时、实验课时14次28学时。实验课在专门的具有个人电脑终端的实验室进行，要完成一份综合作业，包括以回答问题为主要形式的作业和以Techlog平台为基础的资料处理环节练习。课堂理论教学和实践环节教学课时占比均为50%！其实验课时为每周1次，每次2学时，实验室开放时长为3小时，配备研究生担任助教进行辅导和提供帮助。类似我们的平时作业在CSM则成为了实验课时中的一部分，具有“做”中学、通过实践学习的特点。而且回答问题的作业题目以及Techlog平台操作练习的任务要求比较简单又非常具体，方便初学者进行，具有清晰的流程展示和流程训练特色。除此之外，该课程还有一个为期2周的综合解释项目，类似我们的课程大作业。

长江大学测井学科在国内高校中久负盛名，其课程大作业教学环节内容丰富、训练强度大，主要包括3-5口井测井资料处理解释训练等，要求其中1口井手工解释，其他井则利用指定软件平台进行处理解释。

2  改革实践环节教学内容与方式

为更好提升我系本科生实践操作能力，增强理论联系实际的本领，培养他们的科技创新能力，在认真分析我系测井解释与数字处理课程教学现状及国内外相关院校测井解释课程开设情况对比基础上，我们对课程实践环节教学进行了改革，改革遵循以工作实际需求及继续深造需求为导向的原则，下面就具体的改革内容谈谈我们的做法。

（1）更新、扩充实践教学资料及内容。通过前期文献资料阅读、赴长江大学测井系调研交流、收集资料，我们将新的教学方法、解决问题的思路扩充到实践环节当中，更新了实践环节内容。例如，收集和整理砂泥岩、碳酸盐岩、煤层、岩盐、硬石膏、火山岩等典型岩性地层（层段）常规测井曲线（部分井段有核磁测井资料），以图件形式发放给学生并要求学生观察、总结不同岩性地层测井响应特征及响应特征组合。增加油气层阵列感应测井低阻环带测井实例资料。原有测井数据处理采用EXCEL进行简单的处理，现有的实践环节增加了MATLAB、FORWARD等相对专业的测井处理软件，并且结合全国大学生测井技能大赛要求和参赛经验，将测井数据处理的SAND程序和CRA程序纳入到计算机平台操作环节当中。

（2）改进实践教学方式，对实践环节要求具体化。原有的课程作业采用的是宏观要求的办法，现在的课程作业对题目及作答要求进行了细化，具有更强的可操作性。譬如，在GR测井应用环节，会提出“以某井段资料为例，利用GR曲线计算储层泥质/粘土含量”比较宏观和模糊的要求。自觉性和能力都比较强的学生，会按照上述宏观要求，逐步具体地完成作业，达到作业布置目标。但更多的学生则可能同样以比较宏观和模糊的方式，如以文字叙述的方式，简答上述要求的步骤，而没有履行和完成上述题目要求背后的具体动手实践环节，通过作业进行实践环节教学和培养的效果会大打折扣。在现在的作业中，上述宏观题目已经改变为若干具体的题目和清晰的要求。如在规定的层段中选择泥岩、砂岩并确定泥岩基线和砂岩基线数值;要求写出3种不同的公式并计算给定深度的泥质含量结果。同样，上述关于不同岩性地层测井曲线的观察学习要求也从原来的文字总结，进一步改革扩展为“按规定的规范格式画出典型岩性地层主要的测井响应特征示意图”，重点比较不同岩性地层GR、电阻率（数值高低及不同探测深度曲线间的差异）和中子-密度曲线重叠特征的差异。把以往的僵化呆板的文字表述，变成生动明确的曲线特征示意，强化学生定性识别和区分地层岩性的实践能力。通过观察油气层低阻环带测井实例，要求学生读值并画出油气层径向电阻率剖面，直观显示并理解低阻环带的概念和测井响应模式。上述改变突出了实践环节要求和培养应更加具体化和流程化。

在此基础上，形成了一套内容丰富、操作性强、流程层次清晰的课程作业体系（题库）。

3  改革考核评价标准和体系

要使得课程教学改革的成果得以显现，一套科学合理、行之有效的考核评价体系必不可少。针对课程特点和近年来教学实践和发展动态，课程考核评价标准和体系进行了较大变动和改革。

（1）考核环节细化。配合作业题目的具体化改革，作业等考核标准进行了细化变动，规定了每一环节、每一问题的分值。使考核环节变得更加客观、易于助教进行操作。通过考核结果，也可以使学生更加清楚地了解对课程内容掌握的真实情况，利于扬长补短，提供学习时效。

（2）增加平时测验或考试的次数，强化全过程学习时效管理。新的要求规定，每8学时课程将进行一次平时考试。根据课程特点，增加了3次平时测验（一次一个学时）。这样做的目的可以使学生在整个课程学习期间始终保持较高的投入和效率，避免以往最终期末考试前突击学习的陋习。通过强化全过程学时时效管理，真正达到课程教学目标。

（3）课程成绩中加大实践环节比例。以往课程考试以笔试和理论知识考试结果为主，平时作业成绩占比较低。近年来，逐步加大了平时作业成绩以及测井资料解释处理软件平台实际操作成绩占比。目前的课程成绩构成及权重为：课程作业成绩占30%、平台操作及平时测验成绩占30%、期末考试成绩占40%。

4  启示

通过两年多的课程教学改革，特别是实践教学环节的具体化和流程化改革尝试，测井解释与数字处理课程实践环节教学效果得到明显改善，本科生对测井专业理论基础知识掌握的更加扎实，实践操作能力更强，由2015级四名学生组成的我校本科生代表队在2019年第五届全国大学生测井技能大赛中取得了石油院校组一等奖的佳绩，教学改革效果初步展现。

参考文献

[1] 李国臣，耿彦峰，杨纪红.立足实践教学环节加强本科生创新能力培养[J].中国大学教学，2009（6）：69-71.

[2] 张元中.科罗拉多矿业学院地球物理系导师培养研究生的模式及启示[J].石油教育，2011（3）：67-71.